Ритми мозку та навченість. Новина Безкоштовної технічної бібліотеки

НОВИНИ НАУКИ ТА ТЕХНІКИ, НОВИНКИ ЕЛЕКТРОНІКИ
Безкоштовна технічна бібліотека / Стрічка новин

Ритми мозку та навченість

02.03.2015

Відомо, що активність нейронів мозку складається у 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 зараз займається людина. Наприклад, альфа-хвилі з'являються під час відпочинку, коли ми нічим не зайняті, але й не спимо; дельта-хвилі відповідають глибокому сну без сновидінь; якщо ж увага сконцентрована на якомусь завданні, то це видно за швидкими тета-і гамма-ритмами. Понад те, різні області мозку можуть генерувати різні хвилі, оскільки виконують різні завдання. Спостерігаючи за динамікою ритмів, можна 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 і т.д.

У статті, опублікованій у Nature Neuroscience, Ерл Міллер (Earl Miller) та Скотт Брінкет (Scott Brincat) з Массачусетського технологічного інституту описують, які зміни в хвильовій активності мозку супроводжують запам'ятовування та 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. буд. раз завдяки експліцитній пам'яті. Формується вона при активних свідомих зусиллях з боку індивідуума, і вона є не тільки у людини, але і у тварин.

В експерименті мавпам показували пари картинок, тож між деякими зображеннями мали встановитися міцні зв'язки. Мавпи навчалися методом спроб і помилок: їм знову і знову показували картинки, а вони мали припустити, пов'язані вони між собою чи ні. Якщо тварина правильно вгадувала, що зображені предмети пов'язані один з одним, йому давали частування. Одночасно дослідники реєстрували активність гіпокампу та префронтальної кори – двох зон мозку, які відіграють ключову роль у навчанні. Виявилося, що частота хвиль у них змінювалася залежно від того, правильна чи неправильна відповідь давала мавпа. Якщо результат відповідав очікуванню, з'являвся бета-ритм з частотою 9-16 Гц. Якщо 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 "комірку пам'яті" у робочому стані. Раніше було показано, що сила синапсів (тобто їхня міцність та ефективність) залежить від того, в якому ритмі доводиться працювати нервовим клітинам: якщо бета-частоти посилюють міжклітинні контакти, то тіта-частоти, навпаки, послаблюють. Разом з новими результатами можна представити таку модель: правильна відповідь стимулює в мозку бета-активність, яка, у свою чергу, зміцнює нейронні ланцюжки, що сформувалися - адже вони всі правильно запам'ятали. Якщо ні, то тета-активність анулює неправильну пам'ять.

Це не перша робота, присвячена взаємозв'язку хвиль мозку та пам'яті. Так, минулого року нобелівський лауреат Судзумі Тонегава опублікував разом із 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 та енторинальна кора (ще один відомий центр пам'яті). Тоді нейробіологи виявили, що сигналом до виправлення інформації є гамма-ритми, що синхронізують роботу двох зон мозку.

Зрозуміло, процес запам'ятовування занадто складний, щоб його можна було звести 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 індивідуум потрібно запам'ятати якусь нову інформацію. Чому один тип ритмів змінює інший, що за механізм пов'язує таку заміну з правильною чи неправильною пам'яттю, дослідникам ще належить з'ясувати. Хоча не виключено, що в майбутньому у нас з'являться стимулятори пам'яті, які допомагатимуть мозку перемикатися на потрібний ритм, коли нам потрібно щось запам'ятати.

