Изучение электрической динамики нейронов показало, что колебательные ритмы ограничены по частоте, и было установлено пять спектральных диапазонов в порядке греческого алфавита: дельта (0,52 Гц), тета (3,56 Гц), альфа (812 Гц), бета (1830 Гц) и гамма (> 45 Гц). Утверждается, что Гц это мера частоты, так что 8 Гц предполагает 8 электрических импульсов в секунду. Это мера скорости и периодичности, с которой нейрон активируется электрически. В колебательном поведении нейронов заключен секрет, столь же прекрасный, сколь и практичный. Отношение между центральными частотами каждого диапазона спектра равно золотому числу фи, (1 + 5)/2 ~~ 1,61803. Столь же важное в математике, как и в эстетике, это число присутствует в природе, начиная от улиток и до расположения лепестков цветов относительно ветвей и стволов деревьев. В основе нейронного языка лежит золотое сечение. Средняя частота диапазона нейронного спектра может быть рассчитана путем умножения частоты предыдущего диапазона на золотое число. С точки зрения оптимизации вычислений можно было бы ожидать, что частоты различных диапазонов будут следовать естественному соотношению, а не иррациональному числу. В 2010 году было опубликовано исследование, предлагающее ответ на этот вопрос. Если бы взаимосвязь между диапазонами была естественной, например, если бы одна частота была вдвое или втрое больше другой, мозг мог бы войти в состояние полной синхронизации и постоянно находиться в деятельности, негибкость которой сделала бы его бесполезным. Это происходит, например, при эпилептическом приступе, когда гиперсинхронизация обширной области мозга препятствует ее функционированию. Это было бы похоже на компанию, где все работники делают одно и то же каждый день. Такая работа не кажется полезной. Однако если отношения между частотами иррациональны, то предпочтение отдается синхронизации, но остается возможность для перестановки. Это позволяет мозгу чередовать состояния синхронизации и состояния разрыва связи. Описаное свойство известно как метастабильность мозга. Знать, как войти, не менее важно, чем знать, как выйти.
Основным ритмом мозга является альфа, состояние, при котором нейроны испускают от восьми до 12 электрических разрядов в секунду. Средняя частота ритма составляет 10 Гц, и, умножая на золотое число, мы получаем усредненные колебания остальных спектральных диапазонов. Он был назван в честь первой буквы греческого алфавита, альфа, не потому, что это первый ритм, а потому, что он самый распространенный в мозге и, следовательно, первый, который нужно идентифицировать. Наличие альфа-волн нарастает от детского возраста к подростковому, после чего они начинают исчезать. Один из способов усилить альфа-волны в мозге и заставить хор нейронов активироваться на таких частотах это, например, закрыть глаза. Именно в этом состоянии наиболее сильно выявляются альфа-волны, особенно в задней части мозга, в затылочной коре. Простое моргание прерывает активацию и уменьшает присутствие этого ритма. По этой причине альфа часто отождествляется с состояниями релаксации. Однако его присутствие тесно связано с когнитивными функциями, например с концентрацией внимания. Давайте остановимся здесь ненадолго. Для человека, читающего эти строки, его главный союзник внимание. Уильям Джеймс сказал, что внимание это овладение разумом и, следовательно, оно позволяет нам выбирать нашу реальность. Учитель медитации сравнил внимание с шахтерской лампой, которая освещает только то, на что направлен луч, оставляя остальное в темноте. Обращать внимание здесь означает пренебрегать всем остальным. Для внимательного прочтения этих строк остальной мир должен быть скрыт от глаз. Мозг читателя изо всех сил пытается поддерживать внимание во время чтения перед лицом постоянной волны мыслей, чувств или эмоций, стремящихся занять центральное место. Эта непрерывная бомбардировка известна как перцептивная интерференция знаменитые отвлекающие факторы. Трудность в контроле внимания заключается именно в споре между тем, на что обращают внимание, и чем пренебрегают, в битве, в которой обычно теряется объект внимания. Читатель поймет, что он не в первый раз соблазняется мыслями во время чтения книги, разговора с другом или работы в офисе. Пабло дОрс сказал, что тьма это свет, который не стремится быть замеченным. Держать в неведении то, что не имеет значения, это работа альфа-волн.
