Synkronisert hjerneaktivitet og overflødighet er symbiotisk

click fraud protection
Med tillatelse fra SISSA

Bilde av synkronisert hjerneaktivitet i en gnagerhjerne fra SISSA-laboratoriet i Italia

Kilde: Med tillatelse fra SISSA

Hjernen er delt inn i forskjellige regioner, nevrale nettverk og funksjonelle kretsløp som må kommunisere med hverandre for å skape arbeidsharmoni i hele hjernen. Men hvordan koordinerer disse nevrale kretsløpene hverandre slik at de kan jobbe som et samlet team? En studie utgitt i dag fra SISSA Taktil Perception and Learning Lab rapporterer at hemmeligheten bak harmonisering av hjerneaktivitet ligger i synkroniseringen av svingende rytmer av elektrisk aktivitet.

I følge forskerne ser det ut til at forskjellige regioner i hjernen koordinerer hjernerytmene slik at de kan "danse" til tider for deres egen tromme noen ganger - men når det er nødvendig, jobber de sammen ved å danse unisont til godt tidsbestemt koreografi. Motsatt tidligere studier på autismespekterforstyrrelser (ASD) har identifisert at mangel på hjernesynkronisering er et kjennetegn på maladaptive eller atypiske hjernefunksjoner.

I en pressemelding sa SISSA-forskerne, “når en rotte er engasjert i en sensorisk gjenkjennelsesoppgave og trenger å gjøre et romlig valg basert på tidligere kunnskap, den sensoriske, motoriske og hukommelse regioner i dyrets hjerne (men lignende mekanismer finnes sannsynligvis også i den menneskelige hjernen), gjør at rytmene til elektrisk aktivitet sammenfaller med hverandre. ”

Studien i februar 2016, “Koherensen mellom rottsensorimotorsystem og hippocampus forbedres under taktisk diskriminering, Ble publisert i tidsskriftet PLOS Biologi. Studiens co-første forfattere er Natalia Grion og Athena Akrami, forskere ved International School for Advanced Studies (SISSA) i Trieste, Italia. Studien leder er Mathew Diamond, professor i kognitiv nevrovitenskap og nestleder i SISSA.

Denne nye studien fra SISSA viser at når rotter engasjerer seg i en oppgave som krever at de tar beslutninger basert på minner holdt i hippocampus som deres sanse- og hukommelsesregioner synkroniserer med en "theta-rytme" bølgelengde.

Life Science-databaser / Wikimedia Commons

Hippocampus i rødt.

Kilde: Life Science Databases / Wikimedia Commons

Hjernens elektriske aktivitet er preget av forskjellige hjernebølger eller "rytmiske svingninger" av elektrisk aktivitet innenfor forskjellige frekvenser på en elektroencefalografi (EEG). Begrepet "theta-rytme" kan brukes for å referere til to forskjellige fenomener: "hippocampal theta" og "human cortical theta", som begge er svingende EEG-mønstre.

I løpet av deres nylige eksperiment identifiserte SISSA-forskerne synkronisering av theta-hjernebølger mellom 5 og 12 Hz-sykluser pr andre i rotten hippocampus - en struktur som er involvert i hukommelse prosessering for mennesker og gnagere - og i annen sensorisk hjerne regioner.

"Hva er Theta-rytmens funksjon?"

Hos rotter er hjernebølgen på 5–12 Hz-sykluser per sekund assosiert med en rotteoppførsel kjent som "visping". Rotter utforsker miljøene sine ved berøringen av whiskers, en følelse som ligner på syn for mennesker. Mens de pisket, fant rottenes theta-rytmer svingende i hippocampus og samtidig med forskjellige områder i hele hjernebarken på samme bølgelengde.

I lang tid har spørsmålet om millioner dollar vært: "Hva er funksjonen til theta-rytmen?" Interessant nok antyder noen menneskelige studier at theta hjerne bølger svever mellom det bevisste og underbevissthet rike av det menneskelige sinn. Ved bevisst å skape theta-bølger gjennom tankefullhet, meditasjon, eller biofeedback det er spekulasjoner om at du kanskje kan få tilgang til underbevisste deler av hjernen som normalt er utilgjengelige for ditt bevisste sinn.

For over ti år siden, da jeg skrev Idrettsutøverens veiJeg snakket mye om viktigheten av synkronisert elektrisk hjerneaktivitet som koordinerer den funksjonelle tilkoblingen mellom forskjellige hjerneområder. Jeg har en hypotese om at synkronisert hjerneaktivitet mellom begge halvkule i hjernen og begge halvkule i lillehjernen er nøkkelen til å optimalisere hjernefunksjonen og skape en tilstand av overflod, som jeg beskriver som den høyeste formen for flyt.

Synkronisering av hjernebølgene i forskjellige hjerneregioner skaper hjerneharmoni

Foto og illustrasjon av Christopher Bergland

Denne rudimentære illustrasjonen representerer hvordan synkroniserte hjernebølger kan skape en harmonisert tilstand av "superfluiditet" ved å optimalisere kommunikasjonen mellom forskjellige hjerneområder.

