Ученые выявили нейронный механизм, который управляет концентрацией внимания

Проанализировав на животных моделях динамику нейронов в случаях конфликта внимания, ученые из Медицинской школы Перельмана при частном исследовательском Пенсильванском университете выяснили, что согласованная активность в ряде нейронов в латеральной префронтальной коре (ЛПФК) имеет важное значение в концентрации внимания на задаче, фактически, блокируя воздействие отвлекающих факторов.

Люди и крупные млекопитающие могут намеренно отказываться от отвлекающих моментов с целью переключения внимания на действия, которые приводят к достижению целей. Это "нисходящий контроль", при котором в расчет принимается только выполнение задачи с конечным результатом в виде вознаграждения.

У приматов также есть мозговая схема, автоматически перенаправляющая их внимание на основе входящих звуков, изображений и прочих осязаемых сенсорных стимулов, называемых управлением "снизу вверх".

До сих пор было непонятно, каким образом мозг подавляет отвлекающие факторы для удержания внимание на задаче, связанной с получением результата.

В ходе исследования нейробиологи выяснили, как мозг может направить внимание на определенные стимулы и при этом не допустить подавления других. Ученые регистрировали на моделях животных, как изменялась активность в ЛПФК в ходе выполнения заданий при наличии видимых отвлекающих факторов.

Они обнаружили доказательства того, что нейроны зрительного движения ЛПФК - участка в передней части мозга, который отвечает за мотивацию и вознаграждение, направляют внимание либо на отвлекающее, либо на вознаграждаемое действие.

Также исследователи обнаружили, что нейроны зрительно-двигательного механизма в ЛПФК в моменты концентрации внимания посылают импульсы друг другу с одинаковой частотой. Это явление называется "бета-всплесками".

Когда они происходили непосредственно перед появлением зрительных стимулов, животные чаще их игнорировали и заканчивали выполнение задания.

И наоборот, при ослаблении бета-всплесков или их отсутствии перед предъявлением отвлекающих факторов, подопытные чаще замечали яркие, но не приносящие вознаграждения объекты.

Исходя из этого, ученые сделали вывод, что бета-всплески появляются в сети зрительно-двигательных нейронов и выступают в роли "регулировщиков движения" для тех нейронов, которые обрабатывают разные видимые стимулы.

Также это свидетельствует о том, что для концентрации внимания на требующей вознаграждения задаче необходимы большие энергозатраты и, вероятно, такой процесс можно улучшить, особенно у людей с дефицитом внимания.

Данные исследования опубликованы в журнале Neuron.