Когда область мозга задействована в решении задачи, связанной с поддержанием внимания, альфа-волны отвечают за торможение тех областей, которые не участвуют в этой задаче, чтобы предотвратить появление помех или отвлечений. Главный враг внимания отвлечение и его чрезмерное блуждающее свойство. Электрическое состояние, в которое входят нейроны при испускании разрядов в альфа-ритме, препятствует тому, чтобы внимание отвлекалось на мысли, эмоции и ощущения преимущественно внутреннего происхождения. Было подсчитано, что 80 % факторов, которые нас отвлекают, возникают дома, а не снаружи. Привычная практика медитации помогает нам в этой борьбе. Когда мы начинаем контролировать внимание благодаря медитации, уже через несколько дней происходит увеличение количества нейронов, колеблющихся на альфа-частоте. Это усилие родственно тому, которое мы делаем, когда, сидя на подушке, сражаемся с собой.
Постоянство, сопровождающее каждую попытку практиковать медитацию, приводит к усилению альфа-ритма, начиная с задней части мозга и заканчивая лобными областями. Мы можем понять работу, связанную с постоянным перенаправлением внимания на объект наблюдения, если осознаем тяжелую физиологическую работу, происходящую внутри нашего мозга. Каждая попытка сосредоточиться на настоящем моменте и наблюдать за дыханием, например, предполагает сотрудничество миллионов нейронов, которые синхронно колеблются в альфа-ритме, создавая барьер для сдерживания информации, которая непроизвольно создается в мозге и которую мы оцениваем в этот момент как неактуальную все это происходит без нашего ведома. Мозг новичка в медитации захлестывает множество отвлекающих факторов, которые до сих пор были неподконтрольны. По мере того как человек набирается опыта и постепенно учится контролировать свое внимание, механизмы нейронного обучения в альфа-колебаниях усиливаются, создавая два более эффективных паттерна сдерживания восприятия отвлекающих факторов. Процесс обучения медитации включает в себя значительное увеличение альфа-волн мозга. Когда медитирующий уже достиг опытного уровня, альфа-волны отступают. Больше нет помех для остановки. Для этого ему пришлось наработать более 10 тыс. часов медитации. Остальные из нас довольствуются барьером альфа-колебаний, который защищает наше внимание от постоянных отвлекающих факторов.
В Бирмингемском университете расположена одна из самых престижных кафедр по изучению альфа-волн и их роли во внимании. Учёные кафедры успешно интерпретируют церебральный альфа-ритм как сигнал СТОП, именно благодаря тому, что мы только что видели: из-за его роли в сдерживании отвлекающих факторов и способствованию локализации внимания. Для мозга так же важно стимулирование, как и замедление, то есть активация, а не торможение. Пытаясь предотвратить ошибку, мозг увеличивает количество альфа-волн до 25 % непосредственно перед ошибочным действием. Этот защитный механизм ослабевает, когда мы делаем что-то автоматически, как обычно говорят, «на автомате». Важность альфа-волн для мозга очевидна, однако не следует путать оптимум с максимумом. Существует явление, называемое «альфа-вторжение», когда нейроны колеблются на этой частоте вместо той, которая требуется в моменте. Это особенно актуально перед сном. Мы знаем, что сон требует медленных мозговых колебаний, дельта или тета, когда нейроны замедляют свою активность, чтобы отключиться от внешнего мира. Если непосредственно перед сном мы очень активно занимаемся умственной деятельностью, мы увеличиваем присутствие быстрых волн. Например, медитация усиливает альфа-ритм более чем на час после завершения практики.