Наши привычки рождаются в полосатом теле головного мозга при смене гамма- и бета-ритмов в его нейронах: освоение новой информации происходит на гамма-волнах, а закрепление материала и освобождение нейронов под новую задачу — на бета-волнах.

О существовании электрических волн в мозгу известно всем. За состоянием мозга можно наблюдать по изменениям в его электрической активности: например, в покое активность мозга замедляется, и на ЭЭГ начинает преобладать альфа-ритм с частотой около 8–10 Гц.

Но остаётся неясным, что происходит с электрическими ритмами в процессе высшей нервной деятельности и какова роль таких изменений — например, при обучении и запоминании. Исследователи из Массачусетского технологического института (США) решили изучить этот вопрос подробнее. В их экспериментах крысы должны были найти правильный путь в Т-образном лабиринте: если животное сворачивало в правильную сторону, его ждало угощение. Постепенно крысы ошибались всё реже, правильный путь входил у них в привычку.

В мозгу у животных в это время происходило следующее. Пока крысы только начинали осваивать лабиринт, пишут учёные в журнале PNAS, у них наблюдалась бурная гамма-активность (70–90 Гц) в полосатом теле мозга. Особенно сильными гамма-волны были перед тем, как крыса достигала конца лабиринта. Обычно гамма-ритм сопровождает действия или процессы, требующие большого внимания, и путешествие по лабиринту не стало исключением. При этом разные нейроны были не слишком синхронизированы, хотя гамма-активность проявляло большинство нервных клеток.

Рис. 1. Базальные ганглии головного мозга; отделы ганглиев (скорлупа, хвостатое ядро и т. д.) выделены разным цветом. (Рисунок Sovereign, ISM).

Когда же крыса выучивала правильную дорогу, гамма-ритм угасал, и на его место приходил не столь частый бета-ритм (15–28 Гц). Его короткие вспышки наблюдались сразу по достижении животным конца лабиринта с наградой. При этом бета-активность разных нейронов полосатого тела была гораздо более скоординированной. Попытка измерить активность отдельно взятых нервных клеток обнаружила следующее. Все нейроны делились на две группы. Нейроны, контролирующие сообщение полосатого тела с другими зонами мозга, активизировались на максимуме гамма- и бета-ритмов. Другие, наоборот, возбуждались на спаде этих активностей и подавляли работу «выходных» нейронов.

Учёные уже знали, что базальные ганглии мозга, к которым относится и полосатое тело, отвечают за формирование привычек. Если какое-то действие сулит нам награду, мы выполняем его снова и снова, и в конце концов оно закрепляется настолько сильно, что его выполнение уже не требует награды. Но что именно происходит в этих участках мозга, как изменяется их активность, до сих пор известно не было. Теперь можно сказать, что обучение происходит за счёт борьбы двух групп нейронов в полосатом теле. Когда идёт закрепление материала, нейроны внешнего сообщения посылают в мозг мощные импульсы, усиливая реакцию подкрепления. Когда привычка выработалась, их активность гасят другие нервные клетки. В любой момент активности эти две группы работают друг против друга, и всё зависит от того, какая из них окажется сильнее.

Гасить активность нейронов первой группы необходимо, иначе они продолжат «активничать», когда нужда в этом уже отпадёт, и не смогут воспринять новый материал. Поэтому вторые, подавляющие нейроны как бы освобождают мозг для обучения чему-то новому. В дальнейшем исследователи хотят проверить, можно ли нарушить процесс запоминания и обучения, если помешать чередованию ритмической активности полосатого тела, и более подробно детализировать функции нейронов-участников.