Исследователи из Фрайбурга, Бохума и Пекина полагают, что ритмические колебания активности мозга, так называемые тета-колебания, могут играть роль в процессе пространственной навигации человека. Эти мозговые волны способны помочь вспомнить места, в которые мы направляемся.

Такой вывод ученые сделали в результате исследования, проведенного со страдающими эпилепсией пациентами, в мозг которым были имплантированы электроды. С помощью этих электродов исследователи регистрировали активность нейронов испытуемых во время того, как они выполняли задачи по навигации в условиях виртуальной реальности.

Команда, возглавляемая доктором Лукасом Кунцем из Университетской клиники Фрайбурга (Германия) и профессором Николаем Аксмахером, заведующим кафедрой нейропсихологии в Рурском университете в Бохуме (Германия), опубликовала полученные результаты в журнале Science Advances.

Предыдущие исследования выявили, что колебания мозга показывают характерную картину во время навигации. Тета-колебания, во время которых активность мозга изменяется с частотой приблизительно 4 герца, по-видимому, играют решающую роль в этом процессе. Но не было до конца понятно, как именно эти колебания поддерживают пространственную навигацию.

В ходе новых экспериментов ученых пациенты с эпилепсией научились связывать отдельные объекты с определенными местами в виртуальной среде. Для каждой из приобретенных ассоциаций местоположения объекта исследователи определили характерную модель мозговой активности.

Впоследствии испытуемые должны были вспомнить, какой объект был связан с каким местоположением. Пока они перемещались в это место в виртуальной среде, мозг активировал паттерны, специфичные для данного места. Реактивация мозговой активности для разных пар «объект-местоположение» происходила в разные моменты времени в течение тета-циклов. 

«Тета-колебания могут координировать реактивацию различных воспоминаний и, кроме того, способны помочь отличить конкурирующие воспоминания», – говорит доктор Лукас Кунц.

«Многие расстройства связаны с дезориентацией и потерей памяти, поэтому жизненно важно понять основные нейронные механизмы», – объясняет доктор Николай Аксмахер. Эксперт из Бохума и его коллеги надеются, что эти исследования помогут выявить новые биомаркеры для неврологических расстройств.