Мозг работает как мобильная сеть: сигнал удерживают две вышки одновременно

Мозг устроен так, что левое и правое полушария обрабатывают разную часть зрительного поля. Всё, что появляется слева, анализирует правое полушарие, а всё, что справа — левое. Тем не менее мы видим мир цельным: ни велосипед, промелькнувший мимо, ни птица в небе не "распадаются" на куски. Учёные из Института обучения и памяти Пикауэра при MIT выяснили, как мозг решает эту задачу.

"Некоторых удивляет, что существует некоторая независимость полушарий, потому что это не совсем соответствует нашему восприятию реальности", — сказал профессор Эрл К. Миллер из Массачусетского технологического института.

Исследование показало, что разделение труда между полушариями имеет преимущества: каждое из них может отслеживать свои объекты. Но для цельного восприятия необходима чёткая передача информации.

Как изучали передачу

Учёные фиксировали активность отдельных нейронов и ритмы мозговых волн у животных, которые отслеживали движущиеся объекты. Анализ проводился в дорсолатеральной и вентролатеральной префронтальной коре обоих полушарий — зонах, отвечающих за исполнительные функции.

Эксперимент выглядел так: на экране появлялись два объекта — целевой и отвлекающий. Один из них менял цвет, сигнализируя, за кем нужно следить. При этом иногда целевой объект пересекал середину поля зрения, переходя под контроль другого полушария.

Что показали ритмы мозга

Гамма-волны (высокочастотные): кодируют сенсорную информацию. Их всплески наблюдались в обоих полушариях при появлении объектов, но акцент делался в "передающем" полушарии.

Бета-волны: регулировали активность гамма-ритмов, проявляясь обратным образом.

Альфа-волны: усиливались за четверть секунды до пересечения объекта через середину и достигали пика сразу после.

Тета-волны: пик наступал уже после пересечения, только в "принимающем" полушарии — словно подтверждая: "объект принят".

Таким образом, "старое" полушарие сначала кодировало объект, но при приближении к середине второе заранее начинало его "видеть", а после перехода закрепляло это восприятие.

Аналогии передачи

Процесс напоминает эстафету: пока один бегун не отпустит палочку, другой уже держит её рукой. Или как связь по мобильной сети: сигнал удерживают сразу две вышки, пока звонок не перейдёт окончательно.

Сравнение областей мозга

В вентролатеральных зонах кодирование было связано в первую очередь с гамма- и бета-ритмами. В дорсолатеральных — большую роль играли альфа- и тета-волны, отвечающие за "переключение" и подтверждение передачи.

Если объект не пересекал середину поля зрения, этой сложной динамики не наблюдалось.

Ошибка → Последствие → Альтернатива

Ошибка: считать, что полушария работают изолированно.

Последствие: непонимание, как формируется цельное восприятие.

Альтернатива: учитывать активные механизмы передачи.

Ошибка: сводить роль мозговых волн только к "фону".

Последствие: недооценка их функции в кодировании и координации.

Альтернатива: рассматривать альфа-, бета-, гамма- и тета-ритмы как "язык передачи".

Ошибка: игнорировать взаимодействие полушарий при разработке моделей заболеваний.

Последствие: упрощённое понимание неврологических нарушений.

Альтернатива: использовать данные о межполушарной динамике для диагностики и терапии.

А что если…

А что если система нарушается? Учёные отмечают, что сбои в межполушарной передаче могут быть связаны с рядом заболеваний: шизофренией, аутизмом, дислексией, депрессией и рассеянным склерозом. Новые данные помогают понять, какие именно механизмы ломаются, и дают подсказки для разработки методов коррекции.

Плюсы и минусы разделённой обработки

FAQ

Почему мы не замечаем разделения полей зрения?
Мозг координирует работу полушарий через активные механизмы передачи информации.

Что играет главную роль в передаче?
Разные частоты мозговых волн: гамма кодирует объект, альфа предсказывает передачу, тета подтверждает её завершение.

Можно ли использовать эти знания в медицине?
Да, понимание межполушарной координации помогает изучать болезни, связанные с нарушением коммуникации между полушариями.

Мифы и правда

Миф: левое полушарие "логическое", правое "творческое".

Правда: оба полушария обрабатывают зрение и передают друг другу данные.

Миф: объект "исчезает", когда пересекает середину поля зрения.

Правда: оба полушария удерживают его, пока не завершится передача.

Миф: мозг просто "перехватывает" информацию.

Правда: процесс активный, с предсказанием и подтверждением.

3 интересных факта

1. Передача информации между полушариями занимает доли секунды — около 250 миллисекунд.
2. Схема передачи напоминает работу интернета: пакет данных удерживается сразу в двух точках до подтверждения.
3. Без альфа- и тета-волн мозг не смог бы так точно синхронизировать момент перехода объекта.

Исторический контекст

В середине XX века считалось, что полушария функционируют почти независимо.

Позднее открытия в области межполушарных связей показали, что мозолистое тело играет роль "моста".

Современные исследования с точной регистрацией мозговых волн показывают: передача информации — это сложный многоступенчатый процесс.