Нейрони робочої пам'яті працюють з перервами, що дозволяє мозку розрізняти між собою різні блоки поточної інформації.
Нейрофізіологи і психологи крім довготривалої і короткочасної пам'яті виділяють ще й робочу, в якій зберігається інформація про те, що ми робимо прямо зараз. Її можна порівняти з кешем процесора, який ще називають надоперативною пам'яттю - в нього теж завантажуються дані, які потрібні для поточного завдання, тобто безпосередньо зараз.
Якщо ми набираємо чийсь номер на телефоні, або ж шукаємо його в адресній книзі, то і цифри, і прізвище того, хто нам потрібен, будуть утримуватися в нашому «кеші», тобто в робочій пам'яті. Те ж саме стосується арифметичних операцій в розумі, пересилання листа, виконання інструкції тощо.
Нейробіологи зараз вже знають, які зони в мозку відповідають за надоперативне зберігання даних, проте більш детальні принципи функціонування робочої пам'яті ми продовжуємо з'ясовувати досі. Зокрема, з 70 років минулого століття вважалося, що її нейрони працюють постійно - як, напевно, і слід було очікувати: адже для того, щоб інформація була весь час доступною, потрібно, щоб її носій, тобто нейронний ланцюжок, постійно був «під напругою».
Однак експерименти дослідників з Массачусетського технологічного інституту говорять про те, що нервові клітини робочої пам'яті працюють інакше. Ерл Міллер (Earl Miller) разом з колегами записував активність нейронів тварин у той час, коли їм показували послідовність трьох кольорових кіл; кожне коло з'являлося у своєму місці.
Після першого разу кола показували знову, але тепер один з них змінював свій колір, і завдання тварини було в тому, щоб помітити, що один з кіл вже не такий, яким був. Зрозуміло, що тут була задіяна робоча пам'ять, щоб можна було порівняти геометричні фігури.
Тест тривав лише дві секунди, але, як пишуть автори роботи в Neuron, активність нейронів префронтальної кори, що входять в апарат робочої пам'яті, за цей час досить сильно змінювалася. Інтенсивніше всього клітини працювали на самому початку, коли потрібно було запам'ятати побачене, і в кінці, коли потрібно було згадати те, що було тільки що, і порівняти з новою зоровою інформацією. Самі ж імпульси відповідали гамма-ритмам (45-100 Гц), причому пачки таких імпульсів траплялися перемежались періодами спокою.
За словами Ера Міллера, теорія безперервної роботи нейронів виникла через те, що в колишніх дослідженнях враховували лише їх усереднену активність, виміряну протягом декількох секунд, а то й декількох хвилин, поки тест на робочу пам'ять повторювали кілька разів. Однак таке усереднення приховує особливості функціонування нервових ланцюжків у кожен окремий момент часу.
Насправді ж все відбувається дещо інакше: як ми пам'ятаємо, інформація в нейронних ланцюгах утримується завдяки міжнейронним сполукам - синапсам, а самі синапси потрібно підтримувати постійними електрохімічними імпульсами. Без імпульсів синапси ослабнуть, і послідовність нервових клітин, що зберігає шматочок інформації, просто розпадеться.
Гамма-ритми якраз і допомагають робочій пам'яті утримувати необхідні відомості, які можуть бути різними. Але, щоб відрізняти одну інформацію від іншої, різні блоки нейронів використовують різний малюнок активності, чергуючи блоки гамма-ритмічних імпульсів з періодами спокою, що і робить робочу пам'ять багатозадачною, здатною утримувати в собі відразу кілька тем одночасно.
Ймовірно, такий спосіб розрізнення даних має місце і в інших феноменах вищої нервової діяльності - наприклад, в увазі - однак, щоб стверджувати це з повною впевненістю, потрібні додаткові експерименти.