Как мозъкът ни позволява да вършим няколко неща едновременно

Човешкият мозък непрекъснато жонглира с информация, решения и действия. Ново проучване показва, че той може да се справя с множество задачи благодарение на неврони, способни да променят ролята си според конкретната ситуация.

На всеки се случва да върши няколко неща едновременно - да отговаря на съобщение, докато следи тенджерата на котлона, да тича, слушайки подкаст, или да разговаря, докато работи на компютър. Мозъкът постоянно превключва от една информация към друга, но механизмът, чрез който невроните се справят с това множество от задачи, остава обект на изследвания.

Невролози от Масачузетския технологичен институт (MIT) предлагат възможно обяснение в проучване, публикувано през август в списание „Nature Neuroscience“.

„Установихме, че мозъкът използва едни и същи популации от неврони, за да извършва едни и същи изчисления върху различни видове информация. Това означава, че една и съща подгрупа от неврони може да съхранява в работната памет както действие, така и сетивен стимул“, обясни Юма Осако, изследовател в MIT и водещ автор на проучването.

Мозъкът разполага с ограничен брой неврони и въпреки това е способен да се справя с практически безкрайно разнообразие от ситуации. Професорът от Института по невронауки към Принстънския университет Тимъти Бушман сравнява механизма с „когнитивно Lego“.

Подобно на конструктор, при който едни и същи елементи могат да бъдат използвани за построяването на къща, Айфеловата кула, басейн или пожарна кола, мозъкът изглежда използва повторно съществуващите невронни вериги и ги комбинира по различни начини според задачата, вместо всеки път да изгражда нова.

За да изследват този механизъм, учените обучили мишки да слушат два звука и да определят дали са еднакви. Докато животните изпълнявали задачата, изследователите наблюдавали мозъчната им активност.

Експериментът преминал през няколко етапа. Първоначално мишките трябвало за кратко да запомнят първия звук, след което да вземат решение и накрая да изработят план за действие.

Резултатите показали, че в париеталната кора - областта на мозъка, която интегрира информацията, получавана от сетивата - определена група неврони може да променя функцията си.

В първата фаза конкретна невронна верига участвала в запаметяването на звука. По-късно същите неврони били ангажирани с изработването на план за действие.

Откритието подкрепя по-стара теория в невронауката, известна като композиционност. Тя предполага, че сложните когнитивни процеси могат да бъдат изграждани чрез комбиниране и многократно използване на едни и същи невронни компоненти.

Резултатите показват, че мозъкът функционира по-скоро като взаимосвързана система, която непрекъснато преразпределя вече наличните си ресурси.

Необходими са допълнителни изследвания, за да се установи как мозъкът успява да представя практически неограничено количество информация с ограничен брой неврони. Новото проучване обаче предлага още една важна стъпка към разбирането на този механизъм.