Synchronisierte Gehirnaktivität und Superfluidität sind symbiotisch

Mit freundlicher Genehmigung von SISSA

Bild der synchronisierten Gehirnaktivität in einem Nagetiergehirn aus dem SISSA-Labor in Italien

Quelle: Mit freundlicher Genehmigung von SISSA

Das Gehirn ist in verschiedene Regionen, neuronale Netze und Funktionskreise unterteilt, die miteinander kommunizieren müssen, um eine funktionierende Harmonie im gesamten Gehirn zu schaffen. Aber wie koordinieren sich diese neuronalen Schaltkreise, damit sie als einheitliches Team arbeiten können? Eine heute von der SISSA veröffentlichte Studie Labor für taktile Wahrnehmung und Lernen berichtet, dass das Geheimnis der Harmonisierung der Gehirnaktivität in der Synchronisation oszillierender Rhythmen elektrischer Aktivität liegt.

Den Forschern zufolge scheinen verschiedene Regionen des Gehirns ihre Gehirnrhythmen zu koordinieren, damit sie "tanzen" können. manchmal im Takt ihrer eigenen Trommel - aber wenn nötig, arbeiten sie zusammen, indem sie im Einklang zu einem guten Zeitpunkt tanzen Choreographie. Umgekehrt haben frühere Studien zu Autismus-Spektrum-Störungen

(ASD) haben festgestellt, dass ein Mangel an Gehirnsynchronisation ein Kennzeichen für schlecht angepasste oder atypische Gehirnfunktionen ist.

In einer Pressemitteilung sagten die SISSA-Forscher: „Wenn eine Ratte an einer sensorischen Erkennungsaufgabe beteiligt ist und eine räumliche Entscheidung treffen muss, die auf Vorkenntnissen, sensorischen, motorischen und motorischen Erkenntnissen basiert Erinnerung Regionen des Gehirns des Tieres (aber ähnliche Mechanismen existieren wahrscheinlich auch im menschlichen Gehirn) machen die Rhythmen der elektrischen Aktivität miteinander kohärent. “

Die Studie vom Februar 2016 „Die Kohärenz zwischen dem sensomotorischen System der Ratte und dem Hippocampus wird während der taktilen Diskriminierung verbessertWurde in der Zeitschrift veröffentlicht PLOS Biologie. Die Ko-Erstautoren der Studie sind Natalia Grion und Athena Akrami, Wissenschaftler an der Internationalen Schule für fortgeschrittene Studien (SISSA) in Triest, Italien. Die Studium Führer ist Mathew Diamond, Professor für kognitive Neurowissenschaften und stellvertretender Direktor der SISSA.

Diese neue Studie von SISSA zeigt, dass Ratten bei einer Aufgabe Entscheidungen treffen müssen, auf denen sie basieren Erinnerungen im Hippocampus, die ihre sensorischen und Gedächtnisregionen in einem "Theta-Rhythmus" synchronisieren Wellenlänge.

Life Science-Datenbanken / Wikimedia Commons

Hippocampus in rot.

Quelle: Life Science-Datenbanken / Wikimedia Commons

Die elektrische Aktivität des Gehirns ist gekennzeichnet durch verschiedene Gehirnwellen oder "rhythmische Schwankungen" der elektrischen Aktivität innerhalb verschiedener Frequenzen auf einem Elektroenzephalographie (EEG). Der Begriff "Theta-Rhythmus" kann verwendet werden, um zwei verschiedene Phänomene zu bezeichnen: "Hippocampus-Theta" und "menschliches kortikales Theta", die beide oszillierende EEG-Muster sind.

Während ihres jüngsten Experiments identifizierten die SISSA-Forscher die Synchronisation von Theta-Gehirnwellen zwischen 5 und 12 Hz-Zyklen pro an zweiter Stelle im Hippocampus der Ratte - einer Struktur, die sich mit der Gedächtnisverarbeitung für Menschen und Nagetiere befasst - und in anderen sensorischen Gehirnen Regionen.

"Was ist die Funktion des Theta-Rhythmus?"

Bei Ratten ist die Gehirnwelle von 5–12 Hz-Zyklen pro Sekunde mit einem Rattenverhalten verbunden, das als "Schneebesen" bekannt ist. Ratten erkunden ihre Umgebung durch die Berührung ihrer Schnurrhaare, ein Gefühl, das dem Sehen für Menschen ähnelt. Während des Wischens wurde festgestellt, dass die Theta-Rhythmen der Ratten im Hippocampus und gleichzeitig mit verschiedenen Bereichen in der Großhirnrinde auf derselben Wellenlänge schwingen.

