مغز انسان تا حدودی شبیه یک رادیو ابتدایی با پنج کانال است. سیگنال های الکتریکی از نورون ها در سراسر مغز هماهنگ می شوند و نوساناتی به نام امواج مغزی ایجاد می کنند. هر موج مربوط به وضعیت مغز است. برخی سریع و خشمگین می شوند، با فرکانس بالایی که معمولاً مربوط به زمانی است که ما بیدار هستیم و فکر می کنیم. برخی دیگر آرام‌تر هستند، با نوسان آهسته‌تری که در طول خواب عمیق و آرام رخ می‌دهد.
به نوعی، مغز کانال‌های خود را در طول روز تغییر می‌دهد تا وضعیت درونی ذهن ما را با نیازهای بیرونی مطابقت دهد – اگرچه در هر نقطه‌ای ممکن است این کانال‌ها خونریزی کنند.
اما یک رانده مرموز وجود دارد: فرکانسی به نام امواج تتا. زمانی که ما بیدار هستیم یا خوابیم اتفاق می افتد. برای دهه‌ها، این امواج دانشمندان علوم اعصاب را در تلاش برای رمزگشایی از عملکرد آنها طعنه می‌زند. به نظر می رسد امواج تتا به موش ها کمک می کند تا در پیچ و خم ها حرکت کنند، اما از حافظه در انسان نیز پشتیبانی می کنند.
این فقط کنجکاوی تحصیلی نیست. توانایی ما برای حرکت در محیط های پیچیده جدید و حفظ آن خاطرات با افزایش سن کاهش می یابد. مخصوصاً برای افراد مبتلا به آلزایمر سخت است. با یافتن منبع محرک امواج تتا، به طور بالقوه می‌توانیم آنها را با استفاده از تحریک عصبی یا روش‌های دیگر تقویت کنیم تا زوال شناختی را کاهش دهیم.
مطالعه ای در نورون اولین قدم را برداشت. به لطف ایکس باکس و برخی از مراکز خرید مجازی، تیمی به رهبری دکتر آرن اکستروم از دانشگاه آریزونا عمیقاً به چیزی که امواج تتا را هدایت می کند، پرداختند. در این مطالعه افراد مبتلا به صرع که قبلاً الکترودهایی در مغزشان کاشته شده بود تا منبع تشنج را شناسایی کنند، انتخاب شدند.
هنگام تصور مسیر قبلی، مغز شرکت‌کنندگان با فعالیت تتا جرقه زد، واکنشی بسیار قوی‌تر از پیمایش ساده مسیر با جوی استیک Xbox.
به گفته این تیم، مغز راهی برای تولید درونی امواج تتا با استفاده از حافظه دارد.
اقیانوسی از امواج مغزی
مغز ما بر روی چندین فرکانس الکتریکی کار می کند. با استفاده از الکتروانسفالوگرافی (EEG)، می‌توان سرعت و توالی فعالیت مغز را ثبت کرد و سرعت نسبی آن را ثبت کرد. مانند آب‌های آرام یا طوفانی و متلاطم، این نوسانات مغزی با فرکانس‌های مختلف بالا و پایین می‌شوند که هر یک حالت ذهنی متفاوتی را نشان می‌دهد.
برای مثال، امواج بتا زمانی جرقه می زنند که مغز به طور کامل درگیر است – برای مثال، زمانی که شما مجذوب یک مکالمه می شوید. امواج آلفا کندتر هستند و معمولا زمانی که شما نشسته اید و آماده استراحت هستید، وجود دارند.
سپس امواج تتا وجود دارد. این امواج از نظر دامنه بزرگتر هستند و حتی با سرعت 3 تا 12 هرتز در ثانیه نیز کندتر می شوند. مطالعات قبلی نشان می‌دهد که وقتی از منطقه خارج می‌شوید، ظاهر می‌شوند: در هنگام رانندگی در بزرگراه، در مسیر طولانی، یا زیر دوش. این امواج به طور آزمایشی با خلاقیت مرتبط هستند – ایده ها یا راه حل ها ناگهان به سراغ شما می آیند – یا زمانی که در حال رویاپردازی یا مراقبه هستید.
علیرغم دهه‌ها تحقیق، ما هنوز واقعاً نمی‌دانیم آنها چه چیزی را رمزگذاری می‌کنند. در حالی که ما بیدار هستیم امواج تتا بیشتر در هیپوکامپ یافت می شوند، منطقه ای از مغز که هم برای حافظه و هم برای ناوبری حیاتی است. بنابراین جای تعجب نیست که امواج در موش‌ها و موش‌ها در حالی که سعی می‌کنند راه خود را در پیچ و خم‌های پیچیده پیدا کنند، ظاهر می‌شوند، که نشان می‌دهد هنگام کاوش جوندگان در محیط جدید، به ادغام احساسات و حرکت کمک می‌کنند.
چیزی که شگفت‌آور است این است که امواج در انسان‌های کاملاً ساکن که با به خاطر سپردن فهرست‌هایی از کلمات یا تصاویر به چالش کشیده می‌شوند نیز ظاهر می‌شوند. یک مطالعه نشان داد که نوسانات برای ارتباط مفاهیم مختلف حیاتی هستند. در دیگری، تقویت مصنوعی امواج تتا با یک دستگاه حباب خارج از قفسه – که از ترکیبی از صدا و نور برای تحریک باندهای امواج مغزی خاصی استفاده می کند – عملکرد حافظه را برای یادآوری کلمات در 50 داوطلب افزایش داد.
تیم UC Davis در آن زمان نتیجه گرفت که ارتباط مستقیمی بین فعالیت تتا و عملکرد حافظه وجود دارد.
