Запоминающий и вспоминающий мозг работает быстрее

В исследовании, проведенном физиологами Института мозга человека РАН в Санкт-Петербурге и Института когнитивной нейрологии Современной гуманитарной академии в Москве, приняли участие 57 испытуемых — студентов СГА от 17 до 20 лет. Им надо было заучить семь пар слов — на русском и ранее им не знакомом латинском языках. Каждую пару слов предъявляли на мониторе компьютера на 5 секунд. Через 1,5 минуты испытуемых тестировали — показывали русские слова, а им надо было вспомнить латинский эквивалент. Экспериментаторы регистрировали электроэнцефалограммы (ЭЭГ) студентов через наложенные на кожу головы 19 электродов в трех состояниях: в покое, при запоминании информации и при извлечении ее из памяти.

Анализируя полученные данные, исследователи выделяли несколько частотных диапазонов, в которых работает мозг. Это тета (4—7 Гц), альфа-1 (7—10 Гц), альфа-2 (10—13 Гц), бета-1 (13—18 Гц), бета-2 (18—30 Гц) и гамма (30—40 Гц). В трех разных состояниях они сравнивали мощность электрической активности мозга во всех этих диапазонах. Оказалось, что как при запоминании, так и при вспоминании слов мощность альфа-диапазона снижается на большей части поверхности коры. Альфа-ритм наиболее четко выражен у человека при спокойном бодрствовании, а любая умственная нагрузка ведет к его депрессии.

С быстрыми ритмами мозга наблюдается обратная картина. При выполнении студентами задачи увеличивается мощность в бета-2 диапазоне и особенно в гамма, наиболее быстрочастотном, диапазоне, причем по всей поверхности коры мозга. Физиологи полагают, что быстрая активность мозга коррелирует с активным использованием памяти.

Особенно сильно возрастает мощность ЭЭГ в быстрых диапазонах, так же, как и снижается мощность альфа-ритма — при извлечении информации из памяти.

В тех же самых условиях ученые анализировали и другой показатель ЭЭГ — пространственную синхронизацию, показывающую, насколько разные области коры мозга работают синхронно в покое и при умственной нагрузке. Основной результат таков — при активном использовании памяти во всех частотных диапазонах синхронизация увеличивается. Это говорит о том, что при решении задачи разные области коры начинают работать согласованно, а весь мозг — как единое целое. Возникают не только связи между различными областями коры в одном полушарии, но и межполушарные связи. И наиболее выражен этот процесс опять-таки при извлечении информации из памяти.

Итак, исследователи получили достоверные корреляции между активным состоянием памяти и показателями ЭЭГ. Однако есть один вопрос, на который они пока не могут ответить однозначно. Насколько наблюдаемые явления — повышение мощности быстрых частот и пространственная синхронизация — действительно связаны с механизмами памяти, а насколько они просто отражают переход мозга в более активное состояние? Ответ — за будущими исследованиями.