Человеческий мозг подготавливает квалифицированные движения, такие как игра на фортепиано, соревнования по легкой атлетике или танцы, "застегивая и расстегивая" информацию о времени и порядке движений до начала выполнения действия, показало новое исследование.

Эксперты обнаружили, что порядок и время движений в сложных последовательностях разделяются мозгом, а затем застегиваются и переносятся в конкретные команды движения, или "мышечную память", когда человек начинает действие.

Они обнаружили, что высокоуровневые последовательности движений (такие как порядок и время) могут храниться в нескольких двигательных областях мозга, часто в течение нескольких дней тренировок и запоминания последовательностей действий, прежде чем активируются после определенного спускового крючка, такого как музыкальная подсказка или стартовый пистолет.

Опубликовав сегодня свои результаты в журнале Journal of Neuroscience, исследователи из Бирмингемского университета и Университета Бангора считают, что это открытие может помочь улучшить двигательную реабилитацию жертв инсульта.

Главный исследователь доктор Катя Корнышева из Центра здоровья мозга человека при Бирмингемском университете прокомментировала: "От рукописного письма до игры на музыкальном инструменте, выполнение последовательностей движений по памяти является отличительной чертой квалифицированного поведения человека.

"Удивительно то, что мозг разделяет эти навыки на составные части, а не кодирует их как интегрированную мышечную память, даже после длительных тренировок. При выполнении таких задач в мозге происходит сдвиг информационных состояний.

"Информация извлекается из памяти в распакованном виде, когда мы готовим ее к выполнению, а затем собирается в единое целое для начала выполнения задачи. Возможно, этот механизм распаковки помогает нам оставаться гибкими для внесения корректировок даже в последние сотни миллисекунд перед началом движения, например, если нам нужно изменить скорость или время предстоящего действия".

В серии из почти 1 000 испытаний праворукие участники, исключая профессиональных музыкантов, изучали и запоминали четыре клавиатурные последовательности, которые они готовили и впоследствии воспроизводили после визуальной подсказки. После обучения участники воспроизводили клавиатурные последовательности в МРТ-сканере, который измерял активность мозга во время выполнения задания. В некоторых испытаниях подсказка "иди" не появлялась, что позволило исследователям отделить подготовку от самого движения.

Первый автор исследования Рис Юбри из Университета Бангора прокомментировал: "Мы также обнаружили несколько областей мозга, которые контролируют время во время производства движений, но ни одна из них, похоже, не контролирует порядок без его интеграции с временем.

"В поведении наших участников наблюдался эффект соответствия - они быстрее осваивали последовательность с новым порядком нажатия пальцев, когда были знакомы с хронометражем, и в то же время с трудом осваивали последовательность, когда им приходилось сопоставлять ранее выученный порядок с новым хронометражем. Возможно, контроль времени, остающийся активным во время производства, позволяет сохранять гибкость даже после начала движения".

Исследователи считают, что мозг разделяет порядок последовательности и хронометраж как элементы "что", представляющие контроль более высокого уровня, которые объединяются для определения того, "как именно" должна быть выполнена задача.

Эти новые результаты помогают нам лучше понять, как хранятся и контролируются в мозге квалифицированные действия для таких повседневных навыков, как печатание, завязывание шнурков и игра на музыкальном инструменте, и что делает их гибкими и устойчивыми к изменениям в окружающей среде или при неврологических расстройствах.