Изследователи от Ръдгърс университет установиха как мозъчните връзки и времевите процеси определят способността за превключване между задачи и обясняват различията в когнитивните способности между хората.
Защо някои хора по-лесно превключват между различни умствени задачи, докато други изпитват затруднения? Нова научна работа дава отговор на този въпрос, разкривайки механизмите зад индивидуалните различия в мозъчната функция.
Изследователи от Ръдгърс университет в САЩ установиха, че комбинацията от мозъчни връзки и времеви процеси обяснява защо някои хора по-ефективно превключват между умствени дейности и защо всички имаме различни когнитивни способности. Резултатите от проучването са публикувани в престижното издание Nature Communications.
Мозъкът обработва информацията с различна скорост в зависимост от типа данни и участващите мозъчни области. Различните региони, дори отделните слоеве в тях, работят с различни ‘невронни времеви скали’, които измерват как нервните вериги интегрират информацията във времето.
Някои области реагират и се променят много бързо, осигурявайки мигновени реакции, докато други интегрират информацията по-бавно, подпомагайки по-дълбоки процеси като разбиране на контекста и значението. Тази специализация е ключова за нормалното функциониране на мозъка.
Проучването показа, че начинът, по който тези времеви скали са разпределени в кората на мозъка, играе решаваща роля за ефективността на превключването между мащабни модели на активност, свързани с поведението. Например при преминаване от състояние на покой към фокусиране върху предизвикателна задача.
‘Установихме, че различията в начина, по който мозъкът обработва информацията с различни скорости, помагат да обясним защо хората варират в когнитивните си способности’, коментира Линдън Паркс, водещ автор на изследването и професор по психиатрия в медицинското училище на Ръдгърс.
За да достигнат до тези заключения, екипът анализира данни от мозъчно образно изследване на 960 души. Учените картографираха мозъчната свързаност на всеки участник и използваха математически модели за проследяване на информационните потоци в мозъка във времето.
В модела всяка мозъчна област работеше със собствената си предпочитана скорост на реагиране. Изследователите коригираха тези скорости, докато симулираната мозъчна активност не започна да прилича на реални данни от мозъчни скенери. Мозъците с по-добре настроени времеви процеси се нуждаеха само от малък тласък за превключване между дейности.
Когато екипът сравни тези времеви карти с резултатите от стандартни когнитивни тестове, установи важна връзка. Индивидите, чиито мозъци превключваха състояния по-ефективно в модела, показваха по-добри резултати в тестовете, което сочи пряка връзка между лекотата на превключване и общата мисловна способност.
Изследването разкри също, че тези модели са свързани с генетични, молекулярни и клетъчни характеристики на всяка мозъчна област. Това означава, че индивидуалните различия в когнитивните способности имат биологична основа, която може да бъде измерена и изучавана.
Откритието има важни приложения за разбирането и лечението на неврологични и психиатрични заболявания. Изследователите планират да проучат как нарушенията в мозъчната свързаност при състояния като шизофрения, биполярно разстройство и депресия влияят на обработката на информация.