大脑扫描有助于揭示大脑如何忽略干扰

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通过对参与选择性注意力感受的人群进行扫描,布朗大学的研究人员已经了解了大脑似乎如何协调忽略干扰所需的反应。 /

普罗维登斯,罗德岛(布朗大学) - 当我们专注于某些事情时,我们也参与了无意识的,平行无视其他事情的行为。一项新的研究描述了大脑如何实现这种“最佳注意力不集中”。有了这些知识,布朗大学的科学家们希望他们能够利用我们的力量来忽略 - 例如减轻疼痛。

“这是关于大脑用来阻挡环境中分散注意力的事物的机制,”Brown的神经科学助理教授(研究)和该研究的相关作者Stephanie Jones说。

忽略手,参加脚

将发表在“神经科学杂志”上的新发现来自12名志愿者的脑部扫描,他们在实验过程中被告知他们会对左中指或左大拇指感到短暂的轻拍。在某些情况下,他们被告知只报告脚上感受到的刺激,并忽略他们手上的感受。在其他情况下,他们被告知只能在手中注意或报告感觉,并忽略脚中的感觉。

同时,在脑磁图(MEG)扫描中,研究人员测量了不同脑区不同脑电波频率的功率和时间。他们特别感兴趣的是体感皮层的手部触觉部分和右下额叶皮层(rIFC)之间的脑电波同步,rIFC是已知控制注意力和行动抑制的大脑的一部分。

他们观察了额叶皮层的其他附近区域,注意不要错过任何东西。这些地区充当实验控制。

研究人员发现区域之间存在显着的同步模式。特别是,看到体感皮层的手部区域和rIFC之间的同步性,当人们被告知仅仅关注脚部的感觉时,他们看到了显着的增加,相比之下,当他们被告知仅在手部感受到感觉时。

在人们被告知将注意力集中在即将到来的感觉但实际发生刺激之前的一秒之内出现了一种模式。在那个时期,负责手的体感皮层部分与注重脚的人的rIFC之间的alpha波同步性(7-14Hz)要高于注重手的人。这种模式与大脑准备压制或忽略手中感受到的感觉一致。

另一种模式出现在明显晚一秒的时候,当人们准备感受一种感觉并准备报告时(用右手点击一个按钮)。在专注于脚的人身上,负责手的体感皮层部分与rIFC之间的β波同步(15-29Hz)增加。这种模式与大脑积极抑制或忽略手中可能的感觉一致,并且与抑制对这种感觉采取行动的进一步冲动相一致(例如报告它)是一致的。这些模式特定于rIFC,并且在周围的额叶皮层控制区域没有发现。

研究人员还发现,大脑左侧的IFC(特别是左下额叶沟,IFS)和与手相关的躯体感觉皮层之间的α节律同步存在显着差异,他们推测这可能与制定规则有关关于压抑还是注意感受。

“这是一个意外的发现,”琼斯指出。

治疗不注意力?

在由Alpert医学院助理教授(研究)家庭医学助理教授Catherine Kerr领导的研究共同资深研究员的带领下,该团队已经看到,人们可以通过正念冥想来学习如何在躯体感觉皮层中操纵他们的阿尔法节律因为他们转移注意力。

新的研究结果扩展了这项工作,通过阐明α和β节律如何将躯体感觉皮层连接到额叶皮层来协调多步骤注意力从而忽略感官刺激。

琼斯和克尔现在正与精神病学和人类行为学教授本格林伯格合作,测试他们是否可以使用非侵入性经颅电流电刺激(tACS)来利用这一过程。他们将测试他们是否可以使用该技术来控制大脑部位(如体感皮层和rIFC)之间的α波和β波,以抑制注意力,甚至检测疼痛。

研究结果表明,正念冥想,也可能是通过控制阿尔法节律来扼杀注意力的机制,可以帮助人们忽视抑郁的想法。琼斯和克尔也有兴趣研究是否明确处理皮质的不同部分和rIFC之间的α和β波可以提供相同的缓解。

布朗脑科学研究所最近在校园内安装了一个新的实验室,配备了tACS和其他脑刺激研究所需的硬件。 BIBS和诺曼王子神经科学研究所正在资助与格林伯格的合作。

“这是布朗非常酷的一部分,看看你是否可以采取相当高水平的认知问题,找到大脑中的相关领域,然后弄清楚如何将它与基础神经生理学相结合,在计算模型和动物模型的水平,“克尔说。 “我们将不同的方式联系起来,看看通常不会相互对话的大脑。”

琼斯补充说,“积极努力将其带到诊所。”

该研究的主要作者是现任斯坦福大学的前布朗研究助理Matthew Sacchet和现在在哈佛大学的Roan LaPlante。其他作者包括哈佛大学的钱万,麻省理工学院的Dominique Pritchett,华盛顿大学的Adrian Lee,麻省总医院的Matti Hamalainen和布朗的克里斯托弗摩尔。

国立卫生研究院和国家科学基金会资助了这项工作。

出版物:(在出版)Journal of Neuroscience

资料来源:布朗大学

图片:布朗大学

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