Η μεταφορική έκφραση «είμαστε στο ίδιο μήκος κύματος» τελικά αποδεικνύεται ότι έχει και κυριολεκτική βάση. Οι νευροεπιστήμονες συνήθως μελετούν έναν εγκέφαλο κάθε φορά, παρατηρώντας πώς πυροδοτούν οι νευρώνες ενός ανθρώπου καθώς διαβάζει ορισμένες λέξεις ή παίζει ένα βιντεοπαιχνίδι. Βεβαίως, οι ίδιοι οι επιστήμονες, ως κοινωνικά όντα, κάνουν το μεγαλύτερο μέρος της δουλειάς τους σε συνεργασία μεταξύ τους, συζητώντας λύσεις σε προβλήματα, βελτιστοποιώντας πειραματικές διαδικασίες κ.ο.κ. Τώρα αρχίζουν να φέρνουν αυτή την πραγματικότητα στο επίκεντρο των ερευνών τους.

Η συλλογική νευροεπιστήμη, όπως την ονομάζουν ορισμένοι απ' αυτούς, είναι ένα ραγδαία αναπτυσσόμενο πεδίο έρευνας. Ενα πρώιμο, ωστόσο σταθερά επαναλαμβανόμενο εύρημα, είναι ότι όταν οι άνθρωποι συνομιλούν ή μοιράζονται μια εμπειρία, τα εγκεφαλικά τους κύματα συγχρονίζονται. Νευρώνες στις αντίστοιχες θέσεις διαφορετικών εγκεφάλων πυροδοτούν την ίδια στιγμή, δημιουργώντας παρόμοια μοτίβα, όπως οι χορευτές που κινούνται συνδυασμένα. Οι περιοχές επεξεργασίας ακουστικών και οπτικών σημάτων αντιδρούν στα σχήματα, στον ήχο και την κίνηση με παρόμοιο τρόπο, ενώ περιοχές ανώτερων εγκεφαλικών λειτουργιών δείχνουν επίσης να συμπεριφέρονται παρόμοια στα πιο απαιτητικά έργα που επιτελούν, όπως η κατανόηση αυτού που ειδώθηκε ή ακούστηκε. Το «είμαστε στο ίδιο μήκος κύματος» είναι ορατό στη δραστηριότητα του εγκεφάλου!

Αυτή η ερευνητική κατεύθυνση αρχίζει να αποκαλύπτει νέα επίπεδα πλούτου και πολυπλοκότητας στον τομέα της κοινωνικότητας. Στις σχολικές τάξεις, όταν οι δάσκαλοι πετυχαίνουν να συγκρατήσουν την προσοχή των μαθητών, παρατηρείται ότι τα μοτίβα εγκεφαλικής επεξεργασίας των μαθητών στοιχίζονται με εκείνα των εκπαιδευτικών. Μεγαλύτερη στοίχιση μπορεί να σημαίνει καλύτερη μάθηση. Τα νευρικά κύματα σε ορισμένες περιοχές του εγκεφάλου ανθρώπων, που παρακολουθούν μια μουσική παράσταση, συμπεριφέρονται όπως εκείνα στον εγκέφαλο των καλλιτεχνών, που πραγματοποιούν την παράσταση. Οσο μεγαλύτερος ο συγχρονισμός, τόσο μεγαλύτερη η ευχαρίστηση. Τα αγαπημένα ζευγάρια παρουσιάζουν υψηλότερους βαθμούς εγκεφαλικού συγχρονισμού συγκριτικά με δύο αγνώστους μεταξύ τους, όπως επίσης και οι στενοί φίλοι, συγκριτικά με απλές γνωριμίες.

Το πώς ακριβώς συμβαίνει ο συγχρονισμός παραμένει μυστήριο. Μια εξήγηση θα μπορούσε να είναι ότι ο συντονισμός μεταξύ εγκεφάλων είναι αποτέλεσμα της κοινής εμπειρίας ή απλώς μια ένδειξη ότι ακούμε ή βλέπουμε το ίδιο πράγμα με κάποιον άλλον. Αλλά οι τελευταίες έρευνες δείχνουν πως αυτός ο συγχρονισμός είναι κάτι περισσότερο, ή τουλάχιστον μπορεί να είναι. Οι ερευνητές ανακαλύπτουν τον συγχρονισμό στους ανθρώπους και άλλα κοινωνικά είδη ζώων και χαρτογραφούν τη χορογραφία του, τον ρυθμό του, τον χρονισμό και τους κυματισμούς του, ώστε να κατανοήσουν καλύτερα τι θετικά προσφέρει. Ανακαλύπτουν πως ο διεγκεφαλικός συγχρονισμός προετοιμάζει τους ανθρώπους για αλληλεπίδραση και αρχίζουν να τον κατανοούν ως σημάδι σχηματισμού σχέσεων. Με δεδομένο ότι οι συγχρονισμένες εμπειρίες είναι συχνά ευχάριστες, οι ερευνητές υποψιάζονται ότι το φαινόμενο είναι ευεργετικό, καθώς βοηθά στην αλληλεπίδραση και ίσως να διευκόλυνε την εξελικτική εκδήλωση κοινωνικότητας. Αυτό το είδος έρευνας του εγκεφάλου ίσως μπορεί να φωτίσει και το γιατί δεν «κάνουμε κλικ» με κάθε άνθρωπο, ενδεχομένως και τις αιτίες που η κοινωνική απομόνωση είναι τόσο επιβλαβής για τη σωματική και ψυχική υγεία.

