Ученые Пенсильванского университета попытались прояснить нейронный механизм, помогающий мозгу решить, на чем сосредоточить зрительное внимание — на задаче, приносящей удовлетворение (вознаграждение), или на отвлекающем факторе.
Нейробиологи нашли механизм мозга, управляющий концентрацией внимания
Ученые Пенсильванского университета на животных моделях обнаружили, что основную роль в концентрации внимания играет скоординированная активность, так называемые «бета-всплески», в нейронах латеральной префронтальной коры. Этот участок в передней части мозга отвечает за мотивацию и вознаграждение, и он же играет важную роль в удержании внимания на задаче и подавлении отвлекающих стимулов.
Внимание! Unsplash.com
Концентрация внимания сразу меняет восприятие. В мозге есть много нейронных механизмов, отвечающих за внимание. Нейробиологи, кажется, нашли основной.
Анализируя активность нейронов на животных моделях в условиях подобного конфликта внимания, исследователи обнаружили, что основную роль играет скоординированная активность, так называемые «бета-всплески», в нейронах латеральной префронтальной коры (ЛПФК). Этот участок в передней части мозга отвечает за мотивацию и вознаграждение, и он же играет важную роль в удержании внимания на задаче и подавлении отвлекающего стимула.
«Наше исследование показывает, что, хотя весь мозг обладает способностью концентрировать внимание на задаче, за которую он получит вознаграждение, и умеет отсеивать отвлекающие стимулы, у некоторых регионов коры это получается лучше, чем у других», — говорит старший автор исследования Бижан Пезаран. — «Понимая, как наш мозг обрабатывает стимулы, приносящие вознаграждение, мы надеемся, что сможем также понять, как это происходит при различных когнитивных и психических расстройствах, включая синдром дефицита внимания, шизофрению и обсессивно-компульсивное расстройство».
Внимание!
Схема работы нейронного механизма
Люди и другие крупные млекопитающие способны отключаться от отвлекающих факторов, чтобы сконцентрировать свое внимание на действиях, направленных на достижение целей. Это так называемый «нисходящий» контроль, при котором внимание направляется на выполнение задачи с намерением достичь вознаграждения. У крупных млекопитающих, таких как приматы, также есть схема мозга, которая автоматически перенаправляет внимание на входящие сигналы: изображения, звуки и другие «значимые» сенсорные стимулы, это называется «восходящим контролем». Как мозг подавляет такие отвлекающие факторы, чтобы удерживать внимание на задаче, связанной с достижением цели, до сих пор оставалось неясным.
В новом исследовании ученые попытались более детально разобраться в том, что направляет внимание на одни стимулы, но подавляет другие. Используя модельных животных, ученые регистрировали, как изменяется активность в ЛПФК при выполнении задания и при предъявлении зрительных отвлекающих факторов.
Нейробиологи обнаружили убедительные доказательства того, что один специфический тип нейронов ЛПФК, так называемые «зрительно-двигательные» нейроны, направляет внимание либо на вознаграждаемую задачу, либо на отвлекающий стимул.
Исследователи также заметили, что нейроны зрительно-двигательного аппарата в ЛПФК в периоды концентрации внимания (когда они игнорируют зрительные отвлечения и выполняют задания) обмениваются друг с другом сигналами одинаковой частоты, так называемыми «бета-всплесками».
Если бета-всплеск происходит за мгновение до предъявления зрительных стимулов, испытуемые с гораздо большей вероятностью игнорируют отвлекающий зрительный стимул и продолжают выполнять задание. Напротив, когда бета-всплески были слабыми или отсутствовали до предъявления зрительных стимулов, испытуемые с большей вероятностью переключали свое внимание на яркие, но не приносящие вознаграждения стимулы.
«Это позволяет предположить, что бета-всплески возникают в сети зрительно-двигательных нейронов и действуют как "регулировщики движения" для нейронов, обрабатывающих различные зрительные стимулы», — говорит первый автор исследования Агрита Дубей. - «Это также говорит о том, что концентрация внимания на задаче, за решение которой последует вознаграждение, требует крупных затрат энергии, и, возможно, этот процесс можно улучшить, особенно у людей с дефицитом внимания».