Когда мозг сталкивается с нагрузкой, отдельные нервные сигналы начинают синхронизироваться — словно музыканты в оркестре, играющие в унисон. Ученые из Университета Майнца впервые показали, насколько гибко эта синхронизация подстраивается под разные задачи и как она связана с когнитивными способностями.

У людей с более высоким интеллектом сигналы в средней лобной области мозга синхронизируются лучше, особенно в моменты сложных рассуждений, — объясняет Анна-Лена Шуберт, профессор Института психологии и ведущий автор исследования, опубликованного в издании Journal of Experimental Psychology: General.

Ученые сосредоточились на средней лобной доле и координации тета-волн — медленных электрических колебаний (4–8 Гц), которые возникают при интенсивной умственной работе.

Тета-волны — медленные колебания электрической активности мозга (4–8 Гц), которые возникают при глубокой концентрации, решении сложных задач или осознанном контроле действий. Их можно зафиксировать с помощью ЭЭГ.

Они активируются, когда мы концентрируемся или контролируем свое поведение, — говорит Шуберт.

В эксперименте участвовали 148 человек от 18 до 60 лет. Сначала они прошли тесты на память и интеллект, а затем их мозговую активность записали с помощью ЭЭГ.

Во время тестов участники выполняли задания на переключение между правилами: например, определяли, четное ли число, а потом — больше ли оно пяти.

Такие задачи требовали быстрой адаптации и позволяли увидеть, как мозг перестраивается в реальном времени.

Оказалось, что у людей с высокими когнитивными способностями тета-волны синхронизировались особенно четко в ключевые моменты — при принятии решений.

Их мозг лучше удерживал фокус, даже если вокруг было шумно.

Это как читать книгу в метро и не отвлекаться на разговоры, — поясняет Шуберт.

Главный вывод: важна не постоянная синхронизация, а гибкость. Мозг работает как оркестр под управлением дирижера — средняя лобная доля задает ритм, но взаимодействует с другими зонами. При этом синхронизация усиливается именно в момент выбора, а не при подготовке к задаче.

Раньше исследования чаще изучали отдельные участки мозга, но здесь впервые рассмотрели сетевые взаимодействия. Хотя до практического применения еще далеко — например, до тренажеров для мозга, — работа закладывает основу для понимания, как интеллект работает на уровне нейронов. Следующий этап — изучение роли скорости обработки информации и рабочей памяти у людей старше 40 лет.

Этот эксперимент — шаг к персонализированным методам развития когнитивных навыков. Если подтвердится, что тета-синхронизация тренируема, можно будет создавать:

• Нейроинтерфейсы для улучшения концентрации (например, для водителей или хирургов).
• Диагностические маркеры раннего снижения когнитивных функций.
• Образовательные стратегии — например, определение оптимального времени для сложных задач.

Пока это фундаментальная наука, но она открывает путь к прикладным решениям.

Исследование не учитывает влияние эмоционального состояния на синхронизацию волн. Стресс или усталость могут искажать результаты, а выборка (148 человек) недостаточно велика для выводов о всех возрастных группах.

Ранее ученые открыли гены, которые отвечают за разме мозга и интеллект.