MITのピカウァー研究所の研究者らは、回転する神経活動の波が注意散漫後に脳が焦点を回復するのを助けることを報告。動物実験では、これらの回転の程度がパフォーマンスを追跡：完全な回転は正しい反応と一致し、不完全なサイクルはエラーと関連。注意散漫と反応の間のタイミングも重要で、時間依存の回復サイクルを示唆。
心が容易に軌道を外れるように、再焦点化も可能です。MITのピカウァー学習・記憶研究所の研究者らは、それがどのように機能するかを説明：在動物実験で、皮質全体に広がる回転波として現れる同期した神経活動を観察し、思考を目の前のタスクに戻す。
「回転波は、皮質を正しい計算経路に戻す羊飼いの役割を果たす」と、主任著者のアール・K・ミラー（ピカウァー教授、ピカウァー研究所およびMIT脳・認知科学部）は述べた。
ピカウァー研究所のポスドク研究員タマル・バタビアルがこの研究を主導し、2025年11月3日にJournal of Cognitive Neuroscienceに掲載された。
実験中、動物は視覚ワーキングメモリタスクを実行し、時折注意散漫で中断された。パフォーマンスは通常低下—エラーや反応時間の遅れを生じ—一方で、科学者らは高次認知の中心領域である前頭前野の数百のニューロンからの電気活動を記録した。
ニューロン集団が時間とともにどのように協調するかを調べるため、チームはサブスペースコーディングと呼ぶ数学的手法を適用した。注意散漫後、活動はこのサブスペースで回転軌道を描いた—ミラーはこれを「空で囁くスズメの群れ」に例え、円陣に戻る様子とした。回転の度合いは行動を予測：注意散漫を克服した場合、神経活動は完全な円を形成；克服できなかった場合、平均30度ほど不十分で進行が遅かった。注意散漫と必要反応の間の時間が長くなると回復が向上し、回転が完了した。
注目すべきは、これらの回転はテストされた種類に関わらず注意散漫後でのみ現れ、タスク中に自発的には生じなかったこと。
数学的回転は物理的な進行波を反映
サブスペースコーディングは抽象的な表現だが、直接測定ではサブスペースで観察された回転と同じ速度で皮質を横断する実在の進行波を示した。「この数学的サブスペースでの回転が皮質表面の回転に直接対応する理由はない」とミラーは言う。「しかし、そうだ。それが脳がこれらの進行波を実際の計算、アナログ計算に使用していることを示唆する。アナログ計算はデジタルよりはるかにエネルギー効率が高く、生物学はエネルギー効率の高い解決を好む。これは神経計算を考える異なる、より自然な方法だ。」
共著者はスコット・ブリンカット、ジェイコブ・ドノヒュー、ミカエル・ルンドクヴィスト、メレディス・マーンケ。研究は海軍研究局、サイモンズ社会脳センター、フリーダム・トゥギャザー財団、ピカウァー学習・記憶研究所の支援を受けた。
