筑波大學、北海道大學、九州大學、東北大學和理化學研究所的一個研究小組發現,當人類操縱大腦中的圖像時,不同頻率的腦電波節律、θ波和α波之間的相位差(注),是信息。通過腦電圖數據分析和數值模擬發現進行分配。
人類可以在各種情況下靈活地從多種信息中選擇必要的信息並進行思考。這稱為工作記憶,了解這種大腦機制對於實現類腦計算機非常重要。在這項研究中,作為基礎研究的一部分,我們研究了涉及視覺和聽覺工作記憶的大腦機制。此前有報導稱,工作記憶期間活躍的大腦區域存在與各種頻率的腦電節律同步的網絡,但這些腦電節律之間的機制尚不清楚。
這次,我們測量了執行視覺工作記憶任務(使用電腦顯示器上的數字進行圖像處理)和聽覺工作記憶任務(使用耳機進行心算)時的腦電波,並比較了這兩個任務期間的腦電圖分析結果。
結果發現,額葉 θ 波和 α 波的相位在兩項任務中是同步的。有趣的是,我們發現視覺和聽覺工作記憶任務中的 θ 波和 α 波之間存在相位差。此外,通過構建數學模型並進行數值模擬,發現兩個工作記憶任務之間的相位差在工作記憶任務中起著重要作用。
結果表明,大腦中的信息處理不僅是迄今為止已知的通過大腦區域和腦電圖節律的組合來實現的,而且腦電圖節律的相位差也可以攜帶信息。成為第一個證明擴大限制的可能性的人。
(注) 相位是表示波在一個週期內振蕩的時間的量。 兩個或多個波可能同相,也可能不同相。這種偏移稱為相位差。