為了理解我們運作的機制，研究人員一直在探究大腦的各個區域，例如幫助實現運動的前運動皮層，以及負責處理我們聽到的聲音的聽覺皮層。但神經科學家現在表示，區域之間的溝通——而不是區域內部的溝通——可能是迄今為止分析未能揭示的關鍵，部分原因是技術障礙。
麻省理工學院皮考爾學習與記憶研究所的神經科學教授厄爾·米勒表示，當今更快的計算機和更先進的電子產品可能會為科學家提供解開大腦奧秘所需的工具。
他說：“多電極記錄技術，提供了一個全新的大腦互動層面，這是使用[當前的]零敲碎打方法無法看到的。” 他補充說，破譯大腦區域之間的對話可能有一天讓科學家能夠“增強某些思維模式並抑制其他思維模式”，為應對注意力障礙、抑鬱症和某些形式的精神病開闢新的途徑。
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最近發表在科學雜誌上的兩項研究支援了這一理論
“我們假設，只有當兩個[神經元]群體的節律協調或同步時，它們才能有效地相互溝通，”荷蘭內梅亨拉德堡大學F. C. Donders認知神經影像中心的神經科學家帕斯卡·弗里斯和蒂洛·沃梅爾斯多夫在接受大眾科學線上的電子郵件採訪時寫道。“如果節律不協調，那麼一個群體在另一個群體沒有準備好接受資訊時傳送資訊，反之亦然。”
研究人員發現，當不同大腦區域神經元之間電活動節律同步時，記憶的形成和任務的完成效率更高。
澳大利亞墨爾本大學的科學家進行的另一項研究也揭示了皮層（大腦最外層，被認為與諸如判斷和決策等更高階的資訊處理有關）和更像“主力”的內側顳葉區域之間的溝通。
弗里斯和沃梅爾斯多夫監測了猴子和貓幾個不同大腦區域（每次一對）的神經細胞活動，同時動物們參與了各種視覺、空間和基於感知的任務。然後，他們將兩個神經元群體同步（它們同步達到峰值和消退）以及它們直接相反（一個達到峰值而另一個消退）的部分分組，以確定每個區域對另一個區域的影響。
作者說：“我們確實發現，當兩個群體的節律彼此同相時，它們相互影響的強度大於當兩個節律異相時。” “因此，神經元同步的相位和精度可能是調節給定解剖連線有效強度的基本機制。”
在澳大利亞的研究中，研究人員讓獼猴辨別在一秒鐘內閃現在它們面前的兩張影像中，一疊條形的空間方向是相同還是不同。當動物工作時，研究人員監測了它們後頂葉皮層（被懷疑與指導空間注意力有關）和內側顳葉區域（大腦中處理運動感知的區域）的電場。研究人員假設這兩個區域很可能相互溝通以實現推理。
研究人員首先觀察到頂葉皮層的活動，然後是頂葉皮層和內側顳葉區域的同步活動。研究作者特里庫爾·維迪亞薩加爾說，延遲說明了來自皮層的“自上而下”的反饋，然後皮層向較低區域發出訊號。“頂葉神經元似乎編碼了世界上顯著或相關的事物，並相應地分配注意力資源，”他說。“內側顳葉神經元是處理視覺訊號的感覺神經元，但由於頂葉皮層的影響，內側顳葉區域的活動是變化的。”
這些研究附帶了一篇由加州大學伯克利分校的認知神經科學家羅伯特·奈特撰寫的社論，他讚揚了這些發現——及其潛在意義。
他寫道：“現在人們普遍認為，定義網路互動是理解正常認知的關鍵。” “還有許多精神疾病，例如抑鬱症、季節性情感障礙、躁狂症，甚至一些精神病病例是發作性的，並且與明確的神經解剖損傷無關。 某些週期性症狀可能是由間歇性網路功能障礙引起的，而間歇性網路功能障礙是由紊亂的振盪動力學引起的嗎？”