Smadzenes sinhronizē apgabalus, lai pievērstu uzmanību
Jauni pētījumi atklāja, ka smadzenes, šķiet, sinhronizē dažādu reģionu darbību, kas ļauj personai pievērst uzmanību vai koncentrēties uz kādu uzdevumu.
Saskaņā ar zinātniekiem Vašingtonas Universitātes Medicīnas skolā Sentluisā, process ir līdzīgs vairāku rāciju noskaņošanai vienā frekvencē, lai izveidotu skaidrus saziņas kanālus.
"Mēs domājam, ka smadzenes ne tikai piesaista reģionus, kas atvieglo uzmanību, bet arī nodrošina, ka šiem reģioniem ir atvērtas līnijas, lai zvanītu viens otram," sacīja pirmā autore Eimija Deita, maģistrantūras pētniece.
Pētnieki atzīmēja, ka cilvēkiem, kuri cieš no smadzeņu traumām vai insultiem, bieži ir problēmas pievērst uzmanību un koncentrēties.
"Uzmanības deficīts smadzeņu traumu gadījumā tiek uzskatīts par tādu resursu zaudēšanu, kas nepieciešami, lai koncentrētos uz uzdevumu," sacīja vecākais autors Mauricio Corbetta, MD, Norman J. Stupp neiroloģijas profesors.
"Tomēr šis pētījums parāda, ka reakciju īslaicīga izlīdzināšana dažādās smadzeņu zonās ir arī ļoti svarīgs mehānisms, kas veicina uzmanību un ko var traucēt smadzeņu traumas."
Lai analizētu smadzeņu izmaiņas, kas saistītas ar uzmanību, zinātnieki izmantoja elektrodu režģus, kas īslaicīgi implantēti uz epilepsijas slimnieku smadzenēm. Līdzautors Eric Leuthardt, MD, neiroķirurģijas un bioinženierijas asociētais profesors, izmanto režģus, lai kartētu smadzeņu audu ķirurģisku noņemšanu, kas veicina nekontrolējamas lēkmes.
Režģi arī ļauj Leuthardt laboratorijai izpētīt cilvēka smadzeņu darbību detalizācijas pakāpē, kas nav pieejama, izmantojot jebkuru citu metodi, atzīmēja pētnieki.
Parasti viņi izmeklē uzmanību, izmantojot magnētiskās rezonanses attēlveidošanu (MRI), kas var noteikt smadzeņu darbības izmaiņas, kas notiek ik pēc divām līdz trim sekundēm. Bet, kad režģi ir uzstādīti, zinātnieki var izpētīt izmaiņas, kas notiek milisekundēs.
Pirms režģu implantēšanas pētnieki skenēja septiņu epilepsijas slimnieku smadzenes, izmantojot MRI, lai kartētu reģionus, kas, kā zināms, veicina uzmanību. Kad režģi ir uzstādīti, viņi pēc tam novēroja smadzeņu šūnas, kamēr pacienti vēroja vizuālos mērķus, pievēršot uzmanību dažādām vietām datora ekrānā, nepārvietojot acis. Kad pacienti ieraudzīja mērķus, viņi nospieda pogu, lai zinātnieki zinātu, ka viņi tos ir redzējuši.
"Mēs analizējām smadzeņu svārstības, kas atspoguļo vietējā smadzeņu reģiona uzbudināmības svārstības - citiem vārdiem sakot, cik grūti vai viegli neironam ir reaģēt uz ievadi," sacīja Deits. "Ja smadzeņu apgabali, kas iesaistīti stimula noteikšanā, ir maksimāli uzbudināmi, jūs, visticamāk, pamanīsit stimulu."
Uzbudināmība regulāri palielinās un samazinās šūnās, kas veido noteiktu smadzeņu reģionu, paskaidroja pētnieki. Bet šīs svārstības parasti nav saskaņotas starp dažādiem smadzeņu reģioniem.
Pētījuma rezultāti parādīja, ka pacientiem pievēršot uzmanību, smadzeņu reģioni, kas ir vissvarīgākie, pievēršot uzmanību vizuālajiem stimuliem, koriģēja viņu uzbudināmības ciklus, liekot viņiem vienlaikus sākt sisties ar savu ciklu virsotnēm. Reģionos, kas nav pievērsti uzmanībai, uzbudināmības cikli nemainījās, norāda pētnieki.
"Ja divu smadzeņu reģionu cikli ir nesaskaņoti, samazinās izredzes, ka signāls no viena reģiona nokļūs citā reģionā," sacīja Korbeta.
Daitch, Corbetta un Leuthardt tagad pēta, vai ne tikai atrašanās vietas, bet arī uzdevuma tempa zināšana ļauj dalībniekiem ātrāk savest smadzeņu reģionu uzbudināmību.
Pētījums tika publicēts Nacionālās Zinātņu akadēmijas raksti.
Avots: Vašingtonas Universitātes Medicīnas skola
