Научный сотрудник Института Пикауэра Тимоти Дж. Бушман (слева) и профессор нейробиологии Пикауэр Эрл Миллер. Фото / Донна Ковени
(PhysOrg.com) – Вы встречаетесь с другом в переполненном кафетерии. Сканируете ли вы комнату, как блуждающий прожектор, переходя от лица к лицу, или вы воспринимаете всю сцену в надежде, что лицо вашего друга выскочит на вас?? И что, если на то пошло, определяет, насколько быстро вы сможете сканировать комнату?
Исследователи из Института обучения и памяти Пикауэра при Массачусетском технологическом институте говорят, что вы с большей вероятностью будете сканировать комнату, прыгая от лица к лицу в поисках друга. Кроме того, время этих скачков, по-видимому, определяется волнами активности в мозгу, которые действуют как часы. Исследование, опубликованное в августе. 13-й выпуск журнала Neuron проливает новый свет на давнюю дискуссию среди нейробиологов о том, как зрительная система выделяет интересующий объект в сложной сцене.
В ходе исследования обезьянам была поставлена задача найти одну наклоненную цветную полосу среди полос на экране компьютера. Наблюдая за активностью нейронов в трех областях мозга животных, исследователи обнаружили, что обезьяны спонтанно переключали свое внимание в определенной последовательности, как движущийся прожектор, который прыгал с места на место.
Более того, исследование показало, что мозговые волны действуют как своего рода встроенные часы, которые обеспечивают основу для переключения внимания с одного места на другое. Работа может иметь значение для понимания или лечения синдрома дефицита внимания или даже для потенциального ускорения скорости познания в мозге.
"В течение многих лет нейробиологи обсуждали конкурирующие теории о том, ищут ли люди и животные спонтанно элементы визуальной сцены последовательным или параллельным образом," сказал ведущий автор Эрл К. Миллер, профессор нейробиологии Пикауэра. "Наше первое исследование, основанное на прямых доказательствах нейрофизиологической активности."
Как часы
Активность в мозгу приходит и уходит волнообразно, циклически переходя между состояниями высокой и низкой активности. Исследователи регистрируют мозговые волны более 100 лет, и, хотя они думают, что они играют роль в рабочей памяти, принятии решений и коммуникации между областями мозга, никто не уверен в их точной роли в работе мозга. В этой работе предлагается новая роль мозговых волн – та, в которой они напрямую участвуют в обработке данных мозгом.
Соавтор и научный сотрудник Института Пикауэра Тимоти Дж. Бушман обнаружил, что луч мысленного взора смещает фокус 25 раз в секунду и что этот процесс переключения регулируется мозговыми волнами. "Это один из первых примеров того, как мозговые волны играют особую роль в когнитивных вычислениях," Бушман сказал.
"Внимание регулирует поток сенсорной информации, поступающей в мозг управляемым потоком. В частности, в зрении задействовано множество различных областей мозга. Если бы они все соревновались одновременно, был бы хаос," Миллер сказал. "Мозговые волны могут служить часами, которые говорят мозгу, когда переключить внимание с одного стимула на другой. Колеблющиеся мозговые волны могут дать возможность нескольким областям мозга одновременно находиться на одной странице – очень похоже на то, как компьютеры используют внутренние часы для синхронизации множества различных компонентов внутри."
Следующим шагом исследователей будет расширение поиска волновой функции мозга за пределы визуального. Они надеются выяснить, являются ли мозговые волны специфическими для зрительной функции или действуют как "общие часы" для мозга.
Исследователи обнаружили, что в эксперименте с обезьянами скорость, с которой животные искали, была связана со скоростью их мозговых волн. Когда часы тикали быстрее, животные "подумал" Быстрее. Это означает, что можно будет изменить скорость познания, если исследователи научатся искусственно манипулировать мозговыми волнами. В отдельных исследованиях за пределами Массачусетского технологического института исследователи изучают корреляцию между мозговыми волнами » "Тактовая частота" у людей и скорость, с которой испытуемые переключают внимание с одной задачи на другую.
Источник: Массачусетский технологический институт (новости: в Интернете)