19 February 2022, 1:00 CoLab.ws

Тревога ухудшила способность к обучению за счет изменения бета-ритмов мозга

Состояние тревоги знакомо каждому — перед важной встречей или экзаменом и вообще в ситуациях неопределенности. Проявляется оно и при патологиях. Тревога влияет на наше поведение и то, как мы принимаем решения; из этого вытекают и более глобальные последствия, например, может пострадать наша способность к обучению. Поскольку не до конца понятно, что происходит при этом в мозге, исследователи создают модели, которые могли бы на основании экспериментальных данных воспроизвести нейронную активность.

Так, с позиций предикативного кодирования наш мозг постоянно меняет свое «представление» о мире на основе того, насколько «предсказанное» им отличается от действительности. Предположительно, в такой обработке данных участвуют колебания активностей нейронов на разных уровнях. В своей новой работе ученые из НИУ ВШЭ и Великобритании проверили, как тревога повлияет на ритмы головного мозга при обучении.

Участников эксперимента разделили на две группы. Члены первой должны были мысленно описать произведение абстрактного искусства, а вот членов второй заставили понервничать, сказав, что им нужно буквально за несколько минут подготовить аналогичное описание-выступление перед искусствоведами, но в последний момент все якобы отменилось. После испытуемые приступали к эксперименту: они должны были выбирать выигрышное изображение из двух и при этом набрать максимальное количество очков. Вероятность того, какая картинка победит, периодически менялась, так что научившись на одной серии, участникам потом приходилось переучиваться на другой.

Исследователи записали активность мозга испытуемых и оценили их поведение, а потом перешли к моделированию ритмов нейронов. Анализ результатов показал, что в состоянии тревоги люди были склонны переоценивать точность своих представлений и хуже переучивались при смене вероятностей победы картинок. Изменялись и колебательные активности их мозга. Во время обработки и формирования предсказания усиливался бета-ритм в лобных и сенсомоторных областях и в лобно-теменных соответственно. Бета-ритм в норме выражен слабо и важен в обучении, а его аномалия, вероятно, ухудшила обновление «представления» и таким образом снизила способность к обучению.

Результаты работы опубликованы в журнале NeuroImage.

News article publications

Found 

Read also

Новый подход в нейрохирургии упростит мониторинг кровотока
Ученые создали и протестировали технологию для контроля кровотока в режиме реального времени во время операций на головном мозге. В отличие от существующих аналогов, эта система не требует введения контрастных веществ в кровь и использования дорогостоящих материалов. Это поможет нейрохирургам точнее отслеживать показатели кровотока мозга пациента, тем самым повышая безопасность операции и предотвращая возможные осложнения: кровоизлияния и образование тромбов.
Medicine
Neuroscience
Surgery
26 March 2024
Выяснено, что мозг по-разному реагирует на реальные и воображаемые движения
Ученые установили, как активность нашего мозга при воображаемом движении отличается от его работы во время реального действия. Оказалось, что в обоих случаях возникает предшествующий сигнал в коре головного мозга, однако при воображаемом движении он не имеет четкой привязки к конкретному полушарию. Полученные данные потенциально могут использоваться в медицинской практике для создания нейротренажеров и контроля восстановления нервных сетей у пациентов, перенесших инсульт.
Bioengineering
Bioinformatics
Computational Biology
Neuroscience
2 January 2024
Модель машинного обучения выявила болезнь Паркинсона по сигналам ЭЭГ
Ученые разработали модель машинного обучения, позволяющую за сотые доли секунды по результатам электроэнцефалограммы (ЭЭГ) с 99,9% точностью выявлять болезнь Паркинсона. Еще одно преимущество нового алгоритма — в совместимости с портативными бытовыми устройствами, которые пациенты могут иметь у себя дома. Поэтому предложенный алгоритм может использоваться не только в больнице при диагностике, но и в домашних условиях для мониторинга состояния здоровья людей с ранее выявленной болезнью Паркинсона.
Machine learning
Medicine
Neuroscience
4 December 2023
Микробиота - одна из возможных причин идиопатической ходьбы на носках у детей
Идиопатическая ходьба на носках (отсутствие полного контакта стопы) встречается примерно у 1-5% детей и возможно являться симптомом задержки развития, психоэмоциональных или неврологических расстройств, а также следствием травм. Эта сенсомоторная дисфункция потенциально может возникнуть из-за несбалансированной выработки нейротрансмиттеров - посредников передачи импульса между нейронами и от нейронов к мышечной ткани, которые играют решающую роль в двигательном контроле. Ученые МФТИ, кафедры ортопедии РУДН и Института белка РАН провели детальный анализ научных исследований, посвященных данной патологии, и вывели теоретическое обоснование взаимосвязи нарушения выработки нейромедиаторов с дисбалансом метаболитов кишечной микробиоты.
Genetics
Microbiology
Neuroscience
2 November 2023
Мутации в белках PIDD1 и RAIDD помогут в лечении нейродегенеративных заболеваний
Ученые проанализировали исследования, посвященные нейродегенеративным заболеваниям, таким как болезнь Альцгеймера, Хантингтона и деменция с тельцами Леви, и выяснили, какую роль в них играют три белка ПИДДосомного комплекса, запускающего процесс программируемой гибели клеток. Так, мутации в двух из них — PIDD1 и RAIDD — приводят к аномалиям в развитии мозга, а избыток третьего — каспазы-2 — способствует появлению патологических белков в нервной ткани. Работа может использоваться при создании новых лекарственных препаратов для лечения нейродегенеративных заболеваний.
Cell Biology
Neuroscience
Regenerative medicine
6 October 2023
Среда по-разному влияет на механизмы памяти и обучения у самок и самцов крыс
Игрушки, общение с сородичами и частая смена обстановки вызвали у самок рост количества незрелых стволовых клеток в гиппокампе и уровня биомаркеров нейрогенеза. У самцов эффект был не столь заметен
Ethology
Neuroscience
Physiology
27 July 2023