동기화 된 뇌 활동과 Superfluidity는 공생입니다.
두뇌는 여러 영역, 신경 회로망 및 기능적 회로로 나뉘어져있어 전체 뇌에서 작업의 조화를 이루기 위해 서로 통신해야합니다. 그러나 이러한 신경 회로는 어떻게 서로 협력하여 통일 된 팀으로 일할 수 있습니까? SISSA 촉각 인식 및 학습 연구소 (SITSA Tactile Perception and Learning Lab)에서 오늘 발표 된 연구에 따르면 뇌 활동을 조화시키는 비법은 전기 활동의 진동 리듬의 동기화에 놓여 있다고합니다.
연구자들에 따르면, 뇌의 여러 부위가 뇌의 리듬을 조율하여 때로는 자신의 드럼의 비트에 "춤"할 수있는 것처럼 보입니다.하지만 필요할 때, 그들은 일류의 안무와 함께 춤을 추며 함께 작업합니다. 반대로, 자폐증 스펙트럼 장애 (ASD)에 대한 이전의 연구들은 뇌 동기화의 부족이 부적응하거나 비정형 인 뇌 기능의 특징임을 확인했습니다.
보도 자료에서 SISSA 연구원은 "쥐가 감각 인식 과제에 종사하고 이전 지식, 동물의 뇌의 감각, 운동 및 기억 영역을 기반으로 공간 선택을해야 할 때 (그러나 유사한 메커니즘은 또한 인간의 두뇌에 존재할 가능성이 있음), 전기적 활동의 리듬을 서로 일관되게 만듭니다. "
2016 년 2 월의 연구 인 "촉각 차별시 랫 감각 운동 시스템과 해마 간의 일관성이 향상되었습니다"라는 저널이 PLOS Biology 저널에 실 렸습니다 . 이 연구의 공동 저자는 이탈리아 트리 에스테 (Trieste)에 소재한 국제 고급 학교 (SISSA)의 연구 과학자 나탈리아 그리온 (Natalia Grion)과 아테나 아라미 미 (Athena Akrami)이다. 연구 리더는인지 신경 과학 교수이자 SISSA의 부국장 인 Mathew Diamond입니다.
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SISSA의이 새로운 연구에 따르면 쥐가 해마에 저장된 기억을 기반으로 의사 결정을 내릴 필요가있을 때 감각과 기억 영역이 "쎄타 리듬"파장으로 동기화됩니다.
뇌의 전기 활동은 뇌파 (Electroencephalography, EEG)에서 다양한 주파수의 다양한 뇌파 또는 전기적 활동의 "리듬 적 변동 (rhythmic fluctuation)"을 특징으로합니다. "시타 리듬"이라는 용어는 두 가지 다른 현상을 나타 내기 위해 사용할 수 있습니다. "해마 쎄타"와 "인간 피질 쎄타"는 진동 EEG 패턴입니다.
최근의 실험에서 SISSA 연구원은 인간과 설치류를위한 기억 처리 및 다른 감각 뇌 영역에 관여하는 구조 인 쥐 해마에서 초당 5와 12 Hz 사이클 사이의 세타 뇌파 동기화를 확인했습니다.
"Theta 리듬의 기능은 무엇입니까?"
쥐의 초당 5-12Hz 사이클의 뇌파는 "털어 내기"로 알려진 쥐의 행동과 관련이 있습니다. 쥐들은 수염을 만져서 환경을 탐색합니다. 인간의 시각과 같은 감각입니다. Whisking하는 동안, 쥐의 theta 리듬은 해마에서 진동하고 동일한 파장에서 대뇌 피질의 다양한 영역과 동시에 발견되었습니다.
오랜 시간 동안 백만 달러짜리 질문은 "쎄타 리듬의 기능은 무엇입니까?"흥미롭게도 일부 인간 연구는 쎄타 뇌파가 인간 마음의 의식 영역과 잠재 의식 영역 사이를 움직인다는 것을 제안합니다. mindfulness, 명상, 또는 생체 자기 제어 중이 죠를 통해 의식적으로 세타의 파도를 창조함으로써 당신은 의식의 마음에 일반적으로 접근 할 수없는 뇌의 무의식적 인 부분에 접근 할 수있을 것이라는 추측이 있습니다.
10 년 전, The Athlete 's Way를 썼을 때, 여러 뇌 영역 간의 기능적 연결성을 조정하는 동기화 된 두뇌 활동의 중요성에 대해 광범위하게 이야기했습니다. 나는 대뇌의 양쪽 반구와 소뇌의 양쪽 반구 사이에서 동기화 된 뇌 활동이 뇌의 기능을 최적화하고 가장 높은 형태의 흐름으로 묘사하는 초 유체 상태를 만드는 열쇠라고 생각합니다.
다양한 뇌 영역의 뇌파를 동기화하여 뇌 하모니 생성
여러 가지면에서 SISSA의 새로운 최첨단 연구는 10 년 전의 뇌 동기화에 대한 필자의 교육적 추측과 뇌 연결성 최적화를 재확인합니다. p. 운동 선수의 길 (The Athlete 's Way )에서 두뇌 전기에 관한 섹션과 다양한 뇌 영역의 뉴런들이 록 스텝 (lockstep)으로 행진 할 때 일어나는 "모드 잠금 (mode locking)"에 대해 다음과 같이 썼다.
