Дельта-ритм с испусканием нейронных электрических разрядов частотой от 1 до 4 Гц в основном связан со сном. Это самые медленные волны, но с самой высокой амплитудой в головном мозге. Колебание нейронов очень медленное, но очень громкое, взаимосвязь всегда противоположна. Процесс сна происходит в продолжительной форме. Мозг постепенно засыпает, поскольку нейроны перестают реагировать на стимулы, исходящие от органов чувств. Это молчание распространяется по головному мозгу до определенного уровня, пока не погружает нас в сон. В процессе мозг может обнаружить области, которые остаются очень активными из-за недавних стимулов и вторжения альфа-ритмов, – они затрудняют распространение тишины и, следовательно, закрепление сна. По мере сна нейроны начинают колебаться в дельта-ритме. Когда более 50 % нейронов разряжаются, мы входим в самые глубокие фазы сна. Крайней степенью глубокой фазы сна является анестезия, где наличие этих волн измеряется как показатель состояния бессознательного состояния. Дельта-волны преобладают у детей, в среднем с момента рождения до возраста пяти лет, и уменьшаются в подростковом возрасте. Процесс взросления также измеряется вариациями дельта-ритма: по мере взросления ребенка дельта-волны уменьшаются. Дельта-волны склонны постепенно исчезать в течение жизни, их практически нет в пожилом возрасте. Однако у людей с травматическим или нейродегенеративным поражением головного мозга наблюдается замедление динамики нейронов, характерное для патологической старости. Наличие медленных волн не связано только со сном или патологией, наблюдается также их участие и в таких процессах, как принятие решений, наблюдение за окружающей средой, стремление к вознаграждению и автономное управление телом. То, на что направлено действие волн, зависит от мозговой задачи. Смысл языка – в его употреблении, говорил философ Кьеркегор.

Тета-ритм со спектральным диапазоном от четырех до восьми электрических разрядов в секунду – это медленный ритм, оказывающий сильное влияние на когнитивные функции. Он присутствует в основном в гиппокампе, структуре мозга, наиболее вовлеченной в память, и известен как тета-ритм гиппокампа. Этот ритм связан с формированием воспоминаний, обновлением информации и обучением и является ключом к пространственно-временной организации событий. Учитывая роль тета-волн в развитии способности к изучению и запоминанию, сегодня большие усилия направлены на разработку искусственных устройств, которые увеличивают присутствие этих волн у людей с повреждением головного мозга или болезнью Альцгеймера. Тета-волны необходимы мозгу для получения информации о положении нашего тела и места в пространстве. Тета-ритм устанавливает тесную связь между памятью и нашим местом в пространстве. Когда мы вспоминаем событие, обычно мы ссылаемся на место, где мы были. «Я была в университетской библиотеке, когда услышала о терактах в Нью-Йорке», – так я обычно говорю каждую годовщину теракта. И воспоминание о том, где мы были, помогает нам вспомнить этот факт. Эту функцию выполняют «нейроны места» гиппокампа, которые генерируют ментальную карту с положением, которое мы занимаем в пространстве, и при необходимости разрабатывают стратегию движения. Первая часть тета-цикла задействована в расчете положения, которое мы занимаем в настоящий момент, а вторая часть – в оценке или планировании того, какой будет наша траектория. Это открытие было удостоено Нобелевской премии в 2014 году. Так что мозг постоянно обрабатывает информацию о нашем местоположении в среде и проектирует будущие позиции. Полученная информация связывается с воспоминаниями о переживаемом нами опыте. Поза нашего тела – невидимая для нас часть воспоминаний. Одним из методов усиления действия тета-волн является медитативная практика, состоящая в осознании того места, которое мы занимаем, и пространства, которое нас окружает. Наше положение, движение, память и восприятие сливаются в тета-волны. Как и дельта-волны, тета-колебания также уменьшаются с возрастом, являясь маркером развития нервной системы.

Бета-ритм представляет собой колебания, возникающие в диапазоне от 12 до 30 Гц. Как и альфа-волны, бета-колебания раньше считались ненужным шумом в головном мозге и не были предметом исследования нейронного языка. Различные эксперименты 1990-х годов изменили курс нейронауки и признали функциональную роль обоих ритмов. Бета-волны – один из ритмов организма, наряду с тета-ритмом, который более вовлечен в двигательную активность тела. Любая задача, требующая движений, должна подразумевать бета-десинхронизацию, то есть нейронный паттерн, синхронизированный в указанном ритме, должен быть нарушен, чтобы выполнить движение. Должна быть нарушена стабильность. Его присутствие в моторной коре связано с мышечными сокращениями, исчезающими до и во время движения.

Гамма-ритм, самый быстрый в головном мозге, охватывает от 30 до 100 электрических разрядов в секунду. Он может достигать 150 Гц. Это ритм, влияющий на внимание. Разница между выполнением задачи, связанной с вниманием, или выполнением того же с меньшими ресурсами внимания, или на автопилоте, заключается в количестве быстрых колебаний, которые мы задаем. Высокие гамма-ритмы, до 50 Гц, участвуют в процессах восприятия и памяти, в то время как очень высокие гамма-ритмы, близкие к 100 Гц, наблюдаются, когда мы обрабатываем информацию высокого уровня, такую как самонаблюдение или метапознание, эмпатия, сострадание. Интересно, что очень высокий гамма-ритм также является эпилептогенным, предшествующим эпилептическим припадкам. Основываясь на этой клинической взаимосвязи, некоторые авторы осмелились утверждать, что мистические переживания можно объяснить эпилептическими событиями. Помимо этого редукционизма, научная литература просит проявлять осторожность при практике медитации у людей, склонных к эпилепсии. Мозг при этом заболевании представляет собой систему, очень склонную к синхронизации, поэтому действия, способствующие возникновению сильных колебаний, нецелесообразны. Гамма-ритм также участвует в восприятии времени. Учитывая скорость его загрузки, он действует как часы с точным и правильным ходом времени. Те переживания, которые мы проживаем с полным вниманием, имеют большее присутствие гамма-волн, которые позволяют нам лучше оценивать время и с большей точностью или в деталях запоминать информацию. Учитывая его связь с тета-волнами гиппокампа, гамма-ритм также важен для памяти. Напротив, когда мы переживаем опыт в состоянии «автопилота» или не осознавая того, что мы пережили, происходит уменьшение гамма-волн, что затрудняет консолидацию памяти – это явление, известное как «автоматическая амнезия». Такие провалы в памяти в основном влияют на автобиографическую память, сильно зависящую от гамма-волн. По мнению профессора Шактера из Гарвардского университета, моменты забвения влияют больше на эпизодическую память, относящуюся к нашим переживаниям, чем на семантическую память. Вам будет легче вспомнить, где вы были, чем то, что вы там чувствовали.