Mozek synchronizuje oblasti, aby věnoval pozornost
Nový výzkum zjistil, že se zdá, že mozek synchronizuje aktivitu různých regionů, což člověku umožňuje věnovat pozornost nebo se soustředit na úkol.
Podle vědců z Washington University School of Medicine v St. Louis je proces podobný ladění několika vysílaček na stejnou frekvenci, aby se vytvořily jasné komunikační kanály.
"Myslíme si, že mozek nejen upozorňuje regiony, které usnadňují pozornost, ale také zajišťuje, aby tyto regiony měly otevřené linky pro vzájemné volání," řekla první autorka Amy Daitch, výzkumná pracovnice postgraduálního studenta.
Vědci poznamenali, že lidé, kteří trpí poraněními mozku nebo mozkovými příhodami, mají často problémy věnovat pozornost a soustředit se.
„Za deficity pozornosti při poranění mozku se považuje ztráta zdrojů potřebných k soustředění se na určitý úkol,“ uvedl hlavní autor studie Maurizio Corbetta, MD, profesor neurologie Normana J. Stuppa.
"Tato studie však ukazuje, že časové vyrovnání odpovědí v různých oblastech mozku je také velmi důležitým mechanismem, který přispívá k pozornosti a může být narušen poškozením mozku."
K analýze mozkových změn souvisejících s pozorností vědci použili mřížky elektrod dočasně implantovaných do mozků pacientů s epilepsií. Spoluautor Eric Leuthardt, MD, docent neurochirurgie a bioinženýrství, používá mřížky k mapování pro chirurgické odstranění mozkové tkáně, které přispívá k nekontrolovatelným záchvatům.
Mřížky také umožňují Leuthardtově laboratoři studovat aktivitu lidského mozku na úrovni detailů, která není k dispozici žádnou jinou metodou, uvedli vědci.
Za normálních okolností vyšetřují pozornost pomocí magnetické rezonance (MRI), která dokáže detekovat změny v mozkové aktivitě, ke kterým dochází každé dvě až tři sekundy. Ale s mřížkami na místě mohou vědci studovat změny, ke kterým dochází v milisekundách.
Před implantováním mřížek vědci skenovali mozky sedmi pacientů s epilepsií pomocí MRI k mapování oblastí, o nichž je známo, že přispívají k pozornosti. Když byly mřížky na místě, poté monitorovaly mozkové buňky, zatímco pacienti sledovali vizuální cíle, a zaměřili svou pozornost na různá místa na obrazovce počítače, aniž by pohnuli očima. Když pacienti viděli cíle, stiskli tlačítko, aby vědci věděli, že je viděli.
"Analyzovali jsme mozkové oscilace, které odrážejí kolísání excitability místní oblasti mozku - jinými slovy, jak obtížné nebo snadné je pro neuron reagovat na vstup," řekl Daitch. "Pokud jsou oblasti mozku, které se podílejí na detekci podnětu, maximální excitabilitu, je mnohem pravděpodobnější, že si podnět všimnete."
Vědci vysvětlili, že vzrušivost pravidelně stoupá a klesá v buňkách, které tvoří danou oblast mozku. Ale tyto oscilace obvykle nejsou vyrovnány mezi různými oblastmi mozku.
Výsledky studie ukázaly, že když pacienti zaměřili svou pozornost, oblasti mozku, které jsou nejdůležitější pro pozornost vizuálních podnětů, upravily své cykly excitability, což způsobilo, že začaly současně dosahovat vrcholů svých cyklů. V regionech, které nejsou zapojeny do pozornosti, se cykly excitability podle výzkumníků nezměnily.
"Pokud cykly dvou oblastí mozku nejsou v souladu, šance, že se signál z jedné oblasti dostane do jiné oblasti, se sníží," uvedla Corbetta.
Daitch, Corbetta a Leuthardt nyní zkoumají, zda znalost nejen umístění, ale také tempa úkolu umožňuje účastníkům rychleji přivést vzrušivost jejich oblastí mozku.
Studie byla zveřejněna v Sborník Národní akademie věd.
Zdroj: Lékařská fakulta Washingtonské univerzity
