私たちの脳は膨大な数のニューロン(神経細胞)が結びついた「究極のネットワーク」です。
そして、このネットワークには「ただ点と点が結ばれているだけではない、ダイナミックな活動パターン」が生まれます。
その1つが、進行波(traveling waves)と呼ばれる現象です。
たとえば脳の視覚領域は、私たちが目から取り込んだ映像を分析する“最前線”として知られています。
そこでは、色や明るさといった基本的な要素だけでなく、境界線や動き、さらには奥行きまでもが解析されます。
その処理はニューロン1つひとつの発火にとどまらず、皮質表面を移動する“波”のような広がりを伴うことがあるのです。
ふつう「波」というと、水面に同じ場所でゆらゆら打ち寄せるイメージかもしれませんが、この進行波は“場所そのもの”が移動していきます。
言い換えれば、脳内のある地点で起きた興奮が隣接領域へどんどん波及し、「脳回路をサーフィンする波」のように伝わっていくのです。
(※通常の波は同じ場所で揺れ続けますが、進行波は波が存在する場所が脳回路を伝って移動していきます)
このような移動する波「進行波」はかつては「大規模な神経活動の副産物では?」と考えられていた時期もありました。
しかし近年の研究で、進行波は情報のやり取りやニューロン同士の同期に重要な役割を果たしている可能性が高いと分かってきました。
また意識レベルとの関係も示されており、覚醒時には、進行波が広範囲で発生し、情報伝達が効率的に行われているものの、睡眠時や麻酔状態では、進行波が局所的になり、情報が遮断されることが示されています。
神経科学者たちは、脳が必要なタイミングで必要な場所へ情報を届けるために、この進行波を活用しているのではないかと考えています。
進行波が発生することで、興奮のリズムが「ターゲット領域」まで効率よく伝わり、必要な回路を同期させるのではないか、という仮説です。