Исследователи из Университета Брауна выяснили, как мозгу удается концентрировать внимание и фильтровать отвлекающие факторы, сравнивая этот процесс с координацией мышечной активности для выполнения физических задач. Их исследование, показывающее, что успех или неудача внимания зависит не от умственных способностей, а от способности координировать эти процессы внимания, может улучшить понимание когнитивной гибкости и расстройств, связанных с вниманием.
Исследования, проведенные Институтом наук о мозге Карни при Университете Брауна, показывают, как части мозга должны работать вместе, чтобы сосредоточиться на важной информации и отфильтровать отвлекающие факторы.
Представьте себе оживленный ресторан: грохот посуды, играет музыка, люди громко переговариваются друг с другом. Удивительно, что кто-то в такой обстановке может сосредоточиться настолько, чтобы вести разговор. Новое исследование, проведенное исследователями из Института наук о мозге Карни при Университете Брауна, дает наиболее подробную информацию о механизмах мозга, которые помогают людям концентрировать внимание в условиях такого отвлечения, а также о том, что происходит, когда они не могут сосредоточиться.
В более раннем психологическом исследованииИсследователи установили, что люди могут отдельно контролировать, насколько они сосредотачиваются (путем улучшения актуальной информации) и насколько они фильтруют (путем отключения отвлекающих факторов). Новое исследование команды, опубликованное в Природа Человеческое поведениераскрывает процесс, посредством которого мозг координирует эти две важные функции.
Ведущий автор и нейробиолог Харрисон Ритц сравнил этот процесс с тем, как люди координируют мышечную активность для выполнения сложных физических задач.
«Подобно тому, как мы объединяем более 50 мышц для выполнения физической задачи, например, использования палочек для еды, наше исследование показало, что мы можем координировать несколько различных форм внимания, чтобы выполнять акты умственной ловкости», — сказал Ритц, проводивший исследование. учиться в качестве доктора философии. студент Брауна.
Результаты дают представление о том, как люди используют свою силу внимания, а также о том, что приводит к потере внимания, говорит соавтор Амитай Шенхав, доцент кафедры когнитивных, лингвистических и психологических наук Университета Брауна.
«Эти результаты могут помочь нам понять, как мы, люди, способны проявлять такую огромную когнитивную гибкость — обращать внимание на то, чего мы хотим и когда хотим», — сказал Шенхав. «Они также могут помочь нам лучше понять ограничения этой гибкости и то, как ограничения могут проявляться при определенных расстройствах, связанных с вниманием, таких как СДВГ».
Тест фокусировки и фильтра
Для проведения исследования Ритц поставил перед участниками когнитивное задание, одновременно измеряя активность их мозга в фМРТ машина. Участники увидели кружащуюся массу зеленых и фиолетовых точек, движущуюся влево и вправо, словно рой светлячков. Задания различной сложности включали в себя различение движения и цвета точек. Например, участникам одного упражнения было предложено выбрать, какой цвет будет преобладающим для быстро движущихся точек, когда соотношение фиолетового и зеленого составляло почти 50/50.
Затем Ритц и Шенхав проанализировали мозговую активность участников в ответ на задания.
Ритц, который сейчас является научным сотрудником Принстонского института неврологии, объяснил, как эти две области мозга работают вместе при выполнении задач такого типа.
«Вы можете представить себе внутритеменную борозду как имеющую две ручки на радио-шкале: одну, которая регулирует фокусировку, и другую, которая регулирует фильтрацию», — сказал Ритц. «В нашем исследовании передняя поясная извилина отслеживает, что происходит с точками. Когда передняя поясная извилина распознает, что, например, движение усложняет задачу, она дает указание внутритеменной борозде отрегулировать ручку фильтрации, чтобы снизить чувствительность к движению.
«В сценарии, где фиолетовые и зеленые точки находятся почти в соотношении 50/50, это может также заставить внутритеменную борозду отрегулировать ручку фокусировки, чтобы увеличить чувствительность к цвету. Теперь соответствующие области мозга менее чувствительны к движению и более чувствительны к соответствующему цвету, поэтому участник может лучше сделать правильный выбор».
Описание Ритца подчеркивает важность умственной координации над умственными способностями, показывая, что часто высказываемая идея является заблуждением.
«Когда люди говорят об ограничениях разума, они часто выражают это словами: «У людей просто нет умственных способностей» или «Людям не хватает вычислительной мощности», — сказал Ритц. «Эти результаты подтверждают другую точку зрения на то, почему мы не сосредоточены все время. Дело не в том, что наш мозг слишком прост, а в том, что он действительно сложен, и трудна координация».
Текущие исследовательские проекты основываются на результатах этих исследований. В сотрудничестве с врачами-учеными из Университета Брауна и Медицинского колледжа Бэйлора изучаются стратегии фокусировки и фильтрации у пациентов с резистентной к лечению депрессией. Исследователи из лаборатории Шенхава изучают, как мотивация управляет вниманием; одно исследование под руководством доктора философии Ритца и Брауна. студент Сямин Ленг исследует влияние финансовых вознаграждений и наказаний на стратегии фокусировки и фильтрации.
Ссылка: «Ортогональное нейронное кодирование целей и отвлекающих факторов поддерживает многомерный когнитивный контроль», Харрисон Ритц и Амитай Шенхав, 8 марта 2024 г., Природа Человеческое поведение.
DOI: 10.1038/s41562-024-01826-7
Исследование финансировалось Национальные институты здоровья (R01MH124849, S10OD02518), Национального научного фонда (2046111) и постдокторской стипендии Фонда CV Starr.