Вы думаете о чем-то важном — о планах на отпуск или о новом проекте по работе, и тут раздается телефонный звонок. Все мысли немедленно вылетают у вас из головы, а потом вы мучительно вспоминаете, о чем рассуждали минуту назад.
Знакомая ситуация? Наверняка вы не раз сталкивались с подобным явлением. А сейчас ученые провели новые исследования и выяснили, какие процессы стоят за этим феноменом.
Исследование, проведенное неврологом Адамом Ароном из Калифорнийского университета в Сан-Диего вместе с сотрудниками Оксфордского университета во главе с ведущим автором Яном Весселем, опубликовано в журнале Nature Communications. Авторы этой работы пришли к выводу, что за прерывание процесса мышления отвечает тот же механизм работы мозга, что и за остановку движения нашего тела.
В своей работе ученые исследовали одну из частей мозга, которая играет важную роль в процессе управления движением тела, — субталамическое ядро (СЯ). Это небольшое скопление плотно упакованных нейронов, напоминающее по форме двояковыпуклую линзу и являющееся частью базисной системы базальных ганглиев — нервных узлов в мозге человека.
Предыдущие исследования Арона и его коллег показали, что СЯ включается, когда нужно подать телу сигнал остановки. По словам профессора Арона, это может быть особенно важным для так называемой полной остановки тела. Полная остановка представляет собой резкую остановку всего тела. Мы испытываем ее, например, когда, выходя из лифта, неожиданно встречаемся с человеком по другую сторону дверей и резко останавливаемся, чтобы избежать столкновения с ним.
Авторы анализировали энцефалограммы мозга 20 здоровых людей и сигналы от электродов, имплантированных в СЯ семи пациентам, страдающим болезнью Паркинсона (СЯ является основной мишенью для терапевтической стимуляции головного мозга при лечении этой болезни).
Авторы считают, что их исследование поможет лучше понять механизм болезни Паркинсона. Это заболевание приводит к двигательным нарушениям: тремору (дрожанию конечностей), замедленному движению и судорогам лица. Для больных также характерна невозмутимость — они погружены в свои мысли и не обращают внимания на внешние раздражители. По мнению профессора Арона, за заторможенность движения пациентов отвечают те же мозговые процессы, что и за невозмутимость в процессе мышления.
Все испытуемые выполняли задание по исследованию рабочей памяти, которая определяет способность держать в уме небольшие фрагменты информации, необходимые для кратковременной мыслительной деятельности. Такую память также называют оперативной, по аналогии с оперативной памятью компьютера. В ходе каждого отдельного испытания добровольцев просили запомнить последовательность букв, затем раздавался звонок, и они должны были воспроизвести эту последовательность. В большинстве испытаний в качестве звонка использовалась однотонная мелодия. Иногда звонок заменяли на сигнал, похожий на птичье пение. В ходе испытаний регистрировалась мозговая активность волонтеров и то, насколько хорошо добровольцы помнили последовательность букв.
Результаты показали, что, реагируя на неожиданные события, мозг ведет себя так же, как и в случае остановки движения тела. В обоих этих процессах задействовано СЯ. Чем больше СЯ включено в процесс, то есть чем больше мозг реагирует на неожиданный звуковой сигнал, тем большее влияние этот сигнал оказывает на рабочую память человека. В результате человек забывает информацию, которую пытался удержать в уме.
«На данный момент мы показали, что неожиданные или удивительные события включают те же механизмы работы мозга, которые мы используем для движения и остановки тела», — комментируют авторы исследования.
Обнаруженная связь СЯ с остановкой движения тела и функционированием рабочей памяти хорошо соответствует анатомическим моделям, объясняющим, какую роль СЯ играет в системе головного мозга. Тем не менее, по мнению авторов, необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, есть ли причинно-следственная связь между активностью, наблюдаемой в СЯ, и потерей информации из рабочей памяти.
«Неожиданные события приводят к тому, что вы забываете, о чем думали только что, — говорит Арон. — Радикально новая идея заключается в том, что, подобно тому как «механизм остановки» мозга участвует в остановке движения тела, он может также отвечать за прерывание мыслительного процесса и потерю информации».
Профессор Арон считает, что возможное направление будущих исследований — изучение того, какую роль СЯ и связанные с ним зоны мозга играют при заболеваниях, характеризующихся проблемами с концентрацией внимания, например при синдроме дефицита внимания и гиперактивности.
«Было бы интересно посмотреть, можно ли искусственно запустить этот мозговой механизм, — добавляет Вессель. — Это позволило бы активно использовать его для избавления от навязчивых мыслей или нежелательных воспоминаний».
Если дальнейшие исследования подтвердят связь между СЯ и сбоями в рабочей памяти, то можно предположить, что мы имеем дело с адаптивным механизмом мозга, считают авторы работы. Для того чтобы понять, как мог возникнуть такой механизм, профессор Арон предлагает рассмотреть следующий пример. Представьте, что вы гуляете по африканской саванне и собираете дрова для костра. Вы мечтаете о еде, которую собираетесь готовить, и вдруг слышите шорох в кустах. Вы резко останавливаетесь и забываете о еде, потому что вы фокусируете все ваше внимание на кустах, чтобы выяснить, грозит ли вам опасность. В этом случае для вас будет полезно выкинуть из головы все ненужные мысли и сосредоточиться на текущей проблеме.