У мозга есть индивидуальный ритм: умные люди синхронизируются с ним

Тета-ритм возникает во время напряженной умственной деятельностиИсточник: Freepik

Исследование ученых из Университета Иоганна Гутенберга в Майнце стало первым, в котором удалось показать, насколько гибко синхронизация нейронов мозга может подстраиваться под различные задачи и насколько тесно она связана с когнитивными способностями человека. Как объясняет профессор Анна-Лена Шуберт, руководитель Лаборатории анализа и моделирования сложных данных Института психологии, у людей с более высокими интеллектуальными способностями синхронизация мозговых волн в определенных участках мозга происходит особенно эффективно, причем пик такой синхронизации приходится на моменты, когда нужно принимать решения и включать логическое мышление.

Ученые сосредоточили свое внимание на средней лобной области мозга и так называемых тета-волнах — нейронных колебаниях частотой от 4 до 8 герц. Тета-волны активизируются во время сосредоточенного мышления, концентрации внимания, принятии решений в условиях повышенного когнитивного напряжения, а также когда человеку приходится сознательно контролировать свое поведение. В эксперименте приняли участие 148 человек в возрасте от 18 до 60 лет. Сначала они прошли тесты на память и интеллект, а затем ученые измеряли их мозговую активность с помощью электроэнцефалографии (ЭЭГ) во время выполнения трех сложных заданий, которые были направлены на оценку способности к когнитивному контролю.

Участник эксперимента проходит ЭЭГ во время выполнения заданийИсточник: Henrike Jungeblut / Luis Ahrens

Одним из ключевых элементов эксперимента была проверка того, насколько быстро испытуемые могут переключаться между разными условиями. Например, участникам нужно было определить, четное или нечетное перед ними число, а уже через мгновение — сравнить это число с числом 5. Такое быстрое изменение условий требовало мгновенной перестройки мышления и позволяло специалистам наблюдать в реальном времени, как мозг организует свою работу. Выяснилось, что у людей с высоким уровнем когнитивных способностей в критические моменты решения задач наблюдалась особенно сильная синхронизация тета-волн в средней лобной области. Эти участники демонстрировали лучшую способность сохранять концентрацию и игнорировать отвлекающие факторы, например, звонок телефона или шум за окном.

Самым поразительным, по словам профессора Шуберт, оказалось то, насколько четко ритмическая координация в мозге коррелирует с уровнем интеллекта. При этом ключевую роль играло не постоянство синхронизации, а именно способность мозга быстро и гибко адаптировать свое взаимодействие в зависимости от ситуации — как оркестр, мгновенно меняющий темп по взмаху дирижерской палочки. Основная роль в этой координации лежит на средней лобной области, но она при этом работает в тесной связи с другими зонами мозга. Особенно ярко синхронизация проявлялась в момент принятия решения, а не во время подготовки к изменению условий задачи.

Чем умнее человек, тем лучше синхронизируются ритмы мозга во время выполнения когнитивных задачИсточник: Freepik

В отличие от предыдущих, нынешнее исследование не ограничилось изучением отдельных участков мозга, а рассмотрело их взаимодействие на уровне сетей во время выполнения множества разных задач, что позволило выявить устойчивые нейронные закономерности. До практического применения — например, создания диагностических инструментов или тренажеров для мозга — пока что далеко, но полученные данные открывают путь к более точному пониманию нейробиологических механизмов интеллектуальных способностей.

Ранее ученые объяснили, почему ошибки лучше сохраняются в нашей памяти.