Jak szybkość przetwarzania informacji w mózgu wpływa na nasze myślenie

Nowe badanie zespołu Rutgers Health analizuje, w jaki sposób mózg łączy te szybkie i wolne sygnały.

Skoncentrowano się na roli sieci połączeń istoty białej, które umożliwiają komunikację między różnymi obszarami mózgu, wspierając myślenie, i zachowanie.

Nie wszystkie części mózgu przetwarzają informacje w ten sam sposób ani w tym samym tempie. Każdy obszar funkcjonuje w charakterystycznym przedziale czasowym, określanym jako wewnętrzne neuronalne skale czasowe (intrinsic neural timescales, INT). Odzwierciedlają one to, jak długo dany region przechowuje informację, zanim przejdzie do kolejnego sygnału.

- Aby oddziaływać na otoczenie poprzez działanie, mózg musi łączyć informacje przetwarzane w różnych skalach czasowych - mówi psychiatra Linden Parkes. - Mózg osiąga to, wykorzystując połączenia istoty białej do wymiany informacji między regionami, a ta integracja jest kluczowa dla ludzkiego zachowania - dodaje.

Aby zrozumieć ten proces, eksperci przeanalizowali dane obrazowe mózgu 960 osób. Na ich podstawie stworzyli szczegółowe mapy połączeń mózgowych, tzw. konektomy. Następnie zastosowali modele matematyczne opisujące, jak złożone systemy zmieniają się w czasie, aby śledzić przepływ informacji w tych sieciach.

Naukowcy odkryli, że sposób rozmieszczenia neuronalnych skal czasowych w korze mózgowej odgrywa kluczową rolę w tym, jak sprawnie mózg przełącza się między dużymi wzorcami aktywności związanymi z zachowaniem. Organizacja ta różniła się między poszczególnymi osobami.

- Stwierdziliśmy, że różnice w szybkości przetwarzania informacji w mózgu pomagają wyjaśnić, dlaczego ludzie różnią się pod względem - mówi Parkes.

Badanie wykazało również, że te wzorce czasowe są powiązane z cechami genetycznymi, molekularnymi i komórkowymi tkanki mózgowej, co łączy wyniki z podstawowymi procesami biologicznymi. Podobne zależności zaobserwowano także w mózgach myszy, co sugeruje, że mechanizmy te są wspólne dla różnych gatunków.

- Osoby, których sieci neuronalne są lepiej dopasowane do sposobu, w jaki różne obszary przetwarzają szybkie i wolne informacje, zwykle wykazują wyższy poziom zdolności poznawczych - wskazuje Parkers.

Teraz medycy chcą zastosować samo podejście do badania zaburzeń neuropsychiatrycznych, takich jak schizofrenia, choroba afektywna dwubiegunowa i . Celem jest zrozumienie, w jaki sposób zmiany w połączeniach mózgowych mogą zakłócać przetwarzanie informacji w czasie.