Die Millionen-Dollar-Frage lautete lange Zeit: "Was ist die Funktion des Theta-Rhythmus?" Interessanterweise legen einige Studien am Menschen nahe, dass Theta-Gehirnwellen zwischen dem Bewusstsein und dem Bewusstsein schweben Unterbewusstsein Bereiche des menschlichen Geistes. Durch bewusstes Erzeugen von Theta-Wellen durch Achtsamkeit, Meditation, oder Biofeedback Es gibt Spekulationen, dass Sie möglicherweise auf unbewusste Teile des Gehirns zugreifen können, die für Ihr Bewusstsein normalerweise nicht zugänglich sind.

Vor über einem Jahrzehnt, als ich schrieb Der Weg des AthletenIch sprach ausführlich über die Bedeutung einer synchronisierten elektrischen Gehirnaktivität, die die funktionelle Konnektivität zwischen verschiedenen Hirnregionen koordiniert. Ich habe die Hypothese, dass die synchronisierte Gehirnaktivität zwischen beiden Hemisphären des Großhirns und beiden Hemisphären des Kleinhirns der Schlüssel zur Optimierung der Gehirnfunktion und zur Schaffung eines Zustands von ist Überflüssigkeit, die ich als die höchste Form des Flusses beschreibe.

Das Synchronisieren der Gehirnwellen verschiedener Gehirnregionen schafft Gehirnharmonie

Foto und Illustration von Christopher Bergland

Diese rudimentäre Darstellung zeigt, wie synchronisierte Gehirnwellen durch Optimierung der Kommunikation zwischen verschiedenen Gehirnregionen einen harmonisierten Zustand der "Superfluidität" erzeugen können.

Quelle: Foto und Illustration von Christopher Bergland

In vielerlei Hinsicht das Neue Schneiden-edge-Forschung von SISSA bestätigt meine fundierte Vermutung über die Synchronisation des Gehirns und die Optimierung der Gehirnkonnektivität von vor einem Jahrzehnt. Auf P. 114 von Der Weg des AthletenIn einem Abschnitt über Gehirnelektrizität und "Mode Locking", der auftritt, wenn Neuronen aus verschiedenen Gehirnregionen im Gleichschritt marschieren, schrieb ich:

„Es gibt verschiedene Gehirnwellen, um Bewusstseinszustände zu fokussieren und zu verschieben. Jede Stimmung und jeder Gedanke hat eine bestimmte Frequenz, die ein neuronales Netzwerk verbindet. Gehirnwellen spiegeln die Feuerrate Ihrer Neuronen wider. Höhere Feuerraten bedeuten ein sehr aktives, beschäftigtes Gehirn; niedrigere Raten ein ruhigeres Gehirn.

Neuronen messen sich auf eine bestimmte Feuerfrequenz, und es gibt Kraft in Zahlen. Jede Gehirnzelle wetteifert um Ihre Beachtung. Ihr Geisteszustand ist demokratisch. Die Anzahl der Neuronen, die zusammenkommen oder je lauter das Signal ist, erregt Ihre Aufmerksamkeit. Du hast Freier Wille und letztendlich können Sie in fast jeder Situation entscheiden, woran Sie denken möchten, und dann die Lautstärke dieses neuronalen Ensembles erhöhen.

Das Prinzip des Biofeedbacks besteht darin, die Feuerraten zu beobachten und zu lernen, wie man sie durch Versuch und Irrtum verlangsamt. Wenn Sie lernen, die Feuerrate von Neuronen zu verlangsamen oder zu beschleunigen, um einen bestimmten Bewusstseinszustand zu erzeugen, ändern sie die Frequenz in einen anderen Kanal, einen niedrigeren Gang.

Wie bei jeder Rückkopplungsschleife können Sie sich darauf konzentrieren, die Feuerrate zu verlangsamen und die Bewusstseinsveränderung zu spüren, oder Sie können den Zustand Ihres Körpers durch tiefes Atmen ändern, um die Feuerrate zu ändern. Denken Sie daran, dass GABA das beruhigende Molekül sein wird, das die Feuerrate von Synapsen verlangsamt, als würde man Wasser auf ein Feuer werfen. “

Ich war aufgeregt, heute Morgen aufzuwachen und neue Erkenntnisse zu lesen, die auf den neuesten neurowissenschaftlichen Technologien basieren, was zu bestätigen scheint, dass die Der Informationsaustausch zwischen zwei Gehirnregionen wird am besten erleichtert, wenn ihre jeweiligen Schwingungen auf derselben Wellenlänge liegen und kohärent.

