大脑如何从漫不经心转变为注意力高度集中的状态呢?

发布时间:2022-01-15 2评论 1605阅读
大脑如何从漫不经心转变为注意力高度集中的状态呢?-心理学文章-壹心理
作者: MaxPlanckSociety
翻译:丘脑大叔
排版:羽化
来源:微信公众号: Life博士(ID:LifePhD)
原文标题:我们是如何从一种漫不经心的状态转变为注意力高度集中的状态呢?


想象一下,你下班后步行回家。在路上时,你脑袋里可能正想着晚餐所需的食物清单,想着需要准备哪些菜,你处于一种漫不经心的状态。


当一辆你没有注意到的汽车突然鸣笛时,你可以很容易地转移你的注意力,并对这种新情况作出反应。

 

那问题是:你的大脑是如何从漫不经心的状态转变为集中注意力的状态的呢?


蓝斑(locus coeruleus),是大脑底部的一小簇细胞。作为神经递质去甲肾上腺素的主要来源,它能够帮助我们控制注意力。马克斯·普朗克人类发展研究所(Max Planck  Institute for human Development)和南加州大学(University of Southern California)的科学家们综合了动物和人类研究的证据,现在开发了一个新的框架,描述了在需要注意的情况下,蓝斑是如何调节我们的大脑对相关信息的敏感度的。


我们的注意力是波动的。有时,我们会分心,事情会从我们的意识中溜走,而其他时候,我们可以很容易地专注于重要的事情。


在注意力不集中的状态下,我们的大脑受到神经活动缓慢、有节奏的波动的支配。特别是,频率约为10Hz的神经节律,称为α振荡(阿尔法振荡),被认为是在注意力不集中时抑制感官输入的主动处理。因此,α振荡可以被理解为一个过滤器,调节我们的大脑对外部信息的敏感性。


研究人员Markus Werkle-Bergner 表示,“虽然α振荡的起伏和注意力之间的联系已经确立了一段时间,但关于这些节律性放电模式的前因后果,我们还知之甚少。”


蓝斑-去甲肾上腺素能神经调节塑造注意力期间丘脑皮质同步的模式


为了探究这个问题,研究人员将注意力集中在蓝斑上,这是一种位于脑干中的微小细胞结构,隐藏在大脑皮层的深处。这个细胞簇只有大约15毫米大小,但它通过一个由长距离神经纤维组成的网络连接到大部分大脑。蓝斑由神经元组成,它们是神经递质去甲肾上腺素的主要来源。通过调节神经交流,去甲肾上腺素有助于控制压力、记忆和注意力。


研究人员Mara Mather 表示,“由于其体积小且位于脑干深处,以前几乎不可能无创地研究活人的去甲肾上腺素能核。幸运的是,在过去几年中,动物研究表明瞳孔大小的波动与蓝斑的活动。因此,我们的眼睛可以被视为通往长期似乎无法触及的大脑区域的窗口。”


为了研究蓝斑的去甲肾上腺素是否可能是调节 α 振荡的一个因素, 研究人员将瞳孔大小和神经振荡的记录结合起来,同时参与者完成了一项要求很高的注意力任务。正如所料,在瞳孔较大的时刻,表明去甲肾上腺素能活性较高,α振荡消失。此外,表现出较强的瞳孔反应和阿尔法反应的参与者在解决注意力任务方面更出色。这些发现发表在《Journal of Neuroscience》2020年的一篇文章中,表明通过调节阿尔法振荡,蓝斑可以帮助我们集中注意力。


不过在这项研究中,关于去甲肾上腺素是如何影响α振荡的问题还未得到解决。


为了解决这个问题,作者们还参考了之前的动物研究,这些研究直接记录了丘脑神经元的神经活动。丘脑是大脑中部的一个区域,起着阿尔法节律起搏器的作用。重要的是,这些神经元在休息时的节律性放电会引起在注意力不集中状态下的皮层α振荡。然而,在这些神经元中添加去甲肾上腺素会破坏它们的节律性。


Martin Dahl说:“综合研究结果,我们能够描述去甲肾上腺素和丘脑如何相互作用来控制α节律活动。我们认为蓝斑的去甲肾上腺素通过抑制丘脑中的α发生器来调节我们大脑处理相关信息的敏感性。”。


因此,在需要突然转移注意力的情况下,去甲肾上腺素的激增可以帮助我们重新集中注意力——并迅速躲避驶来的汽车。


参考信息:
Martin J. Dahl et al, Noradrenergic modulation of rhythmic neural activity shapes selective attention, Trends in Cognitive Sciences (2021). 
DOI: 10.1016/j.tics.2021.10.009
https://medicalxpress.com/news/2022-01-brain-focus-attention.html


作者简介:MaxPlanckSociety翻译:丘脑大叔;排版:羽化。本文转载自:微信公众号: Life博士(ID:LifePhD),关注脑科学、认知神经。

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