Keď je mozog pod tlakom, niektoré nervové signály začnú synchrónne kmitať – podobne ako dobre nacvičený orchester. Nová štúdia uskutočnená na Univerzite Johannesa Gutenberga v Mainzi (JGU) po prvýkrát ukazuje, ako pružne sa táto nervová synchronizácia prispôsobuje rôznym situáciám a že táto dynamická koordinácia úzko súvisí s kognitívnymi schopnosťami.

„Špecifické signály v strednej frontálnej oblasti mozgu sú lepšie synchronizované u ľudí s vyššími kognitívnymi schopnosťami – najmä počas náročných fáz myslenia,“ vysvetľuje profesorka Anna-Lena Schubertová z Inštitútu psychológie JGU, prvá autorka štúdie, ktorá bola nedávno publikovaná v časopise Journal of Experimental Psychology: V tejto publikácii, ktorá bola uverejnená v časopise Psychológia, sa uvádza: General. Vedci sa zamerali na strednú frontálnu oblasť mozgu a merateľnú koordináciu tzv. theta vĺn. Tieto mozgové vlny oscilujú medzi štyrmi a ôsmimi hertzmi a patria medzi pomalšie nervové frekvencie. „Zvyčajne sa objavujú vtedy, keď je mozog vystavený mimoriadnej výzve, napríklad keď sa sústredíme alebo keď musíme vedome kontrolovať svoje správanie,“ hovorí Schubert, ktorý vedie Laboratórium analýzy a modelovania komplexných dát na JGU.

Ľudia so silnejším Theta prepojením v strednej frontálnej oblasti sa často dokážu lepšie sústrediť napriek rozptýleniu

148 účastníkov štúdie vo veku od 18 do 60 rokov najprv vyplnilo testy na posúdenie pamäti a inteligencie a až potom sa zaznamenala ich mozgová aktivita pomocou elektroencefalografie (EEG). Tento postup meria drobné elektrické signály v mozgu pomocou elektród pripevnených na pokožku hlavy a je osvedčenou technikou na získanie presných poznatkov o kognitívnych procesoch. Počas nahrávania EEG účastníci absolvovali tri mentálne náročné úlohy určené na hodnotenie kognitívnej kontroly.

Výskumníkov zaujímala schopnosť účastníkov pružne prepínať medzi meniacimi sa pravidlami, čo je základný aspekt inteligentného spracovania informácií. Účastníci museli napríklad stlačiť tlačidlo, aby sa rozhodli, či je číslo párne alebo nepárne, a krátko na to, či je väčšie alebo menšie ako päť. Každá zmena pravidla si vyžadovala rýchle prispôsobenie mentálnych stratégií – proces, ktorý výskumníkom umožnil pozorne sledovať koordináciu sietí v mozgu v reálnom čase.

Výsledok: jedinci s vyššími kognitívnymi schopnosťami vykazovali obzvlášť silnú synchronizáciu theta vĺn v rozhodujúcich momentoch, najmä počas rozhodovania. Ich mozgy boli lepšie schopné udržať sústredené myšlienky, keď na tom záležalo. „Ľudia so silnejším prepojením theta v strednej frontálnej oblasti sa často lepšie sústredia a blokujú rušivé vplyvy, či už je to vibrovanie mobilného telefónu počas práce alebo snaha čítať knihu na rušnej vlakovej stanici,“ vysvetlil Schubert.

Štúdia poskytuje dôležité informácie o tom, ako funguje inteligencia na nervovej úrovni

Profesorku Annu-Lenu Schubertovú prekvapilo najmä to, ako úzko táto koordinácia mozgových rytmov súvisí s kognitívnymi schopnosťami. „Nečakali sme, že toto spojenie bude také jasné,“ povedala. Rozhodujúcim faktorom nebola nepretržitá synchronizácia, ale schopnosť mozgu pružne a kontextovo prispôsobovať svoje načasovanie – ako orchester nasleduje skúseného dirigenta. Tón tejto koordinácii často udáva stredná frontálna oblasť, ktorá však spolupracuje s ďalšími oblasťami mozgu. Zdá sa, že toto stredofrontálne theta prepojenie je obzvlášť dôležité pri rozhodovaní, ale nie počas mentálnej prípravy na nové pravidlá úloh.

Predchádzajúce EEG štúdie o kognitívnej výkonnosti väčšinou skúmali aktivitu v izolovaných oblastiach mozgu. Naproti tomu táto štúdia využila sieťový prístup a skúmala, ako rôzne oblasti interagujú počas viacerých úloh, aby identifikovala stabilné, zastrešujúce vzorce. Výsledky ukazujú, že individuálne rozdiely v kognitívnom výkone súvisia s dynamickým sieťovým správaním mozgu. Podľa výskumníkov sú potenciálne aplikácie, ako napríklad tréningové nástroje založené na mozgu alebo diagnostika, ešte ďaleko. Štúdia by však mohla poskytnúť dôležité základy pre pochopenie fungovania inteligencie na nervovej úrovni. V nadväzujúcej štúdii, do ktorej sa v súčasnosti získavajú účastníci vo veku 40 rokov a viac z regiónu Porýnie – Mohan, sa bude skúmať, ktoré biologické a kognitívne faktory dodatočne podporujú tento typ efektívnej koordinácie mozgu a akú úlohu zohrávajú ďalšie kognitívne schopnosti, ako je rýchlosť spracovania a pracovná pamäť.