Για να διερευνήσουν τις νευρικές βάσεις της αλληλεπίδρασης μεταξύ εγκεφάλων, οι νευροεπιστήμονες στρέφονται σε άλλα κοινωνικά είδη, που μπορούν να εξετάσουν νευροβιολογικά σε βαθύτερα επίπεδα συγκριτικά με τους ανθρώπους. Ανάμεσα σε αυτά είναι οι νυχτερίδες, ένα από τα είδη κοινωνικών θηλαστικών. Σε πείραμα που έκαναν το 2019, χρησιμοποίησαν ασύρματη ηλεκτροεγκεφαλογραφία και άλλες τεχνολογίες, ώστε να παρατηρήσουν επί 100 λεπτά κάθε φορά τη συμπεριφορά και τη νευρική δραστηριότητα αφρικανικών νυχτερίδων των φρούτων. Παρατήρησαν ότι οι νυχτερίδες έτειναν να ξεκουράζονται την ίδια ώρα και να είναι δραστήριες την ίδια ώρα, επιδεικνύοντας στη δεύτερη περίπτωση κοινωνικές ή αντικοινωνικές συμπεριφορές, όπως ο καβγάς μεταξύ τους, η φροντίδα του εαυτού τους ή άλλων μελών της ομάδας.

Για να συγκρίνουν την εγκεφαλική τους δραστηριότητα, ανέλυσαν φασματογράμματα των εγκεφαλικών τους κυμάτων. Τα υψίσυχνα κύματα μεταξύ 30 και 150 Hz (κύκλοι ανά δευτερόλεπτο) ήταν πιο ισχυρά στις περιόδους δραστηριότητας, ενώ τα χαμηλότερης συχνότητας 1 έως 29 Hz ήταν πιο έντονα κατά την ανάπαυση. Ηταν τόσο φανερός ο συγχρονισμός στα εγκεφαλικά κύματα των νυχτερίδων, ιδίως στις υψηλές συχνότητες, που οι επιστήμονες αρχικά δεν πίστευαν στα μάτια τους. Οταν επανέλαβαν το πείραμα, αλλά με τις νυχτερίδες σε διαφορετικούς χώρους, άρα σε διαφορετικό κοινωνικό περιβάλλον, ο συγχρονισμός κατέρρευσε. Οταν οι νυχτερίδες ήταν μαζί, η αντιστοιχία των κυμάτων γινόταν όλο και μεγαλύτερη, όσο οι νυχτερίδες αλληλεπιδρούσαν. Και η αύξηση της αντιστοιχίας προηγούνταν της αύξησης της κοινωνικής αλληλεπίδρασης, καθώς κάθε αλληλεπίδραση είναι αποτέλεσμα σειράς αποφάσεων, ένδειξη ότι ο συγχρονισμός μεταξύ εγκεφάλων διευκολύνει την αλληλεπίδραση.

Χρησιμοποιώντας μικροενδοσκοπική απεικόνιση του ασβεστίου, που μετρά τις αλλαγές στον εξαναγκασμένο φθορισμό συγκεκριμένων νευρώνων ποντικιών, άλλοι ερευνητές παρατήρησαν εκατοντάδες νευρώνες ταυτόχρονα. Διεγκεφαλικός συγχρονισμός παρατηρήθηκε και στα ζευγάρια ποντικιών που αλληλεπιδρούσαν κοινωνικά. Εντοπίστηκε μάλιστα συγχρονισμός και στις ομάδες νευρώνων στο πρόσθιο μέρος του εγκεφάλου, που κωδικοποιούν συμπεριφορές του «εαυτού» και των «άλλων». Οπως και οι νυχτερίδες, έτσι και τα ποντίκια χαίρονται την παρουσία άλλων ποντικιών και κοιμούνται αγκαλιασμένα μεταξύ τους, ωστόσο είναι είδος με εσωτερική ιεράρχηση, όπου κάποια άτομα είναι πιο κυρίαρχα από άλλα. Παραδόξως διαπιστώθηκε ότι ο συγχρονισμός ήταν μεγαλύτερος μεταξύ των ποντικιών που απείχαν περισσότερο σε κοινωνικό στάτους, δηλαδή μεταξύ των κυρίαρχων και των υποτελών. Οταν συνειδητοποίησαν αυτό το γεγονός, οι ερευνητές μπορούσαν πια με βάση το επίπεδο του εγκεφαλικού συγχρονισμού μεταξύ δύο ποντικιών στη διάρκεια αλληλεπίδρασης 15 λεπτών, να συνάγουν ποιο βρισκόταν ψηλότερα ιεραρχικά και ποια ήταν η απόστασή του από το άλλο. Ερευνητές στην Κίνα διαπίστωσαν σε μελέτη το 2015 πως μεγαλύτερος νευρικός συντονισμός μεταξύ ηγετών και ακολούθων, παρά μεταξύ ακολούθων και ακολούθων εκδηλώνεται και στους ανθρώπους.

