Мозок коригує пам'ять за допомогою електричних ритмів: якщо ми щось завчили неправильно, спеціальний тип хвиль допоможе позбутися помилкової інформації.
Відомо, що активність нейронів мозку складається в хвилі або ритми, які можна побачити на електроенцефалограмі: альфа-ритм, бета-ритм, гамма-ритм та інші. Ритми змінюють один одного залежно від того, чим саме в даний момент займається людина. Наприклад, альфа-хвилі з'являються під час відпочинку, коли ми нічим не зайняті, але і не спимо; дельта-хвилі відповідають глибокому сну без сновидінь; якщо ж увага сконцентрована на якійсь задачі, то це видно по швидких тета- і гамма-ритмах. Більш того, різні області мозку можуть генерувати різні хвилі, тому що виконують різні завдання. Спостерігаючи за динамікою ритмів, можна багато сказати про те, як «департаменти» мозку спілкуються один з одним і як розподіляються обов'язки при вирішенні когнітивних завдань, пов'язаних з пам'яттю, увагою тощо.
У статті, опублікованій в Nature Neuroscience, Ерл Міллер (Earl Miller) і Скотт Брінкет (Scott Brincat) з Массачусетського технологічного інституту описують, які зміни в хвильовій активності мозку супроводжують запам'ятовування і навчання. Дослідників цікавила не пам'ять взагалі, а та її форма, яку називають експліцитною: вона відповідає, наприклад, за зв'язок між об'єктами, подіями тощо. Ми пов'язуємо зовнішність людини з її ім'ям, а якусь подію з місцем, де вона сталася, якраз завдяки експліцитній пам'яті. Формується вона при активних свідомих зусиллях з боку індивідуума, і є вона не тільки у людини, а й у тварин.
В експерименті мавпам показували пари картинок, так що між деякими зображеннями повинні були встановитися міцні зв'язки. Мавпи вчилися методом проб і помилок: їм знову і знову показували картинки, а вони повинні були припустити, пов'язані вони між собою чи ні. Якщо тварина правильно вгадувала, що зображені предмети пов'язані один з одним, їй давали частування. Одночасно дослідники реєстрували активність гіпокампа і префронтальної кори - двох зон мозку, що відіграють ключову роль у навчанні. Виявилося, що частота хвиль у них змінювалася залежно від того, правильну чи неправильну відповідь давала мавпа. Якщо результат відповідав очікуванню, то з'являвся бета-ритм з частотою 9-16 Гц. Якщо ж відповідь була неправильною, то частота падала до 2-6 Гц, що відповідало тета-ритму.
Запам'ятовування пов'язане з формуванням нових нейронних контурів: синаптичні з'єднання між нейронами підтримують «осередок пам'яті» в робочому стані. Раніше було показано, що сила синапсів (тобто їх міцність і ефективність) залежить від того, в якому ритмі доводиться працювати нервовим клітинам: якщо бета-частоти посилюють міжклітинні контакти, то тета-частоти, навпаки, послаблюють. Разом з новими результатами можна уявити таку модель: правильна відповідь стимулює в мозку бета-активність, яка, в свою чергу, зміцнює сформовані нейронні ланцюжки - адже вони все правильно запам'ятали. Якщо ж ні, то тета-активність анулює неправильну пам'ять.
Це не перша робота, присвячена взаємозв'язку хвиль мозку і пам'яті. Так, минулого року нобелівський лауреат Судзумі Тонегава опублікував разом з колегами статтю, в якій йшлося про схожі речі - як мозок коригує пам'ять, якщо бачить невірний результат. Ті експерименти ставили на мишах, і у фокусі уваги були гіпокамп і енторинальна кора (ще один відомий центр пам'яті). Тоді нейробіологи виявили, що сигналом до виправлення інформації служать гамма-ритми, що синхронізують роботу двох зон мозку.
Зрозуміло, процес запам'ятовування занадто складний, щоб його можна було звести просто до чергування декількох типів хвиль. За змінами в електричних ритмах ми можемо судити про поведінку досить великих ансамблів клітин і цілих ділянок мозку в той момент, коли індивідууму потрібно запам'ятати якусь нову інформацію. Чому один тип ритмів змінює інший, що за механізм пов'язує такий заміну з правильною або неправильною пам'яттю, дослідникам ще належить з'ясувати. Хоча не виключено, що в майбутньому у нас з'являться стимулятори пам'яті, які будуть допомагати мозку перемикатися на потрібний ритм, коли нам потрібно що-небудь запам'ятати.