17.04.2021      56      0
 

Самостоятельная настройка активности мозга в альфа-диапазоне улучшила внимание

Ученые из Массачусетского технологического института научили участников эксперимента регулировать активность теменной доли правого или левого…


Ученые из Массачусетского технологического института научили участников эксперимента регулировать активность теменной доли правого или левого полушария в альфа-диапазоне. Для этого они регистрировали активность их мозга с помощью магнитоэнцефалографа и регулировали распределением полученной альфа-активности то, что участники видят на экране. В результате участники начали обращать больше внимания на то, что находится ипсилатерально полушарию, активность которого они меняли. Это, с одной стороны, указывает на ингибирующую функцию альфа-ритмов в процессе внимания, а с другой — указывает на прямое воздействие такой активности на когнитивные функции, пишут ученые в журнале Neuron.

В первую очередь работа процессов внимания требует того, чтобы его объект был в фокусе — как сенсорном, так и когнитивном. Это, однако, только часть задачи: для того, чтобы человек мог сосредоточиться на каком-то объекте или занятии, все нерелевантные задачи должны игнорироваться. Здесь, в свою очередь, должны работать ингибиторные механизмы: мозгу необходимо эффективно подавлять ответ на ненужную в определенный момент времени сенсорную стимуляцию.

Один из потенциальных механизмов подобного ингибиторного контроля — регуляция синхронизации активности мозга в альфа-диапазоне (от 8 до 14 Гц). Повышенная синхронизация альфа-ритмов в одном полушарии мозга связана со сниженным вниманием к тому, что попадает в контралатеральное рецептивное поле, а пониженная синхронизация — наоборот, связана с повышенным вниманием.

Тем не менее, характер такой связи изучен плохо: с одной стороны, это может быть обычной корреляцией, в случае чего подобная синхронизация может попросту сопровождать процесс распределения внимания, но не влиять на него. С другой стороны, если связь причинно-следственная, и характер синхронизации в действительности влияет на то, как внимание распределяется и работает, механизм этот можно использовать — грубо говоря, настраивать внимание по тому, как именно происходит активность в альфа-диапазоне.

Роберт Десимон (Robert Desimone) из Массачусетского технологического института и его коллеги решили проверить этот подход экспериментально — они научили 20 добровольцев контролировать и регулировать активность теменной доли либо левого, либо правого полушария в альфа-диапазоне.

Для этого они использовали магнитоэнцефалографию (МЭГ) — метод, который позволяет визуализировать активность мозга с высоким временным и пространственным разрешением. Участников эксперимента разделили на две группы: одной группе необходимо было увеличивать активность правой теменной доли относительно левой, а второй группе — левой относительно правой. Так как увеличение активности в альфа-диапазоне приводит к ингибированию информации, поступающей в соответствующее (контрлатеральное) зрительное поле, ученые предположили, что подавление активности правого полушария приведет к повышенному вниманию к тому, что происходит в ипсилатеральном зрительном поле — правом, и то же самое будет происходить и в левом полушарии.

Во время эксперимента участникам показывали круг, состоящий из серых контрастных полос. Задача участников состояла в том, чтобы увеличить контрастность полос так, чтобы можно было различить их направление. Самим участникам предлагалось сделать это «силой мысли», но на деле контрастность менялась в соответствии с индексом альфа-асимметрии — в том случае, если активность одного полушария (в зависимости от группы) в альфа-диапазоне превосходила активность другого полушария. Затем полученный контраст убирали и через три секунды показывали другой круг — с либо таким же направлением линий, либо отклоненным на пять процентов: участникам необходимо было решить, соответствует ли направление линий тому, которое они видели до этого.

Несмотря на сложность задания, участникам удалось правильно определить направление линий в 74 процентах случаев, что значительно выше случайного попадания. С учетом того, что линии участники могли разглядеть только в том случае, если активность их мозга в альфа-диапазоне менялась, ученые заключили, что им удалось создать работающую систему обратного ответа. Кроме того, анализ снятых с МЭГ данных показал, что активность соответствующего группе полушария в альфа-диапазоне в действительности увеличивалась к концу тренировки.

Во время эксперимента некоторым участникам также показывали отвлекающий стимул — слева или справа от круга с линиями — и просили его игнорировать, не отвлекаясь от выполнения задания. Анализ МЭГ-данных показал, что игнорирование стимула с правой стороны связано с повышенной активностью теменной доли правого полушария, а стимула с левой стороны — с повышенной активностью левого полушария, опять же — в альфа-диапазоне.

Наконец, ученые решили внимательнее изучить, как регуляция синхронизации в действительности регулирует процессы внимания. Сначала они провели эксперимент с использованием познеровской парадигмы: в таком эксперименте справа или слева от фиксационного креста на экране появляются фигуры, и измеряется то, как быстро участник исследования реагирует на каждую из них. Оказалось, что обучение синхронизации альфа-ритмов (в сравнении с результатами эксперимента до тренировки) приводит к некоторой заметной предвзятости внимания: в зависимости от группы больше внимания уделялось стимулу, появляющемуся в ипсилатеральном зрительном поле.

Подобная предвзятость имела довольно долгосрочный эффект: в двух дополнительных экспериментах участникам показывали либо те же самые круги с полосками или картинки, а движения их глаз регистрировали с помощью айтрекера. В случае, если участникам говорили, на какую сторону обратить внимание, они смотрели туда, куда нужно, а если нет — также больше внимания уделяли ипсилатеральному зрительному полю в зависимости от того, активность какого полушария мозга им надо было регулировать.

Несмотря на то, что участникам не было точно известно, что именно они делают, им все же удалось регулировать активность в альфа-диапазоне таким образом, чтобы ингибировать информацию в контрлатеральном зрительном поле и уделить больше внимания тому, что происходит в ипсилатеральном. По мнению ученых, их работа указывает на то, что альфа-ритмы напрямую регулируют зрительное внимание. Кроме того, эффект, по-видимому, не просто проявляется сразу же, но также и остается на некоторое время после того, как активность была нужным образом отрегулирована.
«Настройка» активности двух полушарий в альфа-ритме также помогает и в лечении психических расстройств: в марте этого года ученым в эксперименте на 32 добровольцах с помощью электрической стимуляции переменным током удалось восстановить синхронизацию активности в альфа-ритме и уменьшить симптомы депрессии, а эффект сохранился минимум на четыре недели.

Елизавета Ивтушок

https://nplus1.ru/

Ключевые слова:

Читайте также:
Британские ученые предложили лечить депрессию галлюциногенными грибами

Ученые предположили лечить депрессию псилоцибином – активным соединением, которое содержится во многих видах грибов.
Подробнее »»

Источник


Об авторе: admin

Ваш комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Как связаны негативные мысли и слабоумие: объясняют ученые

Как связаны негативные мысли и слабоумие: объясняют ученые

Зацикливание на неудачах, прошлом опыте значительно повышает риск развития болезни Альцгеймера. К такому...

Бананы жареные

Бананы жареные

Бананы – одни из самых распространенных фруктов мира. Наверняка не существует такого человека, который...

Коронавирус может распространиться быстрее, чем прогнозирует ВОЗ

Коронавирус может распространиться быстрее, чем прогнозирует ВОЗ

Ученые подсчитали, насколько активен вирус, с учетом его жизнеспособности и скорости распространения. Люди...