"서로 다른 두뇌 파는 의식 상태를 집중시키고 변화시키는 방법으로 존재합니다. 각 기분과 생각에는 신경망을 연결하는 특정 빈도가 있습니다. 뇌파는 뉴런의 발사 속도를 반영합니다. 높은 발화 속도는 매우 활동적이고 바쁜 뇌를 의미합니다. 더 낮은 속도는 더 차분한 뇌입니다.
뉴런은 특정한 발화 빈도에 맞춰 시간을 잰다. 모든 뇌 세포가 당신의 관심을 끌기 위해 경쟁하고 있습니다. 당신의 마음 상태는 민주적입니다. 함께 나타나거나 신호가 커지는 뉴런의 수는주의를 끌기위한 것입니다. 당신에게는 자유 의지가 있습니다. 그리고 궁극적으로 당신은 당신이 생각하고 싶은 것을 거의 모든 상황에서 결정할 수 있습니다. 그런 다음 그 신경 앙상블의 볼륨을 높입니다.
생체 자기 제어 중이 죠의 원리는 발사 속도를보고 시행 착오를 통해 그들을 느리게하는 법을 배우는 것입니다. 특정 의식 상태를 만들기 위해 뉴런의 발사 속도를 늦추거나 가속화하는 것을 배울 때 빈도를 다른 채널 인 낮은 기어로 변경합니다.
어떤 피드백 루프처럼 발화 속도를 늦추고 의식 변화를 느껴 보거나 심호흡으로 신체 상태를 바꿔 발사율을 변경할 수 있습니다. GABA는 불변의 물을 던지는 것과 같은 시냅스의 발사 속도를 늦추는 고요한 분자가 될 것임을 기억하십시오. "
나는 오늘 아침에 일어나서 두 신경계 사이의 정보 교환이 각각의 진동이 동일한 파장과 일관성을 가질 때 가장 촉진된다는 것을 확인하는 최신 신경 과학 기술에 기초한 새로운 증거를 읽었습니다.
SISSA의 연구자들은 쥐가 수염을 움직이면서 동시에 물리 환경에서의 위치를 감지하는 동안 쥐의 수염을 움직이는 것과 관련하여 동기화 된 세타 리듬을 찾아내어 해마에서의 세타 진동에 대한 이론을 테스트 할 수있었습니다.
SISSA의 연구자들은 또한 감각 피질에서의 연결 발사가 해마 쎄타 진동에 대해 위상 고정되어 있음을 확인했다. 쥐들은 감각의 리듬과 두 개의 다른 뇌 영역에서 기억하는 리듬이 완벽하게 동기화되었으므로 오류 발생 가능성을 최소화하면서 환경에서의 텍스처를보다 신속하게 식별 할 수있었습니다.
이러한 유형의 동기화는 뇌의 사고와 소뇌의 움직임을 담당하는 두뇌 영역 사이의 마찰, 점성 또는 엔트로피가없는 초유 체 와 동등합니다.
결론 : 동기화 된 뇌 활동과 Superfluidity는 공생
SISSA의 매튜 다이아몬드 (Mathew Diamond)와 그의 동료들에 의한 새로운 획기적인 실험은 감각 피질 (촉각 정보를 수집하는)의 진동하는 쎄타 리듬, 비브리즘 사이의 중간 처리 스테이션 및 해마 사이의 연결을 확인했습니다.
연구팀은 "쥐가 접촉 신호를 수집 할 때 털이있는 리듬, 감각 피질, 해마 LFP 사이의 일관된 관계가 기억과 의사 결정 센터에 감각 정보를 통합하는 것을 촉진한다"고 결론 지었다.
이러한 결과는 사람이 수명 동안 내내 두뇌 구조와 기능적 연결을 전기, 화학 및 건축 수준에서 최적화하여 초 유체를 통해 성능을 극대화 할 수있는 방법에 대한 내 지속적인 연구를 강화합니다.
이전 연구를 기반으로 한 SISSA의 새로운 연구 결과에 따르면 뇌의 행진 밴드의 다양한 전기적 리듬의 "지휘자"로서 의식적으로 동기화 할 리듬을 대뇌 피질의 한 영역에서 킥 스타트 할 수 있다고합니다 다른 뇌 영역은 동일한 파장에서 결합합니다. . . 또는 해마 (또는 소뇌)와 같은 다른 뇌 영역을 사용하여 하류에서 전체 뇌의 리듬을 킥 스타트 할 수 있습니다.
일단 당신의 다양한 뇌 영역이 동조되어 동일한 리듬에 맞춰 행진되면, 뇌 기능이 최적화되고 뇌가 마찰없는 단위로 작용하여 흐름 또는 과육 형성의 가능성을 높입니다.
이것은 흥미로운 물건입니다! 다양한 뇌파와 진동이 여러 뇌 영역의 기능적 연결성을 어떻게 동기화시키는 지에 대한 더 많은 연구를 위해 계속 지켜봐주십시오.
이 주제에 대해 더 자세히 읽으려면 이전 Psychology Today 블로그 게시물을 확인하십시오.
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- "Superfluidity의 신경 과학"
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- "초 유동성 : '흐름'상태를 넘어서는 최고 성능"
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