Японские ученые выяснили, что человеческий мозг может использовать сразу несколько внутренних механизмов отсчета времени, которые способны работать как согласованно, так и независимо друг от друга.

Открытие помогает объяснить, как нервная система одновременно следит за разными событиями, оценивает продолжительность промежутков и определяет подходящий момент для действия.

Как сообщает Институт науки Токио, исследователи изучили взаимодействие двух областей головного мозга, участвующих в восприятии коротких временных интервалов. +Речь идет о вторичной моторной коре, расположенной ближе к передней части мозга, и задней теменной коре.

Обе структуры способны обрабатывать информацию о прошедшем времени, однако раньше оставалось неизвестным, насколько тесно синхронизирована их работа.

Для эксперимента ученые обучили мышей ожидать вознаграждение через чередующиеся промежутки в 6 и 12 секунд. Постепенно животные научились предугадывать момент его появления. Одновременно специалисты регистрировали активность тысяч нервных клеток в двух исследуемых участках мозга.

Наблюдения показали, что нейроны включаются в определенной последовательности по мере течения времени. +Анализируя эти сигналы, ученые смогли оценить, какой временной момент представлен в активности каждой области.

Результаты оказались неожиданными. Иногда обе структуры одновременно отклонялись от правильной оценки прошедшего времени, словно пользовались общими внутренними часами.

Однако примерно вдвое чаще ошибка возникала только в одной области, тогда как другая продолжала отсчитывать время независимо.

Это означало, что мозговые структуры не обязательно работают по единому сигналу. Даже будучи связанными между собой, они могут сохранять собственное представление о времени.

Чтобы объяснить обнаруженный эффект, специалисты построили компьютерную модель двух взаимодействующих нейронных сетей.

Выяснилось, что относительно небольшое число связей между ними способно обеспечивать согласованную работу, не лишая каждую сеть самостоятельности.

Дополнительную роль могут играть медленные колебания нейронной активности, затрагивающие обе области. Согласно модели, после таких колебаний сети способны сначала возвращаться к собственным устойчивым состояниям, а затем вновь синхронизироваться.

Ученые предполагают, что подобный механизм позволяет нервной системе следить сразу за несколькими временными промежутками. Например, человек может оценивать продолжительность уже начатого действия и одновременно ожидать другого события, которое должно произойти позже.

Исследователи подчеркивают, что речь идет не о биологических часах, регулирующих сон и бодрствование, а о восприятии времени в масштабе секунд. Эти процессы имеют значение для движения, планирования действий, обучения и принятия решений.

Авторы рассчитывают продолжить исследования других областей мозга, чтобы выяснить, как нервная система переключается между согласованной и независимой обработкой информации.

В перспективе полученные данные могут помочь в изучении нарушений взаимодействия нейронных сетей, а также при разработке новых систем искусственного интеллекта.

источник: mk.ru, фото: из открытого доступа