研究促进了对大脑如何在忽略干扰时集中注意力的理解

当我们试图完成一项任务时，我们不断受到分散注意力的刺激。大脑如何过滤掉这些干扰，使我们能够专注于手头的任务?加州大学河滨分校的心理学家们有了一项发现，可能会找到答案。

他们在老鼠身上做实验，精确定位了大脑中分散注意力的刺激被阻断的位置。这种阻塞使大脑无法处理这些刺激，从而使注意力集中在一项特定的任务上。

心理学助理教授Edward Zagha和他的团队用目标和干扰刺激训练小鼠进行感官检测任务。这些小鼠学会了对目标区域内的快速刺激做出反应，而忽略相反的干扰物区域内相同的刺激。该团队使用了一种新颖的成像技术，该技术允许在皮质范围内的视野中获得高时空分辨率，以找到大脑中干扰物刺激被阻断的位置，从而导致皮层内没有进一步的信号传输，因此不会触发运动反应。

扎格哈说:“我们观察到多个感觉和运动皮层区域对目标刺激的反应。”他领导的这项研究今天发表在《美国医学杂志》上神经科学杂志．“相反，对干扰刺激的反应突然被抑制在感觉皮层之外。”

皮层是大脑的外层。它由折叠的灰质组成，在意识中起着重要作用。它是大脑最大的部分，有感觉区和运动区。它作为控制和信息处理中心，负责感觉、知觉、记忆、注意力、语言和高级运动功能等功能。

“我们的发现可能对理解和治疗神经精神疾病有重要意义注意缺陷多动障碍以及精神分裂症，”扎格说。“通过研究阻碍分散注意力的刺激的机制，我们可能能够解开神经回路潜在的注意力和冲动控制。”

Zagha解释说，虽然今天的科学家对行为和神经元有很多了解，但他们对神经元群如何组织起来调解有意义的行为只有一个初步的了解。

他说:“一个主要的挑战是以高时空分辨率记录动物在执行目标导向任务时的神经元活动。”“第二个主要挑战是使用正确的计算方法来分析神经元活动。”

扎格强调，他们仍然不明白大脑中发生了什么，最终使我们能够专注于手头的任务，以及如何阻止干扰。

他说:“但现在我们确切地知道该在大脑的哪个部位进行观察，未来我们将继续研究这些问题。”“我们知道，当一个人高度容易分心时，他们的皮层无法充分部署所需的有意信号，以防止分心刺激传播到工作记忆或触发行为反应。这些过程——感官信号的“看门人”——只允许那些与任务相关的信号通过。我们认为这个过程是由前额叶皮层精心安排的;这只是我们将要测试的众多可能性之一。”

Zagha的团队以随机的顺序将相同的触觉刺激呈现给老鼠胡须的两侧。研究人员之所以关注胡须，是因为它们在灵敏度和探索能力方面与人类的指尖类似;它们的偏转激活了脑干通路。然后，研究人员训练老鼠通过舔舐，只对一侧的触觉刺激做出反应，而忽略另一侧相同的刺激。Zagha和他的同事使用了新培育的转基因小鼠，这些小鼠在皮层神经元中表达荧光钙传感器，使研究人员能够用相机观察大脑活动，这有助于以比以前的研究更高的空间精度定位这一过程。

扎格说:“当分散注意力的刺激被老鼠故意忽视时，我们现在可以看到分散注意力的刺激反应在哪里被阻止了。”“未来，我们会想知道它是如何被封锁的。”

扎格坚信神经回路在注意缺陷多动障碍和精神分裂症中，潜在的感觉选择和冲动控制是相同的电路受损，导致冲动控制功能障碍。

他说:“我们对这些回路了解得越多，我们就越能设计出理性的、有针对性的治疗方法来改善这些疾病的冲动性。”

令研究小组感到惊讶的是，干扰信息突然被封锁在大脑皮层中。研究人员观察到，干扰物刺激反应在新皮层(大脑皮层中与早期感觉处理有关的部分)中进行了第一次中继，但被阻止在整个皮层中进一步传播。在未来的工作中，研究人员计划研究哪些特定的神经机制阻止了第一个皮层区域的传播。

“我们发现的空间精度给了我们信心，我们知道在未来的研究中从哪里寻找，以揭示干扰是如何产生的刺激都被阻断了，从而使我们能够专注于手头的任务，”扎格说。

他的团队还将专注于了解特定类型的神经元和神经通路的作用，这些回路在神经精神疾病中是如何被破坏的，以及如何调节神经系统以改善人类疾病中的注意力分散。

该研究论文的标题是“用于小鼠选择性检测任务的皮层衰减过滤器的功能定位”。