Fortschritte in der Forschung verstehen, wie das Gehirn konzentriert sich und ignorieren Ablenkungen

Wenn Sie versuchen, um eine Aufgabe zu erfüllen wir sind ständig bombardiert durch ablenkende Reize. Wie funktioniert das Gehirn herausfiltern Ablenkungen und ermöglicht uns die Konzentration auf die Aufgabe zur hand? Psychologen an der University of California, Riverside, haben eine Entdeckung gemacht, die dazu führen könnten, eine Antwort.

Versuche an Mäusen, Sie befindet sich genau an der Stelle im Gehirn, wo ablenkende Reize blockiert. Die Blockierung schaltet das Gehirn aus der Verarbeitung dieser Reize, die es ermöglicht die Konzentration auf eine bestimmte Aufgabe zu gehen.

Edward Zagha, ein Assistent professor für Psychologie und sein team trainierten Mäusen in einer sensorischen Erkennung Aufgabe mit der target-und distraktor-stimuli. Die Mäuse gelernt, zu reagieren, um schnelle Impulse in das Zielfeld und ignorieren identische Reize in der gegenüberliegenden distraktor-Feld. Das team verwendet ein neuartiges bildgebendes Verfahren, das ermöglicht eine hohe zeitliche Auflösung mit einem cortex-breites Sichtfeld, um herauszufinden, wo im Gehirn die distraktor-Reize sind blockiert, wodurch keine weiteren signal-übertragung in den Kortex und deshalb keine Auslösung einer motorischen Reaktion.

„Wir beobachten die Reaktionen auf target-Reize in mehreren sensorischen und motorischen kortikalen Regionen“, sagte Zagha, wer führte die Studie, veröffentlicht heute in der Journal of Neuroscience. „Im Gegensatz dazu, Antworten zu distractor stimuli wurden abrupt unterdrückt jenseits des sensorischen Kortex.“

Die Großhirnrinde ist die äußere Schicht des Gehirns, das Großhirn. Aus gefalteten grauen Masse, es spielt eine wichtige Rolle im Bewusstsein. Der größte Teil des Gehirns, hat es die sensorischen und motorischen Regionen. Es dient der Kontrolle und information-processing-center und ist verantwortlich für Funktionen wie Empfindung, Wahrnehmung, Gedächtnis, Aufmerksamkeit, Sprache und erweiterte Motorische Funktionen.

„Unsere Entdeckung könnte wichtige Implikationen für das Verständnis und die Behandlung von neuropsychiatrischen Erkrankungen wie Aufmerksamkeits-Defizit-Hyperaktivitäts-Störung und Schizophrenie,“ Zagha, sagte. „Durch die Untersuchung der Mechanismen, die der Blockierung der ablenkenden Reize, die wir möglicherweise in der Lage, zu entwirren, die neuronalen schaltkreise zugrunde liegenden Aufmerksamkeit und Impulskontrolle.“

Zagha, erklärte, dass, während Wissenschaftler wissen heute, dass viel über das Verhalten und die Nervenzellen, Sie haben nur ein im entstehen begriffenes Verständnis darüber, wie Gruppen von Nervenzellen organisieren, um zu vermitteln, sinnvolle Verhaltensweisen.

„Eine große Herausforderung ist die Aufzeichnung der neuronalen Aktivität bei hohen Raum-Zeit-Auflösung in Tiere, während Sie Sie durchführen, Ziel-gerichtete Aufgaben“, sagte er. „Eine zweite große Herausforderung ist die korrekte Verwendung von computergestützten Methoden zur Analyse der neuronalen Aktivität.“

Zagha, betonte Sie immer noch nicht verstehen, was passiert im Gehirn, die schließlich erlaubt uns die Konzentration auf eine Aufgabe und wie genau die Ablenkungen blockiert sind.

„Aber jetzt wissen wir genau, wo sich im Gehirn, und wir verfolgen diese Fragen in der Zukunft,“ sagte er. „Wir wissen, dass, wenn jemand sehr distractible, Ihre Rinde ist nicht ausreichend bereitstellen der vorsätzlichen Signale benötigt, um zu verhindern, dass der distraktor-Reize aus der Vermehrung in den Arbeitsspeicher oder Auslösung einer verhaltensreaktion. Diese Prozesse— „Torwächter“ der sensorischen Signale—lassen sich nur über diejenigen Signale, die Aufgabe relevant sind. Wir glauben, dass dieser Prozess orchestriert durch den präfrontalen cortex; dies ist nur eine der vielen Möglichkeiten, die wir testen.“

Zagha ‚ s-team präsentiert identische taktile Reize an gegenüberliegenden Seiten der Mäuse, die schnurrhaare in zufälliger Reihenfolge. Die Forscher konzentrierten sich auf die schnurrhaare, weil Sie arbeiten wie die menschlichen Fingerspitzen in Bezug auf Empfindlichkeit und exploration; Ihre Durchbiegung aktiviert Hirnstamm Wege. Die Forscher trainierten den Mäusen zu reagieren, über lecken, um taktile Reize nur auf einer Seite und ignorieren die identischen stimuli auf der gegenüberliegenden Seite. Zagha und seine Kollegen neu gezüchteten Mäusen, express-fluoreszierende Kalzium-sensoren in kortikalen Neuronen, so dass die Forscher zum anzeigen der Aktivität des Gehirns mit einer Kamera, die geholfen lokalisieren Sie den Prozess mit wesentlich höheren räumlichen Genauigkeit als in früheren Studien.

„Wenn ablenkende Reize werden bewusst ignoriert von den Mäusen, wir können jetzt sehen, wo das ablenkende stimulus-Antwort blockiert ist,“ Zagha, sagte. „In der Zukunft, wir würden wissen wollen, wie es ist gesperrt.“

Zagha stark glaubt, dass die neuronalen schaltkreise zugrunde liegenden sensorischen Auswahl und Impulskontrolle sind die gleichen schaltungen beeinträchtigt Aufmerksamkeits-Defizit-Hyperaktivitäts-Störung und Schizophrenie, was zu der Impulskontrolle Störungen.

„Je besser wir verstehen diese schaltungen, desto besser können wir design rationale, gezielte Behandlungen zur Verbesserung der Impulsivität in diese Erkrankungen“, sagte er.

Das team war überrascht, wie abrupt der distraktor Informationen blockiert, die in der Rinde. Die Forscher beobachteten, dass die distraktor-stimulus Antworten, stellen Sie es auf das erste relais in der Großhirnrinde, der Teil der Großhirnrinde befasst sich mit der frühen sensorischen Verarbeitung, noch daran gehindert werden, eine weitere Ausbreitung im gesamten cortex. In Zukunft arbeiten die Forscher planen, zu untersuchen, welche konkreten neuronalen Mechanismen, die verhindern, dass die Ausbreitung von diesem ersten kortikalen region.

„Die räumliche Präzision unserer Erkenntnis gibt uns zuversicht, dass wir wissen, wo sich in zukünftigen Studien zeigen, wie distractor stimuli blockiert, so dass die für uns zu behalten, konzentrieren sich auf die Aufgabe bei der hand,“ Zagha, sagte.

Sein team wird den Fokus auch auf das Verständnis, was die Rollen sind von bestimmten Typen von Neuronen und Nervenbahnen beteiligt sind, wie diese schaltungen unterbrochen im neuropsychiatrische Krankheit, und wie das neuronale system kann moduliert werden, zur Verbesserung der Ablenkbarkeit in der menschlichen Krankheit.