大切なのはリズム「リズミカルな脳活動が近くを形成する」

直感と認知、両者は似ているようで異なる認識を司っています。
研究者たちは、知覚を形成する仕組みを解明したようです。

They found that coupling lower frequencies of oscillations with higher ones allows fine-tuning the brain and is thus the basis for higher cognitive functions, such as selective attention (Trends in Neurosciences).

参照元：https://www.dpz.eu/en/home/single-view/news/auf-den-rhythmus-kommt-es-an.html
– ドイツ霊長類センター German Primate Center. 21.02.2022 –

重要なことに集中する–これは、私たちの脳の主要な仕事のひとつです。

なにしろ、私たちの五感には、数え切れないほどの情報があふれているのですから。

しかし、私たちはどのようにして、重要なものとそうでないものを分けているのでしょうか。

哺乳類の脳では、この注意の選択に振動性の神経活動が重要な役割を果たしていることが、以前から知られていました。

このたび、ゲッティンゲンのドイツ霊長類センターとメルボルン大学の科学者たちが、この仕組みを解明しました。

彼らは、低い周波数の振動と高い周波数の振動を結合させることで、脳の微調整が可能になり、その結果、選択的注意などの高次認知機能の基礎となることを発見しました（Trends in Neurosciences誌）。

私たちが現実世界を認識する精度は、直感とは異なり、時間的に安定しているわけではなく、1秒間に数回、高精度と低精度の間でリズミカルに変動していることが分かっています。

この揺らぎは、脳内の電気的なリズミカルな活動に従っています。

脳の電気的リズムは、1〜250ヘルツとさまざまな周波数にまたがっています。

この異なる周波数を用いて、脳は異なる脳領域間の情報伝達を調節しているのです。

ドイツ・ゲッティンゲンのドイツ霊長類センターとオーストラリア・メルボルン大学の神経科学者グループは、このテーマに関する証拠を批判的に検討し、これらの周波数が脳内の基本的な知覚プロセスを決定している可能性を明らかにしました。

クロス周波数カップリングが選択的注意を可能にする

脳の各領域で観察される基本的な現象のひとつに、遅いリズム（約4〜8ヘルツ）が速いリズム（約40〜80ヘルツ）の強さを調節することが挙げられます。

これは、異周波数結合と呼ばれます。

互いに結合する周波数の組は、大脳皮質領域とその行動に対する機能に基づいて変化します。

ある場合には、注意によって神経細胞が非同期化され、ある弦楽器が他のオーケストラと異なる旋律を奏でるときのように、異なる情報を伝達することができるようになることがあります。

また、ある場合には、注意によって大量の神経細胞が活性化され、その影響が最大化されるかもしれません。

著者の一人であるモイン・エスゲイ氏は話します。

「これら2つの異なる機能は、交差周波数結合によって脳内で組織化されている可能性があります。」

異なるタイプの情報を区別する

脳内に異なる周波数帯が同時に存在することは、同じ脳部位に到達した異なる様式の情報をタグ付けするのにも役立ちます。

例えば、空を飛ぶハンググライダーの色や方向などです。

モイン・エスゲイ氏は話します。

「私たちの脳は、色や動きに関する情報を、異なる周波数を通して高次の脳領域に伝達しています。それはちょうど、異なる種類の情報を同じ受信機に伝達する通信システムのようです。」

神経疾患の解明

共著者であるドイツ霊長類センター認知神経科学研究所のステファン・トリュー氏は話します。

「ヒトや他の霊長類の視覚認識には、ニューロンネットワークのリズミカルな活動が重要な役割を果たしています。これらの活動パターンが正確にどのように相互作用し、制御されているかを理解することは、知覚の神経基盤の理解を深めるのに役立つだけでなく、失読症、ADHD、統合失調症などの神経疾患における知覚障害の解明につながるかもしれません。」