Как мозг предсказывает ближайшее будущее

Представьте себе боксера, уклоняющегося от удара, музыканта, точно выбирающего момент для сыгранной ноты, или водителя, ожидающего зеленого сигнала светофора. Мозг можно рассматривать как удивительный инструмент, который постоянно предсказывает будущее. Но как он это делает?

Команда нейробиологов из Института эмпирической эстетики Макса Планка, Института неврологии Эрнста Штрюнгмана во Франкфурте-на-Майне, и Университета Гете во Франкфурте, впервые продемонстрировала, как определенные ритмы мозга предсказывают время будущих событий. Результаты исследования недавно опубликованы в журнале Nature Communications.

Исследование выявило ключевую переменную, определяющую нашу способность предвидеть предстоящие события: вероятность с течением времени. Эта вероятность представлена в виде мозговых волн, которые совершают определенное количество колебаний в секунду. Эти колебания происходят в частотном альфа-диапазоне от 7 до 12 Герц и бета-диапазоне от 15 до 30 Герц.

“Результаты показывают, что мозговые волны в этих частотных диапазонах предсказывают момент времени, в который произойдут будущие события. Чем более предсказуемо событие, тем сильнее нейронные колебания. Это позволяет мозгу реагировать быстрее и эффективнее”, – объясняет автор исследования Маттиас Грабенхорст из Института неврологии Эрнста Штрюнгмана, ранее работавший в Институте эмпирической эстетики Макса Планка.

Высокая мощность бета-диапазона в левой сенсомоторной области предсказывает время реакции на ожидаемые события. Изображение: Nature Communications (2025).

Используя магнитоэнцефалографию (МЭГ), исследовательская группа смогла определить три ключевые области мозга, которые отслеживают, что что-то может произойти. Во-первых, важную роль играет задняя теменная кора, которая является центром определения времени и подготовки к движению. Кроме того, активна задняя часть средней височной извилины, которая имеет решающее значение для обработки событий во времени. Кроме того, играет важную роль сенсомоторная кора головного мозга, поскольку она непосредственно участвует в движениях, связанных с прогнозируемыми событиями.

Полученные результаты могут иметь важное значение для нашего понимания процесса принятия решений и внимания, а также спортивных результатов и неврологических расстройств:

“Это исследование открывает новые возможности для изучения фундаментальной роли мозговых ритмов в том, как мы ориентируемся во времени и в будущем. Например, однажды эти ритмы могут быть использованы для тренировки способности мозга мыслить наперед. Или нарушения в этих сигналах могут объяснить, почему определенные заболевания, такие как СДВГ или болезнь Паркинсона, влияют на скорость реакции и чувство времени”, – заключает старший автор Георгиос Михалареас из Университета Гете, который участвовал в исследовании в качестве научного сотрудника Института эмпирической эстетики Макса Планка.

Это исследование является частью более масштабного исследовательского проекта “Предвосхищение событий во времени”, в рамках которого уже были опубликованы два исследования.