Die Forscher von SISSA konnten ihre Theorie zur Theta-Oszillation im Hippocampus testen, indem sie genau feststellten, wann Theta-Rhythmen synchronisiert waren verbunden mit der Bewegung der Schnurrhaare einer Ratte, während die Ratte gleichzeitig ihre Schnurrbartbewegungen benutzte, um ihren Aufenthaltsort in einem physischen Bereich zu erfassen Umgebung.

Die SISSA-Forscher identifizierten auch, dass das neuronale Feuern im sensorischen Kortex stärker an die Theta-Oszillationen des Hippocampus gebunden war. Ratten konnten die Texturen in identifizieren die Umgebung schneller, während die Wahrscheinlichkeit von Fehlern minimiert wird, da der Rhythmus der Wahrnehmung und der Rhythmus des Erinnerns aus zwei verschiedenen Gehirnregionen perfekt synchronisiert waren.

Diese Art der Synchronisation würde ich als Äquivalent bezeichnen Überflüssigkeit bei denen es keine Reibung, Viskosität oder Entropie zwischen Gehirnregionen gibt, die für das Gehirndenken und Kleinhirnbewegungen verantwortlich sind.

Schlussfolgerung: Synchronisierte Gehirnaktivität und Superfluidität sind symbiotisch

Das neue wegweisende Experiment von Mathew Diamond und seinen Kollegen bei SISSA hat einen Zusammenhang zwischen dem oszillierenden Theta festgestellt Rhythmen des sensorischen Kortex (der taktile Informationen sammelt), einer Zwischenverarbeitungsstation zwischen den Vibrissen und dem Hippocampus.

Die Forscher schließen daraus: "Diese Ergebnisse legen nahe, dass Ratten, wenn sie Berührungssignale sammeln, die Kohärenz zwischen den Ratten verbessern Whisking-Rhythmus, sensorischer Kortex und Hippocampus-LFP erleichtern die Integration sensorischer Informationen in das Gedächtnis und Entscheidung fällen Zentren im Gehirn. "

Diese Ergebnisse ergänzen meine fortwährende Forschung darüber, wie Menschen ihre Gehirnstruktur und -funktion optimieren können Konnektivität auf elektrischer, chemischer und architektonischer Ebene während der gesamten Lebensdauer, um Spitzenleistung zu erzielen Überflüssigkeit.

Basierend auf früheren Forschungen legen die neuen Erkenntnisse von SISSA nahe, dass dies als "Leiter" der verschiedenen elektrischen Rhythmen der Blaskapelle in Ihrem Gehirn der Fall ist Möglicherweise können Sie bewusst einen synchronisierten Rhythmus in einer Region Ihrer Großhirnrinde starten, der andere Gehirnregionen rekrutiert, um sich derselben anzuschließen Wellenlänge... Sie können auch andere Gehirnregionen wie den Hippocampus (oder möglicherweise das Kleinhirn) verwenden, um den Rhythmus Ihres gesamten Gehirns von stromabwärts zu starten.

Sobald Ihre verschiedenen Gehirnregionen synchronisiert sind und im gleichen Rhythmus marschieren, scheint es, dass das Gehirn Funktion ist optimiert und das Gehirn arbeitet als reibungslose Einheit, die die Wahrscheinlichkeit erhöht, Fluss zu erzeugen, oder Überflüssigkeit.

Das ist aufregendes Zeug! Bleiben Sie dran, um mehr darüber zu erfahren, wie verschiedene Gehirnwellen und -oszillationen die funktionale Konnektivität verschiedener Gehirnregionen synchronisieren.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in meinem vorherigen Psychologie heute Blogeinträge,

  • "Superfluidität: Die Psychologie der Spitzenleistung"
  • "Alpha Brain Waves steigern die Kreativität und reduzieren Depressionen"
  • "Ist das Überlisten Ihres Kleinhirns das Geheimnis der Überwindung von Angst?"
  • "Superfluidität: Entschlüsselung des Rätsels der kognitiven Flexibilität"
  • "Die Neurowissenschaften der Superfluidität"
  • ""Superfluidität" und die "heiße Hand" sind synonym"
  • "Superfluidität: Spitzenleistung jenseits eines Strömungszustands"

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