• РЕГИСТРАЦИЯ

Самостоятельная настройка активности мозга в альфа-диапазоне улучшила внимание

Drozd
Всё, о чём не расскажет РЕН-ТВ
6 декабря 2019 г. 17:40 1 1527

 

Robert Desimone et al. / Neuron, 2019

Ученые из Массачусетского технологического института научили участников эксперимента регулировать активность теменной доли правого или левого полушария в альфа-диапазоне. Для этого они регистрировали активность их мозга с помощью магнитоэнцефалографа и регулировали распределением полученной альфа-активности то, что участники видят на экране. В результате участники начали обращать больше внимания на то, что находится ипсилатерально полушарию, активность которого они меняли. Это, с одной стороны, указывает на ингибирующую функцию альфа-ритмов в процессе внимания, а с другой — указывает на прямое воздействие такой активности на когнитивные функции, пишут ученые в журнале Neuron.

В первую очередь работа процессов внимания требует того, чтобы его объект был в фокусе — как сенсорном, так и когнитивном. Это, однако, только часть задачи: для того, чтобы человек мог сосредоточиться на каком-то объекте или занятии, все нерелевантные задачи должны игнорироваться. Здесь, в свою очередь, должны работать ингибиторные механизмы: мозгу необходимо эффективно подавлять ответ на ненужную в определенный момент времени сенсорную стимуляцию.

Один из потенциальных механизмов подобного ингибиторного контроля — регуляция синхронизации активности мозга в альфа-диапазоне (от 8 до 14 Гц). Повышенная синхронизация альфа-ритмов в одном полушарии мозга связана со сниженным вниманием к тому, что попадает в контралатеральное рецептивное поле, а пониженная синхронизация — наоборот, связана с повышенным вниманием.

Тем не менее, характер такой связи изучен плохо: с одной стороны, это может быть обычной корреляцией, в случае чего подобная синхронизация может попросту сопровождать процесс распределения внимания, но не влиять на него. С другой стороны, если связь причинно-следственная, и характер синхронизации в действительности влияет на то, как внимание распределяется и работает, механизм этот можно использовать — грубо говоря, настраивать внимание по тому, как именно происходит активность в альфа-диапазоне. 

Роберт Десимон (Robert Desimone) из Массачусетского технологического института и его коллеги решили проверить этот подход экспериментально — они научили 20 добровольцев контролировать и регулировать активность теменной доли либо левого, либо правого полушария в альфа-диапазоне. 

Для этого они использовали магнитоэнцефалографию (МЭГ) — метод, который позволяет визуализировать активность мозга с высоким временным и пространственным разрешением. Участников эксперимента разделили на две группы: одной группе необходимо было увеличивать активность правой теменной доли относительно левой, а второй группе — левой относительно правой. Так как увеличение активности в альфа-диапазоне приводит к ингибированию информации, поступающей в соответствующее (контрлатеральное) зрительное поле, ученые предположили, что подавление активности правого полушария приведет к повышенному вниманию к тому, что происходит в ипсилатеральном зрительном поле — правом, и то же самое будет происходить и в левом полушарии.

Во время эксперимента участникам показывали круг, состоящий из серых контрастных полос. Задача участников состояла в том, чтобы увеличить контрастность полос так, чтобы можно было различить их направление. Самим участникам предлагалось сделать это «силой мысли», но на деле контрастность менялась в соответствии с индексом альфа-асимметрии — в том случае, если активность одного полушария (в зависимости от группы) в альфа-диапазоне превосходила активность другого полушария. Затем полученный контраст убирали и через три секунды показывали другой круг — с либо таким же направлением линий, либо отклоненным на пять процентов: участникам необходимо было решить, соответствует ли направление линий тому, которое они видели до этого.

Несмотря на сложность задания, участникам удалось правильно определить направление линий в 74 процентах случаев, что значительно выше случайного попадания. С учетом того, что линии участники могли разглядеть только в том случае, если активность их мозга в альфа-диапазоне менялась, ученые заключили, что им удалось создать работающую систему обратного ответа. Кроме того, анализ снятых с МЭГ данных показал, что активность соответствующего группе полушария в альфа-диапазоне в действительности увеличивалась к концу тренировки.

 

Альфа-ритмы в левом (синим) и правом (красным) полушарии в зависимости от группы и времени выполнения задания

Robert Desimone et al. / Neuron, 2019

Во время эксперимента некоторым участникам также показывали отвлекающий стимул — слева или справа от круга с линиями — и просили его игнорировать, не отвлекаясь от выполнения задания. Анализ МЭГ-данных показал, что игнорирование стимула с правой стороны связано с повышенной активностью теменной доли правого полушария, а стимула с левой стороны — с повышенной активностью левого полушария, опять же — в альфа-диапазоне. 

