Ученые из Орхусского университета и Оксфордского университета выяснили, что происходит в мозге человека, когда он слышит постоянный ритм или музыкальный тон. Оказалось, что мозг не просто регистрирует звук, а динамически реорганизует свою структуру в реальном времени, создавая сложное взаимодействие мозговых волн в различных нейронных сетях. Это открытие меняет прежние представления о том, как мозг обрабатывает слуховую информацию.
Исследование, результаты которого опубликованы в журнале Advanced Science, было проведено под руководством доктора Маттиа Россо и доцента Леонардо Бонетти. Ученые представили новый метод нейровизуализации, названный FREQ-NESS. С помощью передовых алгоритмов этот метод позволяет разделять пересекающиеся нейронные сети мозга на основе их доминирующей частоты. После определения сети по ее уникальной частоте, метод отслеживает, как она распространяется по всему мозгу.
По словам доктора Россо, ранее ученые представляли мозговые волны как некие фиксированные станции — альфа, бета, гамма, а анатомию мозга — как набор отдельных областей. Новый метод показал гораздо более сложную и богатую картину. Основываясь на том, что активность мозга организована через разные частоты, которые настраиваются как внутренне, так и под воздействием окружающей среды, исследователи разработали способ, который показывает, как каждая частота проявляется во всем мозге.
Разработка FREQ-NESS является значительным прорывом в изучении крупномасштабной динамики мозга. В отличие от традиционных методов, которые полагаются на заранее определенные частотные диапазоны или области интереса, новый подход, управляемый данными, составляет карту внутренней организации всего мозга с высокой точностью. Это открывает новые возможности для фундаментальной нейронауки, создания интерфейсов «мозг-компьютер» и клинической диагностики.
Данное исследование дополняет растущий объем научных работ, посвященных изучению того, как ритмическая структура мозга формирует все — от восприятия музыки до общего восприятия, внимания и измененных состояний сознания. Теперь становится ясно, что мозг не просто пассивно реагирует на внешние стимулы, но и активно перестраивается под их воздействием.
Как отмечает соавтор исследования, нейробиолог Леонардо Бонетти, мозг не просто реагирует, он реконфигурируется, и теперь ученые могут это наблюдать. Это может изменить подходы к изучению реакций мозга не только на музыку, но и на более широкое взаимодействие с внешним миром, включая такие процессы, как сознание и блуждание ума. Уже запущена крупномасштабная исследовательская программа для дальнейшего развития этой методологии, которая может привести к созданию индивидуализированных карт мозга.
