Fale mózgowe cofają się jak w filmie. Nikt się tego nie spodziewał

Fale mózgowe pod lupą naukowców

Mózg faluje i to dosłownie. Aktywność elektryczna naszych neuronów rozchodzi się jak kręgi na wodzie. Te zjawiska to fale mózgowe i są znane naukowcom od ponad wieku, ale dopiero teraz uczeni mogli je w zobaczyć w ruchu i to w czasie rzeczywistym.

Bezpośrednia obserwacja fal jest zasługą zespołu naukowców z Uniwersytetu Stanforda. Badacze opracowali superczułe narzędzia optyczne, dzięki którym mogą śledzić, jak fale te rozchodzą się po mózgach myszy i to z dokładnością do konkretnego typu komórek nerwowych.

Dotąd do obserwacji mózgu używano elektrod, które dawały ograniczony obraz. Teraz możliwe jest monitorowanie całych obszarów mózgu jednocześnie.

„Uzyskaliśmy bardzo precyzyjny obraz fal rozchodzących się w mózgu” – wyjaśnia prof. Mark J. Schnitzer, fizyk i biolog ze Stanforda, cytowany przez oficjalny serwis uczelni.

Nowa technologia pokazuje fale mózgowe w ruchu

Naukowcy nazwali swój system „Tempo”. Był on rozwijany przez ponad dekadę, ale dopiero teraz osiągnął nowy poziom. Naukowcy zademonstrowali jego dwa najnowsze komponenty: czujnik światłowodowy i mezoskop optyczny.

Pierwsze urządzenie pozwala na śledzenie aktywności neuronów nawet podczas ruchu zwierząt. Drugie dostarcza panoramiczny obraz mózgu. Zdjęcie ma szerokość zaledwie 8 milimetrów, ale to wystarczy, by zobaczyć, co dzieje się w obszarach odpowiedzialnych za myślenie i percepcję.

Efekty testów były niemałym zaskoczeniem dla uczonych. Zobaczyli bowiem trzy typy fal. Dwa z nich to fale beta, związane z aktywnością umysłową, które poruszają się pod kątem prostym względem siebie. Trzecią jest fala theta, dotąd znana, ale teraz po raz pierwszy zarejestrowana w ruchu wstecznym.

Czy sztuczna inteligencja myśli jak mózg?

„Wydaje się, że mózg ma wewnętrzny zegar, który synchronizuje aktywność neuronalną. Te fale mózgowe mogą też służyć do przeorganizowywania połączeń w mózgu na dużo większą skalę” – tłumaczy Radosław Chrapkiewicz, dyrektor ds. inżynierii w laboratorium Schnitzera.

Niektórzy naukowcy uważają, że cofająca się fala theta przypomina mechanizm uczenia się znany ze świata sztucznej inteligencji. Uczeni są zdania, że ten biologiczny mechanizm może inspirować kolejne modele AI, które będą bardziej „ludzkie”. Specjaliści są zgodni, że technologia ta może pomóc również w medycynie. 

„Istnieje wiele bardzo ważnych zastosowań w dziedzinie neuronauki, pozwalających zrozumieć patologię i zróżnicowaną dynamikę mózgu” – podkreśla Simon Haziza, główny autor badań.

Chcesz więcej naukowych ciekawostek? Zajrzyj na nasz kanał YouTubie.

Co daje nam ten obraz? Możliwości dopiero poznamy

Badacze nie kryją ekscytacji. Wkrótce możliwe będzie diagnozowanie problemów neurologicznych z niespotykaną dotąd precyzją. Być może nawet stanie się możliwe zbudowanie maszyn, które będą się uczyć podobnie jak nasze mózgi.

Zobaczenie fal mózgowych w ruchu to jak uchylenie drzwi do świata, który do tej pory pozostawał zamknięty. Pytanie, które się nasuwa, jest oczywiste: co znajduje się za tymi drzwiami? Być może rozwikłanie wciąż nierozwiązanych zagadek: czym jest myśl, pamięć i świadomość? I być może także wskazówka do tego, jak je odtworzyć w maszynie.

Warto przeczytać: Komórki nowotworowe surfują na falach. Tak zdobywają energię