Изучение нейронных основ блуждания разума

Блуждание разума происходит, когда внимание человека переключается с вещей, которые происходят в его нынешнем окружении, на внутренние мыслительные процессы. Например, во время готовки или посещения урока можно начать думать о том, что произошло накануне, или фантазировать о том, что может произойти в будущем.

Прошлые исследования в области нейробиологии показывают, что мысли, не связанные с задачами (ВПИ), связанные с блужданием разума, могут ухудшить производительность людей при выполнении ряда задач. Несмотря на то, что в настоящее время существует значительное количество литературы, изучающей влияние блуждания ума на выполнение задачи, нейронные механизмы, лежащие в основе этого умственного процесса, раскрыты лишь частично.

Исследователи из Арктического университета Норвегии (UiT), Лейденского университета и Университета Осло недавно провели исследование, направленное на лучшее понимание того, что происходит в мозгу, когда у людей возникают мысли, не связанные с тем, что они делают в настоящий момент. Их статья, предварительно опубликованная на PsyArXiv, освещает серию паттернов активации в нескольких областях мозга, которые особенно возникают во время блуждания разума.

Чтобы изучить нейронную основу ВПИ, исследователи записали активность мозга примерно 30 здоровых людей в возрасте старше 21 года, которые выполняли задачу, требующую постоянного внимания. Задача заключалась в том, чтобы реагировать на цифры, появляющиеся на экране компьютера, путем нажатия кнопки до тех пор, пока не появится конкретное число.

Иногда последовательность цифр прерывалась сообщением, спрашивающим участников, на чем они фокусировали свое внимание во время предыдущих испытаний (i.е., будь то задача или что-то не связанное с задачей, например воспоминания или другие мысли). Чтобы записать мозговую активность участников, исследователи использовали три метода: функциональное магнитно-резонансное воображение (фМРТ), электроэнцефалографию (ЭЭГ) и пупиллометрию.

Впоследствии функции, которые были особенно важны для блуждания ума, были извлечены и переданы в машину опорных векторов (SVM), вычислительную модель, обученную с помощью контролируемых методов обучения. Анализ, проведенный с помощью вычислительной модели, дал ряд интересных результатов, выявив паттерны нейронной активности, которые могут быть связаны с блужданием разума у ​​людей.

В частности, исследователи обнаружили, что производительность участников при выполнении задачи на внимание, которую они выполняли, снижалась, когда их внимание было сосредоточено на внутренних, не связанных с задачей цепочках мыслей. Более того, обученная ими модель SVM смогла предсказать, когда у участника возникли мысли, не связанные с задачей, со средней точностью 65%, что выше уровня вероятности. Таким образом, модель помогла выявить паттерны нейронной активности, которые могут быть “ сигнатурой ” блуждания разума у ​​людей.

"По сравнению с сосредоточенным на задаче вниманием нейронная сигнатура TUT характеризовалась более слабой активностью в сети режима по умолчанию (DMN), но повышенной активностью в ее антикоррелированной сети (ACN), более сильной функциональной связью между этими сетями, повсеместным увеличением альфа, тета и т.д. дельта, но не бета, частотная мощность, преимущественно уменьшенные амплитуды поздних, но не ранних, потенциалов, связанных с событием, и больший размер базового зрачка," исследователи написали в своей статье.

Исследование дает ценную информацию, которая может улучшить нынешнее понимание того, какие области мозга и сети вовлечены в блуждание разума. В целом, результаты, представленные в их статье, предполагают, что несколько нейронных маркеров характеризуют переход от мыслей, относящихся к задаче, выполняемой в настоящем, к автоматически генерируемым, нерелевантным мыслям.

В частности, они подчеркивают участие узлов ACN, которые часто оказываются связанными со спонтанными мыслительными процессами. Кроме того, активность DMN, по-видимому, снижается во время блуждания разума, что может указывать на роль этой сети в повышенных состояниях концентрации. В будущем результаты этого недавнего исследования могут проложить путь для новых исследований нейронных основ блуждания разума.

"Мы надеемся, что наши результаты будут мотивировать будущие исследования рассмотреть агностический подход, охватывающий весь мозг, чтобы лучше запутать соответствующие вклады динамических взаимодействий," исследователи заключают в своей статье. "Кроме того, использование парадигм, позволяющих непрерывное отслеживание интенсивности внимания в сочетании с нейровизуализацией, могло бы лучше подходить для исследования эволюции не связанных с задачами ходов мыслей с более высокой временной точностью."