Роль затылочных отделов в непроизвольном внимании

Исследователи из Нью-Йоркского университета выяснили, что первичная и вторичная зрительная кора участвуют в работе непроизвольного внимания. При помощи транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) они временно изменяли активность мозга в этих отделах и предъявляли различные задания на пространственное непроизвольное внимание. Подробнее об этом исследовании можно прочитать в научном журнале Current Biology.

Credit: public domain


Эффективное распределение внимания обеспечивает успешную ориентацию в окружающей среде. Скрытое пространственное внимание улучшает обработку стимулов в соответствующих областях полей зрения при помощи двухфакторного механизма (push-pull mechanism): активации визуальной обработки в приоритетной области и подавления сигналов в нерелевантных регионах.

Скрытое пространственное внимание бывает двух видов – экзогенное и эндогенное. Экзогенное внимание – непроизвольное, характеризуется быстрой реакцией и зависит от окружающих стимулов, а эндогенное – более медленное, произвольное и целезависимое. Эти виды внимания направлены на решение двух основных задач: на способность различать объекты между собой (пространственное разрешение, spatial resolution) и на минимально необходимый контраст между двумя стимулами, необходимый для их дифференциации (контрастная чувствительность, contrast sensitivity).

В прошлых нейровизуализационных исследованиях ученые обнаружили, что скрытое пространственное внимание влияет на процесс контрастной чувствительности, при этом эндогенное и экзогенное внимание воздействуют на нее по-разному. Удалось даже обнаружить нейронные сети мозга, которые участвуют в обеспечении внимания, в лобных, теменных долях, а также в стриарном и экстрастриарном регионах.

Исследователи из Нью-Йоркского университета решили изучить роль затылочных отделов в осуществлении непроизвольного пространственного внимания. Они хотели проверить следующие гипотезы: необходима ли незатронутая при помощи стимуляции нейронная активность в областях первичной и вторичной зрительной коры для экзогенного внимания, а также оценить, насколько влияет ТМС на процесс контрастного различения объектов.

В исследовании приняли участие 18 человек, из которых 16 прошли тестирование на наличие фосфенов и 10 соответствовали критериям участия (8 женщин, средний возраст 24.4 ± 3.6). Эксперимент проводился в темной комнате, испытуемые клали подбородок на специальный упор для фиксации и смотрели на небольшом расстоянии на экран монитора. В центре экрана отображался черный крест (для фиксации) в течение всего эксперимента и предъявлялись стимулы из четырех точек. Участникам необходимо было определить, где располагался целевой стимул относительно центральной фиксационной точки на экране.

Эксперимент состоял из двух сессий. В первой сессии участникам проводили ТМС затылочных отделов мозга и просили нарисовать контур фосфена на экране с помощью мышки. Интенсивность стимуляции снижалась до тех пор, пока наблюдатели не сообщали, что видели фосфен только в 50 процентах случаев. Затем проводился второй сеанс – выполнение задачи на распознание ориентации в следующих условиях: без стимуляции; только с нейтральными стимулами; на максимальном уровне контраста (85%).

Помимо расположения фосфена исследователи контролировали области зрительной коры, которые обрабатывали целевой стимул-объект или стимул-дистрактор. Дистрактор представлял из себя небольшую линию, которая появлялась на экране перед предъявлением целевого стимула, чтобы непроизвольно привлечь внимание к его местоположению.

Зоны зрительной коры.


Они обнаружили, что появление фосфена связывалось со стимуляцией корковых зон V1-V2 затылочных отделов, и, вероятно, близлежащей зоны V3. Зона V1 анатомически относится к первичной зрительное коре (стриарная кора), а зона V2 к вторичной (экстрастриарной).

Таким образом, ученым удалось установить взаимосвязь между первичными и вторичными зрительными областями мозга и экзогенным вниманием во время процесса зрительного восприятия. При помощи ТМС затылочных отделов они смогли повлиять на выполнение задачи на контрастное различение объектов. Это интересный результат, так как в большинство других исследований указывало на ключевую роль лобной и теменной коры в процессе работы пространственного внимания.


Текст: Мария Богданова

Extinguishing Exogenous Attention via Transcranial Magnetic Stimulation” by Antonio Fernández, Marisa Carrasco. Current Biology.

https://doi.org/10.1016/j.cub.2020.07.068

«Одни и те же грабли»: как мозг учится на чужих ошибках

Умение учиться на чужом опыте необходимо для выживания. С помощью хемогенетики авторам статей в Nature Neuroscience удалось понять, как мозг связывает социальные сигналы с параметрами…

«Пассивный режим работы мозга» включается еще до рождения

Изучать активность головного мозга плода очень интересно: ведь ребёнок рождается уже с полностью функционирующим мозгом, и выяснить, как формируются те или иные нейронные сети во…

«Это ядро меня открыло, а не я его»: найдена новая область мозга

Австралийские нейробиологи нашли в мозге ранее неизвестную область. Об открытии они рассказали в статье, которая сейчас готовится к рецензированию. С деталями же можно ознакомиться в…

Высокий IQ повышает риск некоторых болезней?

Если сравнивать в среднем по популяции, то, оказывается, люди с высоким интеллектом находятся в группе гораздо большего риска по некоторым соматическим и психическим заболеваниям. Журнал…

Как улучшить мозг. Выпуск 30: запоминание по методу мистера Холмса

Люди, способные запоминать большое количество информации за короткий период времени, часто используют метод локусов (более известный как чертоги разума). Несмотря на то что многие из…

Человек может увидеть один фотон: экспериментальное подтверждение

В 2016 году в истории изучения одной из самых важных систем коммуникации человека с миром — зрения — случился важный прорыв. Исследователи  сумели экспериментально показать, что одного-единственного кванта света…