پس امواج تتا چه کاری انجام می دهند؟ آیا آنها به ما کمک می کنند که ما در جهان حرکت کنیم؟ یا به ما کمک می کنند تا خاطرات ارزشمندی را به یادگار بگذاریم؟
مطالعه جدید این دو نظریه را با هم روبرو کرده بود.
ولگردی و قانونی شکنی خرید دیجیتال
این تیم با یک گروه ارزشمند از داوطلبان شروع کرد: 12 مرد و زن مبتلا به صرع که متأسفانه به دارو پاسخ ندادند. هر یک از آنها تا کنون 17 الکترود در مغزشان کاشته شده بود تا منبع تشنج را جستجو کنند.
این کار خود یکی از بدترین کابوس های من است: گشت و گذار در یک مرکز خرید. در اینجا آنها این کار را به طور مجازی با استفاده از جوی استیک ایکس باکس انجام دادند و مرکز خرید دیجیتال روی یک رایانه لپ تاپ نمایش داده شد.
اولین قدم، آشنایی با شش ویترین مغازه مختلف و مکان آنها است – برای مثال، یک بستنی فروشی، فروشگاه دوربین، و فروشگاه کمیک – مانند پرسه زدن در یک مرکز خرید جدید برای اولین بار.
پس از دو دور، داوطلبان با یک وظیفه ناوبری به چالش کشیده شدند. آنها از راه دور به یک فروشگاه تصادفی در نمای اول شخص منتقل شدند و با پیامی روی صفحه از آنها خواسته شد تا فروشگاه دیگری را با استفاده از جوی استیک Xbox پیدا کنند. آزمایشی پس از اینکه آنها به هر فروشگاهی رفتند به پایان رسید.
سپس کار حافظه فرا رسید و همه چیز به پایان رسید. شرکت‌کننده همچنان از ویترین فروشگاهی تصادفی شروع به کار کرد. به جای استفاده از جوی استیک، به آنها دستور داده شد تا به صورت ذهنی راه رفتن را به سمت فروشگاه هدف دیگری شبیه‌سازی کنند – با فشار دادن “A” روی کنترل‌کننده برای نشان دادن زمان شروع و زمان رسیدن. در تمام این مدت، گرافیک از بین رفته بود و فقط یک صلیب سفید کوچک روی صفحه نمایش وجود داشت که داوطلبان می توانستند روی آن تمرکز کنند. در مجموع آنها 44 کارآزمایی را انجام دادند و فعالیت مغز آنها در تمام مدت کنترل شد.
خواندن آنچه در سر یک فرد می گذرد دشوار است: آیا آنها واقعاً مسیر را شبیه سازی ذهنی می کنند یا به سادگی استراحت می کنند؟ این مطالعه چندین نرده محافظ اضافه کرد. ابتدا، داوطلبان باید یک کار ناوبری ذهنی دیگر را با موفقیت انجام می دادند، اما در یک محیط آشنا: به آنها دستور داده شد تصور کنند که در اتاق خواب خود در خانه ایستاده و به سمت آشپزخانه خود راه می روند.
در مرحله بعد، محققان هوشمندانه «آزمایش‌های گرفتن» را وارد کردند. در اینجا، شرکت‌کنندگان از کنترل‌کننده برای شبیه‌سازی مسیرهای تصوری خود در حین انجام وظایف حافظه استفاده کردند، که کمک کرد مطمئن شوند که واقعاً مسیر را به خاطر می‌آورند.
در نهایت، با مقداری آمار، تیم دریافتند که مدت زمانی که برای هر شرکت‌کننده برای یافتن یک فروشگاه هدف طول می‌کشد، بین هر دو کار مرتبط است، و نشان می‌دهد که آنها به جای خیال‌پردازی، یک مسیر را تصور می‌کنند.
تجزیه و تحلیل امواج مغزی با یک پاسخ روشن بازگشت. ناوبری و شبیه سازی ذهنی هر دو جرقه امواج تتا را برانگیخت و با پیشرفت آزمایشات قوی تر شد. با این حال، صرفاً به خاطر سپردن مسیر – بدون هیچ گونه حرکتی – امواج بسیار بزرگتری ایجاد کرد که بیشتر دوام آورد. آنها بدون توجه به تجزیه و تحلیل تک تک الکترودها یا هر داوطلب، نتایج یکسانی پیدا کردند.
به نظر می رسد که حافظه در مقایسه با ناوبری ساده محرک بسیار قوی تری برای امواج تتا است. به نظر می رسد امواج تتا به طور طبیعی در مغز حتی بدون تحریک بیرونی رخ می دهد، و این ایده را پشتیبانی می کند که آنها در داخل مغز تولید می شوند و برای حافظه ضروری هستند.
این یک خبر عالی است. با حافظه نزدیک به امواج تتا، می توان از فرکانس های منحصر به فرد استفاده کرد و حافظه را در دوران پیری یا در بیماران مبتلا به زوال عقل یا سایر اختلالات روانی بهبود بخشید. محققان در حال حاضر در حال بررسی روش های مختلف تحریک مغز – از الکتریکی گرفته تا مغناطیسی – با نتایج امیدوارکننده هستند.
اما شاید به طور گسترده تر، این مطالعه به روند اخیر اضافه می کند که امواج مغزی را به عنوان مسیری جدید برای درمان اختلالات عصبی دشوار، از جمله آلزایمر و سکته مغزی بررسی می کند. ده ها نفر در حال حاضر در آزمایش های بالینی هستند. آنها ممکن است مسیر را برای مقابله با اختلالات عصبی که قبلاً غیرقابل شکستن بودند تغییر دهند. زمان نشان خواهد داد.