Почему мы то реагируем мгновенно, то долго думаем: ответ оказался в белом веществе мозга

Белое вещество связало быстрые и медленные режимы работы мозга — Rutgers

Человеческий мозг умеет действовать в разных темпах — от мгновенной реакции на резкий звук до длительных размышлений над сложными решениями. Новое исследование показало, что способность переключаться между этими режимами напрямую связана со структурой внутренних "кабелей" мозга. Речь идет о белом веществе, которое координирует работу областей с разной скоростью обработки информации. Об этом сообщает журнал Nature Communications со ссылкой на исследование ученых из Университета Рутгерса.

Почему мозг работает в разных временных режимах

Разные зоны мозга живут в собственных временных масштабах. Сенсорные и моторные области реагируют за доли секунды, обеспечивая восприятие и движение. Центры, отвечающие за анализ, планирование и абстрактное мышление, работают медленнее, накапливая и интегрируя информацию.

Для поведения человека критично не только наличие этих режимов, но и умение быстро переключаться между ними. Без такой координации невозможно ни точное действие, ни осмысленное принятие решений.

Роль белого вещества

Белое вещество состоит из пучков нервных волокон, соединяющих разные участки мозга. Эти проводящие пути позволяют зонам с разной "внутренней нейронной шкалой времени" обмениваться сигналами и работать синхронно.

"Чтобы влиять на окружающую среду через действие, наш мозг должен комбинировать информацию, обрабатываемую в разных временных масштабах", — пояснил доцент кафедры психиатрии Rutgers Health Линден Паркес.
"Мозг достигает этого, используя своё белое вещество для обмена информацией между регионами, и эта интеграция критически важна для человеческого поведения".

Что показал анализ коннектомов

Команда проанализировала данные нейровизуализации 960 человек. Для каждого участника была построена индивидуальная карта связей мозга — коннектом. Затем ученые применили математические модели, чтобы оценить, насколько структура белого вещества согласуется со скоростями обработки в разных областях коры.

Выяснилось, что люди с более "точно настроенной" системой связей легче переключаются между различными психическими состояниями. Они быстрее адаптируются к задачам и в среднем показывают лучшие результаты в когнитивных функциях, включая внимание, память и гибкость мышления.

Биологическая основа временных шкал

Исследование выявило, что регионы мозга с похожими временными режимами имеют общие биологические характеристики. Их объединяют сходные генетические профили, молекулярные процессы и клеточное строение.

Более того, аналогичные закономерности были обнаружены и в мозге мышей. Это указывает на то, что связь между скоростью обработки информации, структурой связей и биологией мозга имеет эволюционно древнее происхождение и характерна для разных видов.

Значение для понимания психических расстройств

Хотя работа проводилась на здоровых добровольцах, ее выводы имеют прикладное значение. Многие нейропсихиатрические расстройства — включая шизофрению, биполярное расстройство и депрессию — связаны с нарушениями крупномасштабных связей в мозге.

Нарушение белого вещества может мешать интеграции быстрых и медленных процессов, что отражается на мышлении, эмоциях и поведении. Эти эффекты хорошо вписываются в более широкий контекст психологии поведения.

Сравнение: быстрые и медленные сети мозга

Быстрые сети обеспечивают реакцию, ориентацию и движение, позволяя мгновенно отвечать на изменения среды. Медленные сети отвечают за осмысление, прогнозирование и сложные решения. Белое вещество выступает связующим звеном между ними, превращая разрозненные процессы в единое поведение.

Плюсы и минусы такого подхода

Исследование на уровне связей позволяет увидеть мозг как целостную систему, а не набор изолированных зон. Это дает более точное понимание когнитивных функций. Однако такие модели пока не позволяют напрямую диагностировать нарушения и требуют дополнения клиническими данными.