Мозокот учи преку промените на силата на неговите синапси (врските меѓу невроните) кои се формираат со стимулирање.

Сега, со едно откритие кое стои како закана на конвенционалното мудрување за мозочните механизми на учење, невропсихолозите открија дека постои оптимален мозочен "ритам", односно фреквенција за менување на силата на синапсите. Исто така, како станици на радио, секоја синапса се приклучува на различна оптимална фреквенција за учење.

„Многу луѓе имаат проблеми со учењето и меморијата, а и настрана од тоа, не е секој Ајнштајн и Моцарт," – вели Мајнак Р. Мехта, автор на истражувањето и професор по неврологија, невробиологија, физика и астрономија. „Нашата работа покажува дека некои проблеми со учењето и меморијата се предизвикани од синапсите кои не се приклучиле на вистинската фреквенција."

Пластичноста на синапсите, односно промената на силата на синапсите како реакција на стимулот се предизвикува преку серија на нервни сигнали кои се појавуваат со променлива фреквенција и времетраење. Претходните експерименти покажаа дека стимулативните неврони со висока фреквенција ги зајакнуваа врзувачките синапси, додека пак нискофреквентната стимулација ја намалуваше јачината.

Досега, истражувачите не можеа да направат експерименти каде ќе можат да се стимулираат повеќе нивоа кои ќе се активираат по природен пат. Но, Мехта и коавторот Арвинд Кумар, ги направија овие мерења за прв пат со помош на софистициран математички модел кои тие го смислија.

Спротивно на дотогашните теории, Мехта и Кумар открија дека кога станува збор за стимулирање на синапсите по природен пат, стимулацијата на невроните со највисока фреквенција не е најдобар начин за зголемување на силата на синапсите.

На пример, кога една синапса се стимулира со 10 удари по фреквенција, односно 30 удари во секунда, тоа продуцираше многу поголема сила отколку стимулирањето на синапсата со 100 удари во секунда.

„Очекувањето кое е базирано на претходни истражувања беше дека ако ја зголемиме фреквенцијата на синапсата, ќе се зголеми и синаптичкиот ефект и со тоа способноста за учење ќе е подобра отколку во состојба кога фреквенцијате е пониска," – вели Мехта. „Се изненадивме кога откривме дека над оптималната фреквенција, со секое зголемување на фреквенцијата, силата всушност опаѓа."

Потоа, истражувачите почнаа да ја разгледуваат локацијата на синапсите во невронот. Невроните имаат форма на дрво, а јадрото е основата на дрвото а дендритите се гранките, и на крај, синапсите се лисјата на дрвото.

Кога Мехта и Кумар направија споредба на синаптичкото учење во зависност каде биле лоцирани синапсите на гранките од дендрити, открија нешто навистина значајно: Оптималната фреквенција за продуцирање синаптичко учење се менува во зависност од локацијата на синапсата. Колку подалеку била синапсата од невронското тело, повисока била оптималната фреквенција.

„Звучи неверојатно, но кога станува збор за учењето, невронот се однесува како џиновска антена, со различни гранки на дендрити кои се приклучуваат на различни фреквенции за максимално учење," – вели Мехта.

Истражувачите открија дека секоја синапса има сопствена фреквенција со која постигнува оптимално учење, но секоја фреквенција има потреба од ритам од еднакви интервали. Дури и на оптимална фреквенција, ако се наруши ритамот, се намалува учењето.

Ова истражување покажа дека кога синапсата почнува со учење, нејзината оптимална фреквенција се менува. Со други зборови, ако оптималната фреквенција на една "наивна" фреквенција (фреквенција која не примила никаква информација) е околу 30 удари во секунда, после учењето, синапсата ќе прима информации со пониска фреквенција од околу 24 удари во секунда. Со тоа, самиот процес на учење ја менува фреквенцијата на синапсата.

Овој процес на учење има значајно влијание во лекувањето на нарушувања поврзани со губењето меморија како што е на пример пост-трауматичното нарушување предизвикано од стрес.

Иако е потребно дополнително истражување, податоците ја зголемуваат можноста за употреба на лекови кои ќе прават "нови приклучувања" во мозочниот ритам на луѓето кои имаат проблеми со учењето и меморијата, а со тоа можеби многумина од нас ќе можат да станат новите Ајнштајн и Моцарт.

„Знаеме дека постојат лекови и електрични стимуланси кои го менуваат мозочниот ритам," – вели Мехта. „Нашите податоци предлагаат дека можеме да ги користиме овие алатки за да го достигнеме оптималниот мозочен ритам за да го подобриме процесот на примање информации."