Prolomení fungování mozku ve složitých úkolech pozornosti
Nová studie nyní odhaluje, jak mozek dosahuje tohoto typu soustředěné pozornosti: Část prefrontální kůry známá jako dolní frontální křižovatka (IFJ) ovládá oblasti vizuálního zpracování, které jsou vyladěny tak, aby rozpoznávaly konkrétní kategorii objektů.
Vědci toho o tomto typu pozornosti, známém jako objektová pozornost, vědí mnohem méně než o prostorové pozornosti, která zahrnuje soustředění se na to, co se děje na konkrétním místě.
Nová studie však naznačuje, že tyto dva typy pozornosti mají podobné mechanismy zahrnující související oblasti mozku, tvrdí Robert Desimone, Ph.D., profesor neurovědy na Massachusetts Institute of Technology (MIT) a ředitel McGovern Institute pro MIT pro Výzkum mozku.
"Interakce jsou překvapivě podobné těm, které jsou vidět v prostorové pozornosti," řekl Desimone. "Vypadá to, že se jedná o paralelní proces zahrnující různé oblasti."
V obou případech se zdá, že prefrontální kůra - řídící centrum pro většinu kognitivních funkcí - přebírá pozornost mozku a řídí příslušné části zrakové kůry, která přijímá smyslový vstup, vysvětlil.
V nové studii vědci zjistili, že IFJ se koordinuje s oblastí mozku, která zpracovává tváře, známou jako oblast fusiformního obličeje (FFA), a oblastí, která interpretuje informace o místech, známá jako oblast parahipokampálního místa (PPA). FFA a PPA byly poprvé identifikovány v lidské kůře Nancy Kanwisher, profesorkou kognitivní neurovědy na MIT.
Pro nejnovější studii vědci použili magnetoencefalografii (MEG) ke skenování lidských mozků, když si účastníci prohlíželi sérii překrývajících se obrazů tváří a domů. Na rozdíl od funkčního zobrazování pomocí magnetické rezonance (fMRI), které se běžně používá k měření mozkové aktivity, může MEG odhalit přesné načasování nervové aktivity až na milisekundu, uvedli vědci.
Vědci představili překrývající se proudy ve dvou různých rytmech - dva obrazy za sekundu a 1,5 obrazu za sekundu - což jim umožnilo identifikovat oblasti mozku reagující na tyto podněty.
"Chtěli jsme každý stimul označit frekvencí různými rytmy." Když se podíváte na veškerou mozkovou aktivitu, můžete rozeznat signály, které se zabývají zpracováním každého podnětu, “řekl Daniel Baldauf, postdoktorand na McGovern Institute a hlavní autor studie.
Každému účastníkovi bylo řečeno, aby věnoval pozornost buď obličejům nebo domům. Vzhledem k tomu, že domy a tváře byly na stejném místě, nemohl mozek použít prostorové informace k jejich rozlišení, vysvětlili vědci.
Když bylo účastníkům řečeno, aby hledali tváře, aktivita ve FFA a IFJ se synchronizovala, což naznačuje, že spolu komunikují. Když subjekty věnovaly pozornost domům, IFJ se podle zjištění studie synchronizovala místo s PPA.
Vědci také zjistili, že komunikace byla zahájena IFJ a aktivita byla rozložena o 20 milisekund, což je doba, za kterou by neurony potřebovaly k elektrickému přenosu informací z IFJ na FFA nebo PPA. Vědci uvedli, že věří, že IFJ se drží myšlenky objektu, který mozek hledá, a nasměruje správnou část mozku k jeho hledání.
K posílení této myšlenky vědci použili metodu založenou na MRI k měření bílé hmoty, která spojuje různé oblasti mozku, a zjistili, že IFJ je vysoce spojen s FFA i PPA.
Vědci nyní studují, jak mozek přesouvá své zaměření mezi různé typy smyslových vstupů, jako je zrak a sluch. Zkoumají také, zda je možné vycvičit lidi, aby lépe zaměřili svou pozornost kontrolou mozkových interakcí zapojených do tohoto procesu.
"Musíte identifikovat základní nervové mechanismy a provést základní výzkumné studie, které někdy vytvářejí nápady pro věci, které by mohly mít praktický přínos," řekl Desimone. "Je příliš brzy na to, abychom řekli, zda toto školení vůbec bude fungovat, ale aktivně se tomu věnujeme."
Studie financovaná z National Institutes of Health a National Science Foundation byla zveřejněna v online vydání Věda.
Zdroj: Massachusetts Institute of Technology
