これはあなたの脳が将来の出来事を予測する方法です
脳はパターンから将来の発生を予測する方法を学びます。このプロセスは「予測タイミング」と呼ばれ、周囲の世界とうまくやりとりすることができます。それはどのように機能しますか？
予測的なタイミングは、部分的には、非常に動的な世界で最も適切な決定を下すことができるものです。
しかし、このプロセスは何に依存していますか？
カリフォルニア大学バークレー校の研究者によって行われた新しい研究は、発生を予測する際に、人間の脳は2つの異なるシステムに依存していると説明しています。
「スポーツ、音楽、スピーチ、さらには注意の割り当てであるかどうかにかかわらず、私たちの研究は、タイミングが統一されたプロセスではないことを示唆していますが、時間的予測を行うには2つの異なる方法があり、これらは脳のさまざまな部分に依存します」とリードは言います神経科学のポスドク研究員である研究著者のAssafBreska。
「一緒に」と上級研究著者のリチャード・アイブリー教授は述べています。「これらの脳システムは、私たちが現在存在するだけでなく、将来を積極的に予測することも可能にします。」
研究者が発見した1つのシステムでは、過去の経験に基づいて将来の発生を予測できますが、別のシステムでは、リズムパターンの識別に基づいています。
しかし、これら2つのシステムはどのように機能しますか？彼らは、私たちが対応する必要のある状況に応じて、異なる時間に「キックイン」しますか？
この質問に答えることで、研究の著者は、脳がさまざまな神経変性状態でどのように機能するかをよりよく理解するのにも役立つと信じています。
順番に、これは専門家がそのような状態で生きている人々を世話するためのより良い戦略を考え出すことを可能にするでしょう。
「タイミング」を任務とする脳領域
最近の研究では—その調査結果は現在ジャーナルに掲載されています PNAS —科学者たちは、パーキンソン病または小脳変性症のいずれかの人々と協力しました。
これらの状態は両方とも、脳のさまざまな領域に影響を与えるように見えますが、協調とバランスの問題を特徴としています。
パーキンソン病は、大脳皮質の奥深くに埋め込まれた領域である大脳基底核の神経経路に影響を与えますが、小脳の変性では、小脳の神経細胞が徐々に死んでいきます。
研究者たちは、各状態の人々が異なるテストに応答するために一時的な手がかりを使用する方法を比較しました。
研究参加者全員が、コンピューター画面上で点滅する色付きの正方形の2つの異なるシーケンスに応答しました。最初の演習では、色付きの正方形が安定したリズミカルなペースで互いに成功しました。
2番目の演習では、色付きの正方形が、同じ安定したリズムに従わなかった異なるパターンで互いに成功しました。
これらのテスト中に、研究者は、パーキンソン病の参加者は複雑なパターンの運動でより良いパフォーマンスを示す傾向があり、小脳変性の参加者はリズミカルな連続テストによりよく反応することを観察しました。
「小脳変性症の患者は非リズミカルな側頭葉の使用が損なわれているのに対し、パーキンソン病に関連する大脳基底核変性症の患者はリズミカルな手がかりの使用が損なわれていることを示しています」とIvry教授は述べています。
これらの調査結果により、チームはどの脳領域がどの予測タイミングシステムにリンクされているかを特定することができました。著者らは、リズミカルなタイミングは大脳基底核に対応し、インターバルのタイミングは、以前の経験の記憶に基づいて、小脳に対応すると結論付けました。
臨床的意義
重要なことに、研究者たちは、これは以前の理論に異議を唱え、予測的なタイミングはモノリシックシステムの結果であることを示唆していると付け加えています。
「私たちの結果は、将来を予測するために脳が進化した少なくとも2つの異なる方法を示唆しています」とBreskaは説明します。
「リズムベースのシステムは、スピーチや音楽に固有のような世界の定期的なイベントに敏感です。そして、インターバルシステムは、リズミカルな信号がない場合でも時間的規則性に敏感な、より一般的な予測能力を提供します。」
アサフブレスカ
また、著者らは、これら2つのシステムの一方が適切に機能しなくなった場合、脳は実際にもう一方のシステムに予測タイミングを依存できる可能性があることを示唆していると付け加えています。これは、専門家がパーキンソン病または小脳変性症の人々のケアをどのように管理するかについて重要な意味を持つ可能性があります。
「私たちの研究は、これらの神経学的患者が損なわれている予期的な状況だけでなく、彼らが問題を抱えていない状況も特定し、彼らの症状に直面して世界と相互作用しやすくするために環境を変更できることを示唆しています」とブレスカは述べています。
研究者たちは、脳内の2つの「タイミング」システムの1つへの損傷に対処するために人々を支援するいくつかの方法には、脳を訓練するように設計されたアプリやコンピューターゲーム、および脳深部刺激療法が含まれると考えています。
