为了理解我们运作的机制，研究人员一直在探究大脑的各个区域，例如帮助实现运动的前运动皮层，以及负责处理我们听到的声音的听觉皮层。但神经科学家现在表示，区域之间的沟通——而不是区域内部的沟通——可能是迄今为止分析未能揭示的关键，部分原因是技术障碍。
麻省理工学院皮考尔学习与记忆研究所的神经科学教授厄尔·米勒表示，当今更快的计算机和更先进的电子产品可能会为科学家提供解开大脑奥秘所需的工具。
他说：“多电极记录技术，提供了一个全新的大脑互动层面，这是使用[当前的]零敲碎打方法无法看到的。” 他补充说，破译大脑区域之间的对话可能有一天让科学家能够“增强某些思维模式并抑制其他思维模式”，为应对注意力障碍、抑郁症和某些形式的精神病开辟新的途径。
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最近发表在科学杂志上的两项研究支持了这一理论
“我们假设，只有当两个[神经元]群体的节律协调或同步时，它们才能有效地相互沟通，”荷兰内梅亨拉德堡大学F. C. Donders认知神经影像中心的神经科学家帕斯卡·弗里斯和蒂洛·沃梅尔斯多夫在接受大众科学在线的电子邮件采访时写道。“如果节律不协调，那么一个群体在另一个群体没有准备好接受信息时发送信息，反之亦然。”
研究人员发现，当不同大脑区域神经元之间电活动节律同步时，记忆的形成和任务的完成效率更高。
澳大利亚墨尔本大学的科学家进行的另一项研究也揭示了皮层（大脑最外层，被认为与诸如判断和决策等更高阶的信息处理有关）和更像“主力”的内侧颞叶区域之间的沟通。
弗里斯和沃梅尔斯多夫监测了猴子和猫几个不同大脑区域（每次一对）的神经细胞活动，同时动物们参与了各种视觉、空间和基于感知的任务。然后，他们将两个神经元群体同步（它们同步达到峰值和消退）以及它们直接相反（一个达到峰值而另一个消退）的部分分组，以确定每个区域对另一个区域的影响。
作者说：“我们确实发现，当两个群体的节律彼此同相时，它们相互影响的强度大于当两个节律异相时。” “因此，神经元同步的相位和精度可能是调节给定解剖连接有效强度的基本机制。”
在澳大利亚的研究中，研究人员让猕猴辨别在一秒钟内闪现在它们面前的两张图像中，一叠条形的空间方向是相同还是不同。当动物工作时，研究人员监测了它们后顶叶皮层（被怀疑与指导空间注意力有关）和内侧颞叶区域（大脑中处理运动感知的区域）的电场。研究人员假设这两个区域很可能相互沟通以实现推理。
研究人员首先观察到顶叶皮层的活动，然后是顶叶皮层和内侧颞叶区域的同步活动。研究作者特里库尔·维迪亚萨加尔说，延迟说明了来自皮层的“自上而下”的反馈，然后皮层向较低区域发出信号。“顶叶神经元似乎编码了世界上显著或相关的事物，并相应地分配注意力资源，”他说。“内侧颞叶神经元是处理视觉信号的感觉神经元，但由于顶叶皮层的影响，内侧颞叶区域的活动是变化的。”
这些研究附带了一篇由加州大学伯克利分校的认知神经科学家罗伯特·奈特撰写的社论，他赞扬了这些发现——及其潜在意义。
他写道：“现在人们普遍认为，定义网络互动是理解正常认知的关键。” “还有许多精神疾病，例如抑郁症、季节性情感障碍、躁狂症，甚至一些精神病病例是发作性的，并且与明确的神经解剖损伤无关。 某些周期性症状可能是由间歇性网络功能障碍引起的，而间歇性网络功能障碍是由紊乱的振荡动力学引起的吗？”