Ученые Массачусетского технологического института раскрыли, что слабые электрические поля, возникающие в мозге, опосредуют и координируют связь между нейронами различных его областей. Это позволяет создавать функциональные сети, участвующие, например, в формировании новых воспоминаний. Результаты исследования опубликованы в журнале Cerebral Cortex.
Нейробиологи продемонстрировали, что, когда животные решали задачи, используя рабочую память, электрическое поле, возникающее в результате активности всех нейронов, координировало работу задействованных областей мозга. Поле, в свою очередь, управляло нейронной активностью или колебаниями напряжения на клеточных мембранах.
Исследователи проанализировали данные о двух областях мозга — фронтальных глазных полей и дополнительных глазных полей. В фронтальных глазных полях генерируются намеренные быстрые, синхронные движения глаз, а дополнительных глазных полей способствует улучшению их производительности, основываясь на ожидаемых требованиях к задачам. Обе области формируют комплекс элементов памяти.
Когда животные выполняли ряд задач на отслеживание демонстрируемых им объектов, ученые регистрировали потенциалы локального поля, создаваемые множеством нейронов в каждой области. Авторы работы использовали эти данные для создания математических моделей, которые предсказывали индивидуальную нейронную активность и общие электрические поля. Модели показали, что в каждой рассмотренной области мозга электрические поля оказывали сильное влияние на нейронную активность, а не наоборот.
Ученые также обнаружили, что именно электрические поля, а не нейронная активность, обеспечивали передачу информации между фронтальными глазными полями и дополнительными глазными полями. В частности, они обнаружили, что передача обычно происходит от фронтальных глазных полей (FEF) к дополнительным, что согласуется с предыдущими исследованиями взаимодействия этих двух областей. Кроме того, электрические поля кодировали одну и ту же информацию в обеих областях, объединяя их в сеть памяти.