Как работает ваша оперативная память

15.10.2024 Andrei 537

Новые исследования выявляют способы улучшения памяти и внимания. Вам когда-нибудь случалось положить ключи и тут же забыть, где они лежат? Когда вы пытаетесь вспомнить, где могли их оставить, вы используете рабочую память — способность удерживать и обрабатывать небольшие объемы информации в течение короткого времени. Лишь недавно начали появляться исследования, показывающие, как мозг справляется с этой задачей.

Исследование, недавно опубликованное в журнале Nature, раскрывает взаимодействие между фронтальной частью мозга, которая отвечает за познание (мыслительные процессы, планирование и устойчивое внимание), и гиппокампом — структурой, глубоко расположенной в мозге, которая важна для формирования и хранения памяти. Мозговые волны, проходящие между этими областями, активируют группу нейронов, называемых нейронами фазово-амплитудной связи (PAC), которые помогают координировать рабочую память. Результаты дают новое понимание того, как мозг управляет памятью и как можно улучшить внимание, принятие решений и извлечение информации из памяти.

Что такое рабочая память?

Представьте рабочую память как картотеку, в которой на короткий период времени (от нескольких секунд до минут) хранится несколько документов (обычно около семи пунктов). Например, вы удерживаете в уме номер телефона ровно столько, сколько нужно, чтобы его набрать. Если этот номер не является важным, он вскоре исчезает из памяти. Но если информация важна и используется часто, она сохраняется для долгосрочного хранения.

Однако рабочая память хрупка; мозг одновременно обрабатывает множество фрагментов информации, что отвлекает от основной задачи. Умственное сосредоточение, называемое когнитивным контролем, помогает фокусироваться на необходимой информации, подавляя отвлекающие факторы.

Нарушение процесса временного хранения информации или когнитивного контроля рискует прервать рабочую память. Если в картотеке нет нужного документа, задача не может быть выполнена. Аналогично, если в шкафу беспорядок, поиск нужной информации затрудняется.

Как мозг создает воспоминания

Воспоминания кодируются в гиппокампе благодаря нейронной пластичности — способности нейронов укреплять связи через повторную стимуляцию. (Именно поэтому методы заучивания, такие как карточки, работают: постоянное воздействие закрепляет новую информацию на уровне нейронов.)

В процессе кодирования гиппокамп и префронтальная кора взаимодействуют через мозговые волны разной частоты. Быстрые гамма-волны усиливают правильные ассоциации, а медленные тета-волны ослабляют неверные, направляя обучение.

Эта идея была проверена на 36 пациентах, перенесших операцию по лечению эпилепсии. Во время эксперимента пациенты запоминали изображения и затем определяли, видели ли они их раньше. Исследование выявило связь между фазово-амплитудной связью тета-гамма и паттернами активации нейронов.

Когда пациенты быстро и точно отвечали, исследователи наблюдали активацию двух типов нейронов: категориальные нейроны удерживали информацию о виде изображения, а нейроны фазово-амплитудной связи помогали направлять фокус.

Нейроны фазово-амплитудной связи синхронизируются с фронтальными тета-волнами, особенно когда рабочая память нагружена, улучшая когнитивный контроль. Эти нейроны также активируются с гамма-волнами, связанными с обработкой информации.

Категории и контроль

Нейроны фазово-амплитудной связи работают в тандеме с категориальными нейронами, помогая сфокусироваться на нужной информации. Категориальные нейроны следят за содержимым памяти, а нейроны связи обеспечивают, чтобы информация оставалась в фокусе.

Тета- и гамма-волны стимулируют эти нейроны, что помогает координировать работу фронтальной коры и гиппокампа, благодаря чему вы можете, например, быстро вспомнить, где лежат ключи.

Поддержка гиппокампа

Питание — один из факторов, влияющих на нейронную пластичность гиппокампа. Исследования на животных показывают, что питание может как помогать, так и мешать памяти.