By Мозкові хвилі дуже низької частотності пов’язані зі станом свідомості,– пише Таня Лівайс у журналі “ScientificAmerican”.
Кожних кілька секунд через мозок пробігає імпульс електричної активності, неначе величезна хвиля, що прокочується через океан. Науковці відкрили це явище кілька десятиліть тому, проводивши дослідження методом функціонального ядерного магнітного резонансу (fMRI) на людях і тваринах у спокійному стані, однак тоді вчені вважали, що це явище є або електричним“шумом”, або сумою значно швидших мозкових сигналів, тому ігнорували його.
Нове дослідження, у якому “інфраповільні”(з частотою нижче 0,1Hz) мозкові хвилі вимірювали у миші, вказує на те, що це окремий тип мозкової активності, який залежить від стану свідомості тварини. Та все ж залишаються важливі запитання, що стосуються походження і функції цих хвиль.
Дослідження fMRIвідкрили зміни у припливах крові, пов’язані із активністю нейронів. “Під час сканування мозку, коли ми слідкуємо за сигналом у часі і ні про що не просимо людину, то це схоже на страшний шум,– говорить Маркус Райхле, професор радіології та неврології у WashingtonUniversitySchoolofMedicine, що у Сент-Луїсі, і головний автор нового дослідження, опублікованого у квітні в часописі “Neuron”. – Уся та активність у спокійному стані змушує нас замислитись над тим, в чому взагалі справа із цим сигналом fMRI”.
Бажаючи перевірити, що діється у мозку, група Райхле використала поєднання образу кальцію/гемоглобіну, у якому використовуються флуоресцентні часточки для виявлення активності нейронів на клітинному рівні, а також електрофізіологічне дослідження, яке дозволяє реєструвати сигнали з клітин у різних шарах мозку. Обидва експерименти було проведено на мишах під загальним наркозом, а от при електричних замірах гризуни були у бадьорому стані – відпочивали у малих гамаках у темному приміщенні.
Дослідники стверджують, що ультраповільні хвилі проходили через шари кори пробудженого мозку гризуна і змінювали напрямок, коли тваринка була під загальним наркозом. На думку науковців, ці хвилі відрізняються від “дельта-хвиль”(від 1 до 4 Hz) та інших форм активності мозку з високою частотністю.
Райхле припускає, що ці надзвичайно повільні хвилі можуть бути ключовими для дослідження функціонування мозку. “Подумайте про затоку П’юджет-Саунд. Іноді води можуть бути дуже бурхливі, виникають довгі глибинні хвилі, а на їхніх вершечках з’являються білі гребінці, – каже він. – Ці хвилі полегшують активацію різних ділянок мозку, тобто виникнення гребінців”.
Інші вчені загалом схвалюють методику дослідження, однак скептично ставляться до того, чи доводить воно повну незалежність “інфраповільних”хвиль від іншої активності мозку. “Я б застерігала від формулювання висновку, що […] fMRIу спокійному стані вимірює іншу активність мозку, яка не має нічого спільного з флуктуацією з вищою частотністю поміж різними шарами кори”, – говорить Елізабет Гіллман, професор біомедичної інженерії із ColumbiaUniversity, котра не брала участі у цьому дослідженні. У 2016 році Гіллман опублікувала результати експерименту, де ствердила, що сигнали fMRIу спокійному стані віддзеркалюють активність у широкому спектрі частот, а не лише в низьких.
Потрібно більше досліджень, які б дозволили з’ясувати, яким чином між собою пов’язані різні типи сигналів мозку. “Ті схеми дуже нові, – зазначає Гіллман. – У нас немає достатньо підказок, чим вони є, а з’ясувати це насправді важко”.
