Мозок синхронізує області, на які слід звернути увагу

Нові дослідження виявили, що мозок, схоже, синхронізує діяльність різних регіонів, що дає можливість людині звертати увагу або концентруватися на якомусь завданні.

За словами вчених з Медичної школи Вашингтонського університету в Сент-Луїсі, процес подібний до налаштування декількох рацій на однакову частоту для встановлення чітких каналів зв'язку.

"Ми вважаємо, що мозок не тільки привертає увагу регіонів, які сприяють приверненню уваги, але й гарантує, що ці регіони мають відкриті лінії для дзвінків один одному", - сказала перший автор Емі Дейтч, аспірант-дослідник.

Дослідники відзначають, що люди, які страждають від травм мозку або інсультів, часто мають проблеми з увагою та концентрацією уваги.

"Дефіцит уваги при пошкодженні головного мозку вважається втратою ресурсів, необхідних для зосередження на якомусь завданні", - сказав старший автор Мауріціо Корбетта, доктор медичних наук, професор неврології Норман Дж. Ступп.

"Однак це дослідження показує, що тимчасове вирівнювання реакцій у різних областях мозку також є дуже важливим механізмом, який сприяє підвищенню уваги і може бути порушений внаслідок травми мозку".

Для аналізу змін мозку, пов'язаних з увагою, вчені використовували сітки електродів, тимчасово імплантованих в мозок пацієнтів з епілепсією. Співстарший автор, доктор медичних наук Ерік Лойтардт, доцент кафедри нейрохірургії та біоінженерії, використовує сітки для складання карти для хірургічного видалення мозкової тканини, що сприяє неконтрольованим судом.

Сітки також дозволяють лабораторії Лойтхардта вивчати мозкову діяльність людини на рівні деталей, недоступних будь-яким іншим методом, відзначили дослідники.

Зазвичай вони досліджують увагу за допомогою магнітно-резонансної томографії (МРТ), яка може виявляти зміни в мозковій діяльності, що відбуваються кожні дві-три секунди. Але, маючи сітки, вчені можуть вивчати зміни, що відбуваються за мілісекунди.

Перед тим, як сітки були імплантовані, дослідники просканували мозок семи пацієнтів з епілепсією, використовуючи МРТ для картографування регіонів, які, як відомо, сприяють підвищенню уваги. Потім, маючи сітки, вони контролювали клітини мозку, коли пацієнти спостерігали за зоровими цілями, спрямовуючи свою увагу на різні місця на екрані комп’ютера, не рухаючи очима. Коли пацієнти побачили цілі, вони натиснули кнопку, щоб повідомити вченим, що вони їх бачили.

"Ми проаналізували коливання мозку, які відображають коливання збудливості локальної області мозку - іншими словами, наскільки важко або легко нейрону реагувати на вхід", - сказав Дайч. "Якщо ділянки мозку, які беруть участь у виявленні стимулу, знаходяться на максимальній збудливості, ви набагато частіше помітите стимул".

Збудливість регулярно підвищується і падає в клітинах, що складають певну область мозку, пояснили дослідники. Але ці коливання зазвичай не співпадають між різними регіонами мозку.

Результати дослідження показали, що в той час як пацієнти спрямовували свою увагу, області головного мозку, найбільш важливі для звернення уваги на зорові подразники, коригували їх цикли збудливості, змушуючи їх починати вражати піки своїх циклів одночасно. За словами дослідників, в регіонах, не залучених до уваги, цикли збудливості не змінювались.

"Якщо цикли двох областей мозку виходять з ладу, шанси на те, що сигнал з одного регіону потрапить в інший регіон, зменшуються", - сказала Корбетта.

Дайч, Корбетта та Лойтхардт зараз досліджують, чи знання не просто місця, а й темпу виконання завдання дозволяє учасникам швидше привести в відповідність збудливість областей мозку.

Дослідження було опубліковано в Праці Національної академії наук.

Джерело: Медична школа Вашингтонського університету