Показано, как формируется внимание в мозге

Ученые из Института биологических исследований Солка в Калифорнии провели эксперименты на макаках-резусах и продемонстрировали, что низкочастотные колебания нейронной активности могут нарушить внимание. Работа опубликована в журнале eLife.

В прошлом году исследователи из Квинслендского университета (Австралия) описали механизм, который лежит в основе усиления внимания. Их опыты показали, что холинергическая система (совокупность нейронов, концентрирующихся в базальных отделах переднего мозга) усиливает активность пирамидальных нейронов, что позволяет грызунам сосредотачиваться на задании. Новая работа посвящена другому аспекту — низкочастотным колебаниям нейронной активности.

По словам профессора Института биологических исследований Солка Джона Рейнольдса (John Reynolds), когда перед человеком появляется стимул, активируется популяция нейронов, селективных для этого стимула, но вместе с тем возникают низкочастотные колебания, которые мозг подавляет. Биологи предположили, что эти колебания могут быть причиной ухудшения внимания. Чтобы проверить гипотезу, они провели эксперимент.

В нем участвовали две макаки-резусы (Macaca mulatta). Их натренировали таким образом, что они следили за определенным местом на экране. Движения глаз постоянно регистрировали при помощи инфракрасной системы слежения. Вместе с тем авторы применили метод оптико-электрофизиологии. Они вживили макакам имплантаты, которые воздействовали на нейроны лазером, активируя светочувствительные белки. Так ученые могли регулировать низкочастотные колебания в необходимой зоне мозга.

Специалисты провели два эксперимента. В первом, во время задания на внимание они вызывали низкочастотные колебания и следили за реакцией макаки. Как и ожидалось, этот «шум» ухудшил восприятие и уменьшил сосредоточенность животного. Во втором случае специалисты вызывали высокочастотные колебания, но никакой подавляющей внимание реакции не последовало.

В дальнейшем авторы намерены изучить различные типы клеток, которые составляют зрительную цепь в мозге, чтобы лучше понять неврологические основы восприятия и внимания.

До этого биологи из Техасского университета в Остине провели небольшое исследование с участием добровольцев и выяснили, что активность их височной доли повышалась при забывании информации — в сравнении с запоминанием.