Δεν είναι ξεκάθαρο πόσο ιεραρχική δομή έχουν τα σμήνη νυχτερίδων, αλλά είναι γνωστό πως οι νυχτερίδες έχουν προτιμήσεις ως προς τους συντρόφους τους. Οι ερευνητές παρατήρησαν και στις νυχτερίδες τον συντονισμό ανάμεσα στις ομάδες νευρώνων «εαυτού» και «άλλων», μεταξύ διαφορετικών ατόμων. Μάλιστα, ήταν τόσο ξεκάθαρη η αναγνώριση της κραυγής μιας νυχτερίδας από τις άλλες, που οι επιστήμονες μπορούσαν να ξέρουν ποια έκραξε, παρακολουθώντας τις καταγραφές νευρικής δραστηριότητας των άλλων νυχτερίδων. Ο συντονισμός των εγκεφαλικών κυμάτων ήταν ορατός σε όλα τα ζώα του πειράματος, αλλά ήταν ισχυρότερος όταν οι κραυγές προέρχονταν από «φιλικά» άτομα, δηλαδή από νυχτερίδες που κρέμονται δίπλα δίπλα για να ξεκουραστούν.

Πειράματα με ανθρώπους που ακούν τη φανταστική ιστορία που διηγείται κάποιος άλλος, ή συνεργάζονται εναλλάξ με κάποιον άλλον στην κατασκευή μιας τέτοιας ιστορίας, ενώ βρίσκονται και οι δύο μέσα σε ένα μηχάνημα Λειτουργικής Απεικόνισης Μαγνητικού Συντονισμού (fMRI), που δείχνει τις κάθε στιγμή δραστήριες περιοχές του εγκεφάλου, έδειξαν πως οι περισσότεροι ευχαριστήθηκαν περισσότερο την από κοινού δημιουργία της ιστορίας και ότι οι εγκέφαλοί τους συγχρονίστηκαν στην περίπτωση αυτή. Σε προδημοσίευση άλλης μελέτης, 49 συμμετέχοντες σε πείραμα παρακολούθησαν άγνωστα σε αυτούς βουβά αποσπάσματα ταινιών. Μετά χωρίστηκαν σε ομάδες περίπου τεσσάρων ατόμων και τα συζήτησαν. Από κάθε ομάδα ζητήθηκε να καταλήξει για κάθε απόσπασμα σε τι αναφερόταν. Μετά τις συζητήσεις οι ομάδες ξαναπαρακολούθησαν τα ίδια αποσπάσματα καθώς και επιπλέον αποσπάσματα από τις ίδιες ταινίες. Μετά από νέα συζήτηση που κατέληξε σε συμπέρασμα, τα μοτίβα εγκεφαλικής επεξεργασίας στοιχήθηκαν μεταξύ των συμμετεχόντων, καθώς παρακολουθούσαν τον δεύτερο γύρο των βίντεο. Τα μέλη κάθε ομάδας επέδειξαν την ίδια εγκεφαλική δραστηριότητα την ίδια στιγμή, σε περιοχές του εγκεφάλου που σχετίζονται με την όραση, τη μνήμη και την κατανόηση της γλώσσας. Οι άνθρωποι που ήταν πιο δεκτικοί να ακούσουν και προσπάθησαν περισσότερο να βγει κοινό συμπέρασμα - όχι αυτοί που μιλούσαν περισσότερο κατά τις συζητήσεις - ήταν εκείνοι που οι εγκέφαλοί τους συγχρονίστηκαν πρώτοι με ορισμένων άλλων και οδήγησαν στον συγχρονισμό και ολόκληρη την ομάδα.

Τα ευρήματα αυτά βοηθούν στην κατανόηση με έναν νέο τρόπο του πώς οι εγκέφαλοι των ανθρώπων διευκολύνουν την κοινωνική αλληλεπίδραση, που είναι τόσο κρίσιμη στη ζωή των ανθρώπων. Χωρίς τον συγχρονισμό και τις βαθύτερες μορφές σύνδεσης που βρίσκονται πέρα απ' αυτόν, διατρέχουμε μεγαλύτερο κίνδυνο για πνευματική αστάθεια και κακή σωματική υγεία. Με τον συγχρονισμό και τις άλλες μορφές νευρικής αλληλεπίδρασης, οι άνθρωποι διδάσκουν και μαθαίνουν, σχηματίζουν φιλίες και συναισθηματικές σχέσεις, συνεργάζονται και συνδιαλέγονται. Εξελικτικά έχουμε την τάση να συνδεθούμε ο ένας με τον άλλο και ο συγχρονισμός είναι ένα από τους τρόπους που ο εγκέφαλός μας μας βοηθάει να το κάνουμε.