Kilde: Foto og illustrasjon av Christopher Bergland

På mange måter det nye skjæring-forskning fra SISSA bekrefter på nytt min utdannede gjetning om hjernesynkronisering og optimalisering av hjernekonnektivitet fra et tiår siden. På p. 114 av Idrettsutøverens vei, i et avsnitt om elektrisitet i hjernen og "moduslåsing", som skjer når nevroner fra forskjellige hjerneområder marsjerer i låsepunkt, skrev jeg:

“Ulike hjernebølger eksisterer som en måte å fokusere og skifte bevissthetstilstander på. Hver stemning og tanke har en spesifikk frekvens som forbinder et nevralt nettverk. Hjernebølger gjenspeiler skytefrekvensen til nervene dine. Høyere skytefrekvens betegner en veldig aktiv, travel hjerne; lavere priser en roligere hjerne.

Nevroner tid til en spesifikk skytefrekvens, og det er kraft i antall. Hver hjernecelle kjemper om din Merk følgende. Din sinnstilstand er demokratisk. Antallet nevroner som kommer sammen eller jo sterkere signalet er det som får oppmerksomheten din. Du har fri vilje og til slutt kan du bestemme i nesten alle situasjoner hva du vil tenke på, for deretter å skru opp volumet til det nevrale ensemblet.

Prinsippet med biofeedback er å se på skytefrekvensene og lære å bremse dem gjennom prøving og feiling. Når du lærer å bremse eller fremskynde avfyringshastigheten til nevroner for å skape en spesifikk bevissthetstilstand, endrer de frekvensen til en annen kanal, et lavere gir.

Som enhver tilbakemeldingssløyfe, kan du fokusere på å senke skytefrekvensen ned og føle bevissthetsforskyvningen, eller du kan endre kroppens tilstand ved å puste dypt for å endre skytefrekvensen. Husk at GABA kommer til å være det beroligende molekylet, og senker skytingshastigheten til synapser som å kaste vann på en bål. ”

Jeg var spent på å våkne opp i morges og lese nye bevis basert på de nyeste nevrovitenskapsteknologiene som ser ut til å bekrefte at utveksling av informasjon mellom to hjerneområder lettes best når deres respektive svingninger er på samme bølgelengde og sammenhengende.

Forskerne ved SISSA klarte å teste teorien sin om teta-svingning i hippocampus ved å finne ut når de synkroniserte theta-rytmer assosiert med flytting av en rottehår mens rotta samtidig brukte sine knekkhårbevegelser for å kjenne til hvor i en fysisk miljø.

SISSA-forskerne identifiserte også at nevronskytingen i sensorisk cortex ble mer faselåst til hippocampale theta-svingninger. Rotter klarte å identifisere strukturer i miljøet raskere mens du minimerer sannsynligheten for å gjøre feil fordi rytmen i sensing og rytmen for å huske fra to forskjellige hjerneområder var perfekt synkronisert.

Denne typen synkronisering er det jeg vil kalle tilsvarende overflod der det er null friksjon, viskositet eller entropi mellom hjerneregioner som er ansvarlige for cerebral tenking og cerebellar bevegelser.

Konklusjon: Synkronisert hjerneaktivitet og overflødighet er symbiotisk

Det nye landemerkeeksperimentet av Mathew Diamond og hans kolleger ved SISSA har identifisert en forbindelse mellom det svingende theta rytmer i sensorisk cortex (som samler taktil informasjon), en mellomliggende prosesseringsstasjon mellom vibrissae og hippocampus.

Forskerne konkluderer, "Disse resultatene antyder at, når rotter samler berøringssignaler, forbedret sammenheng mellom vispende rytme, sensorisk cortex og hippocampal LFP letter integrasjonen av sensorisk informasjon i minnet og beslutningstaking sentre i hjernen. "

Disse funnene forsterker min fortsatte forskning på måter mennesker kan optimalisere hjernestrukturen og funksjonelle tilkobling på elektrisk, kjemisk og arkitektonisk nivå gjennom hele levetiden for å skape topp ytelse gjennom overflod.

Basert på tidligere forskning antyder de nye funnene fra SISSA at som "leder" av de forskjellige elektriske rytmene til marsjbåndet i hjernen din, mulig at du bevisst kan starte en synkronisert rytme i en region av hjernebarken din som vil rekruttere andre hjerneområder til å delta på det samme bølgelengde... Du kan også bruke andre hjerneområder, for eksempel hippocampus (eller muligens lillehjernen) til å starte rytmen i hele hjernen fra nedstrøms.

Når de forskjellige hjerneområdene dine er synkronisert og marsjerer i samsvar med samme rytme, ser det ut til at hjernen funksjonen er optimalisert og hjernen fungerer som en friksjonsfri enhet, noe som øker sjansen for å skape flyt, eller overflod.

Dette er spennende greier! Følg med for mer forskning på hvordan forskjellige hjernebølger og svingninger synkroniserer den funksjonelle tilkoblingen til forskjellige hjerneområder.

For å lese mer om dette emnet, sjekk ut det forrige Psykologi i dag blogginnlegg,

  • "Superfluidity: The Psychology of Peak Performance"
  • "Alfahjernebølger øker kreativiteten og reduserer depresjonen"
  • "Er det å overliste cerebellum hemmeligheten bak å overvinne frykten?"
  • "Superfluiditet: Avkoding av Enigma for kognitiv fleksibilitet"
  • "Nevrovitenskapen til overflødighet"
  • "'Superfluidity' og 'Hot Hand' er synonyme"
  • "Superfluiditet: Peak Performance Beyond a State of 'Flow'"

© 2016 Christopher Bergland. Alle rettigheter forbeholdt.

Følg meg på Twitter @ckbergland for oppdateringer på Idrettsutøverens vei blogginnlegg.

Idrettsutøverens vei ® er et registrert varemerke for Christopher Bergland.

instagram viewer