<< Назад: Процесори Freescale для прикладних електронних пристроїв 02.03.2015

>> Вперед: Модулі DDR4 NVDIMM ємністю до 16 Гбайт 01.03.2015

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Електронний шолом для водіїв вантажівок 14.04.2024

Безпека на дорогах, особливо для водіїв важкої будівельної техніки, є пріоритетним завданням інженерів та вчених. У світлі цього німецький Інститут структурної міцності та надійності систем імені Фраунгофера представив новий продукт – електронний шолом, який призначений для захисту водіїв від серйозних травм під час керування будівельними машинами. Новий електронний шолом, розроблений командою інженерів з Інституту Фраунгофера, відкриває нові перспективи безпеки водіїв вантажівок і будівельної техніки. Пристрій здатний контролювати рівень трясіння в кабіні автомобіля та попереджати водія про можливу небезпеку. Основою роботи шолома є вбудований п'єзоелектричний датчик, який генерує електрику під час фізичної деформації. Цей механізм дозволяє пристрою реагувати на інтенсивні вібрації, характерні для роботи будівельної техніки. Коли рівень деформації перевищує безпечні значення, на шоломі вмикається сигнальна система, ...>>

Антивітаміни замість антибіотиків 13.04.2024

Проблема бактеріальної резистентності до антибіотиків стає дедалі серйознішою, створюючи загрозу ефективного лікування інфекцій. У світлі цього дослідники шукають нові шляхи боротьби із супербактеріями. Одним із перспективних напрямків є використання антивітамінів, здатних надавати антибактеріальну дію. Антивітаміни, хоч і відомі як речовини, протилежні до вітамінів, виявилися перспективним інструментом у боротьбі з бактеріальною резистентністю до антибіотиків. Дослідження, проведене вченими з Геттінгенського університету в Німеччині, підтвердило їхній потенціал у створенні нових препаратів для боротьби з небезпечними інфекціями. У зв'язку з поширенням супербактерій, стійких до антибіотиків, виникає необхідність пошуку альтернативних методів лікування. Антивітаміни є молекулами, аналогічними вітамінам, але здатні пригнічувати активність бактерій без шкоди для організму людини. На даний момент науці відомі всього три антивітаміни: троянді ...>>

Випадкова новина з Архіву

Добриво з відходів кисломолочних бактерій 24.11.2022

Дослідники з Університету Каттолики у П'яченці (Італія) розробили нове добриво із відходів виробництва кисломолочних бактерій.

Кисломолочні бактерії – це група мікроорганізмів, здатних ферментувати різні субстрати. Таким чином вони створюють численні продукти, цікаві для сільськогосподарського та промислового секторів. Кисломолочні бактерії широко використовуються в харчових продуктах та нутрицевтиках. Зазвичай для цього вони очищаються спеціальними установками, після чого лише в Італії з'являється кілька тисяч тонн відходів.

Дослідники використовували ці відходи у виробництві добрив та біостимуляторів у сільському господарстві. Випробування було зосереджено на тепличному вирощуванні томатів та салату. Отримані результати показали, що завдяки відходам із кисломолочних бактерій можна знизити кількість хімічних азотних добрив на 30%, не зменшуючи виробництва. Також нові препарати покращили деякі фізіологічні властивості рослин.

Вчені також підрахували, що такий підхід може на 40% зменшити викиди парникових газів, пов'язаних із виробництвом хімічних добрив.

Розширені хімічні, мікробіологічні та екотоксикологічні аналізи виключили будь-який негативний вплив на навколишнє середовище та ґрунт. У той же час вони показали позитивний вплив мікроорганізмів на ріст і захист рослин.

Вчені додали, що їхнє дослідження актуальне у контексті європейської стратегії "Farm to Fork" ("Від ферми до виделки"). Вона передбачає скорочення до 2030 р. використання добрив на 20%, використання хімічних пестицидів на 50% та втрату поживних речовин із ґрунту на 50%. Розширення використання промислових відходів сьогодні має значення.

Перевагою використання нового добрива назвали, що воно одночасно живить рослину, ґрунтові бактерії та збагачує рівень гумифікації ґрунту. Дослідники вважають, що таке добриво є екологічним у найширшому значенні, воно здатне стимулювати всю систему, а не лише один організм.

Дивіться повний Архів новин науки та техніки, новинок електроніки

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт