Beynin Gizli Radarı: Teta Dalgaları Beklenmedik Şeyleri Tespit Etmek İçin Zihni Nasıl Tarar?

MIT'in yeni araştırması şunu gösteriyor: beyin dalgaları Radarın gökyüzünü taramasına benzer şekilde serebral korteks boyunca ilerleyerek beynin beklenmedik görsel anormallikleri tespit etmesine yardımcı olur.

Sinirbilimciler MIT'nin Picower Öğrenme ve Bellek Enstitüsü'nde, Hio-Been Han liderliğinde Profesör Earl K. Miller'ın laboratuvarında, bu keşfi, öğrenme ve hafızanın nasıl gerçekleştiğini incelerken yaptı. beyin mağazalar ve süreçler görsel kısa vadede bilgi - görsel çalışma olarak bilinen bir süreç hafıza.

Korteks

Serebral korteks, beynin uzayda algıladığı şeyleri haritalandırır. Çevremize odaklandığımızda, teta frekansı dalgaları bunların üzerinden geçerek dikkat gerektirebilecek görsel anormallikleri arar. Araştırmacılar, hayvan deneklerini kullanarak görsel çalışma belleği görevlerindeki performansın neden değiştiğini ve bellek kapasitesinin neden sınırlı göründüğünü anlamaya çalıştı.

Çalışmaları, özellikle beynin birden fazla noktayı aynı anda takip etmesini gerektiren görevler sırasında, teta dalgalarının dikkatle güçlü bir şekilde ilişkili olduğunu tanımlayan önceki çalışmalara dayanıyor. Miller'in daha önceki araştırması, farklı beyin dalgası frekanslarının, farklı sinirsel hesaplama biçimleri için taşıyıcı görevi gördüğü teorisini destekledi. Yeni çalışma bunu bir adım daha ileri götürerek, ilerleyen dalgaların bu tür hesaplamaları aktif olarak nasıl yönlendirebileceğini ortaya koyuyor.

"Bu, dalgaların korteks yüzeyi boyunca ilerledikçe performansı etkilediğini gösteriyor." söz konusu Profesör Miller, aynı zamanda MIT Beyin ve Bilişsel Bilimler Bölümü'nden. "Bu, seyahat eden dalgaların sinirsel hesaplamayı organize etme ve hatta gerçekleştirme olasılığını artırıyor."

Beyin Dalgaları ve Video Oyunları

Ekip, deneyleri için hayvanları basit bir video oyunu oynamaları için eğitti: Ekranda kısa süreliğine renkli kareler belirdi, ardından bir karenin renginin değiştiği ikinci bir dizi geldi. Hayvanların görevi değişen kareye mümkün olduğu kadar çabuk bakmaktı. Araştırmacılar, korteksin retinadan gelen görsel bilgilerin haritalanmasından sorumlu bir bölgesi olan ön göz alanlarındaki beyin dalgası aktivitesini kaydederken göz hareketlerini ve reaksiyon sürelerini takip ettiler.

Yüzlerce denemeyi analiz ettikten sonra araştırmacılar, hem teta beyin dalgası aktivitesinin hem de değişen karenin dikey konumunun, hayvanların değişiklikleri ne kadar doğru ve hızlı algıladığıyla güçlü bir şekilde ilişkili olduğunu buldu. Korteksin belirli yatay bantları belirli teta frekanslarına ayarlanmış görünüyordu; bu da deneğin performansının, beynin iç ritminin görsel değişimin konumuyla hizalanıp hizalanmadığına bağlı olduğu anlamına geliyordu.

Araştırmacılar şöyle yazdı: "Davranış için en uygun teta aşaması, retinotopik hedef konumuna göre değişiyordu ve görme alanının tepesinden altına doğru ilerliyordu." Nöron. "Bu, hafıza gecikmesi sırasında kortikal yüzey boyunca ilerleyen bir aktivite dalgasıyla açıklanabilir."

Görsel Taramayı Anlamaya Devam Etmek

Ekip, bu verilerden yola çıkarak beynin görsel değişiklikleri tespit etme yeteneğinin farklı bir ritim takip ettiği sonucuna vardı. Bir görsel değişim, bir bandın optimal teta aşamasına ne kadar yakın olursa, o kadar hızlı fark ediliyordu. Ekip, bu ritmik mekanizmanın nasıl geliştiğini anlamak için sürekli araştırmaya ihtiyaç duyulacağını söylüyor.

Araştırmacılar ayrıca dalga güdümlü hesaplama modellerini güçlendiren diğer frekans bantları arasındaki etkileşimleri de gözlemlediler. Miller Laboratuvarı'nın önceki çalışmaları, alfa dalgalarının görev bağlamını kodlamaya yardımcı olduğunu, beta dalgalarının ise gama dalgalarının duyusal girdiyi nasıl kodladığını düzenlediğini gösterdi. Yeni çalışma, teta dalgalarının hem beta hem de gammayı modüle ederek bölgeler arasındaki sinirsel aktiviteyi senkronize ettiğini ekliyor. Teta dalgaları heyecanlandığında beta aktivitesi baskılandı ve görsel işlemeyle ilişkili sinirsel ateşlemelerde zirveye çıktı. Teta azalıp beta güçlendikçe ani yükselişler azaldı.

Ekip şu anda belirli beyin dalgası frekanslarını yükseltmek için tasarlanmış kapalı döngü bir analog geri bildirim sistemi geliştiriyor. Uzun vadeli hedefleri ise teta dalga gücünü güçlendirerek görsel hafıza kapasitesini arttırmaktır.

Kağıt, “Çalışma Belleği Okuması Frontal Teta Ritimlerine Göre Değişir"diye ortaya çıktı Nöron 20 Ekim 2025'te.

Ryan Whalen The Debrief için bilim ve teknolojiyi ele alıyor. Tarih alanında yüksek lisans derecesine ve Kütüphane ve Bilgi Bilimi alanında yüksek lisans derecesine ve Veri Bilimi sertifikasına sahiptir. Kendisiyle iletişim kurulabilir [email protected]ve onu Twitter'da takip edin @mdntwvlf.