 

 

Распределение внимания и альфа-активности относительно ипсилатеральной стороны (синим) и контрлатеральной стороны (красным)

Robert Desimone et al. / Neuron, 2019

Наконец, ученые решили внимательнее изучить, как регуляция синхронизации в действительности регулирует процессы внимания. Сначала они провели эксперимент с использованием познеровской парадигмы: в таком эксперименте справа или слева от фиксационного креста на экране появляются фигуры, и измеряется то, как быстро участник исследования реагирует на каждую из них. Оказалось, что обучение синхронизации альфа-ритмов (в сравнении с результатами эксперимента до тренировки) приводит к некоторой заметной предвзятости внимания: в зависимости от группы больше внимания уделялось стимулу, появляющемуся в ипсилатеральном зрительном поле.

 

 

Активность мозга в альфа-диапазоне в зависимости от группы и места предъявления отвлекающего стимула

Robert Desimone et al. / Neuron, 2019

Подобная предвзятость имела довольно долгосрочный эффект: в двух дополнительных экспериментах участникам показывали либо те же самые круги с полосками или картинки, а движения их глаз регистрировали с помощью айтрекера. В случае, если участникам говорили, на какую сторону обратить внимание, они смотрели туда, куда нужно, а если нет — также больше внимания уделяли ипсилатеральному зрительному полю в зависимости от того, активность какого полушария мозга им надо было регулировать.

 

 

Распределение внимания в левую (внизу графика) и правую сторону в зависимости от группы (светлым — левое полушарие, темным — правое)

Robert Desimone et al. / Neuron, 2019

Несмотря на то, что участникам не было точно известно, что именно они делают, им все же удалось регулировать активность в альфа-диапазоне таким образом, чтобы ингибировать информацию в контрлатеральном зрительном поле и уделить больше внимания тому, что происходит в ипсилатеральном. По мнению ученых, их работа указывает на то, что альфа-ритмы напрямую регулируют зрительное внимание. Кроме того, эффект, по-видимому, не просто проявляется сразу же, но также и остается на некоторое время после того, как активность была нужным образом отрегулирована. 

«Настройка» активности двух полушарий в альфа-ритме также помогает и в лечении психических расстройств: в марте этого года ученым в эксперименте на 32 добровольцах с помощью электрической стимуляции переменным током удалось восстановить синхронизацию активности в альфа-ритме и уменьшить симптомы депрессии, а эффект сохранился минимум на четыре недели.

Елизавета Ивтушок

https://nplus1.ru/news/2019/12...

Всё, о чём не расскажет РЕН-ТВ

Пара важных моментов по Мишустину

Это не совсем эфирная разведка, скорее просто пара важных слов о том, кого вчера ВВП выдвинул в премьер-министры. И главное - для чего. 1. Пожалуйста, не спешите прямо сразу н...

Реформы и предсказания по теме конституционной реформы

Как я всегда говорю, «аналитика не терпит суеты». Из-за этого у меня иногда бывают трения с редакторами изданий, которые хотят статьи «по горячим следам», а я отвечаю «По...

Цель Путина - не сохранение режима личной власти, а создание эффективно функционирующей политической системы

События, произошедшие в политической жизни страны 15 января 2020 года, безусловно, будут вписаны в новейшую историю России как переломный момент государственного строительства в эпоху п...

Ваш комментарий сохранен и будет опубликован сразу после вашей авторизации.

0 новых комментариев

    Загрузка...
    Drozd 17 января 19:11

    Океаны Земли нагреваются так, словно каждую секунду в них падает пять атомных бомб

    Мы часто пишем об изменении климата и о том, как оно влияет на океаны Земли. Так, согласно данным последнего доклада Международной группы экспертов по изменению климата (МГЭИК) под эгидой ООН, который посвящен текущим проблемам океанов, из-за таяния ледников повышается уровень моря, что влечет за собой потенциально катастрофические последствия. Еще...
    2040
    Drozd 17 января 18:35

    Самцы шимпанзе подружились с братьями и отцами

      Aaron Sandel / UT Austin Американские антропологи выяснили, что самцы шимпанзе в возрасте от 12 до 21 года формируют прочные связи с другими самцами, причем независимо от возраста. Чаще всего отношения наблюдаются среди единоутробных братьев, но нередко самцы дружат и с особями постарше. Особи постарше, в свою очередь, иногда оказываются отцами: как и...
    369
    Drozd 17 января 11:17

    Почему ученые так уверены, что неандертальцы были опытными пловцами?

    Как вы себе представляете наших далеких предков неандертальцев, которые жили тысячи лет назад? Наверное, в вашем воображении возникает картина с угрюмыми людьми с грубыми чертами лица и массивной мускулатурой, которые охотятся на крупных животных на просторах холодной Евразии. Считается, что в те времена они еще не могли в полной мере освоить прямохождение, но пр...
    654
    Drozd 14 января 19:33

    Исследование: температура океана достигла рекордных значений

    Исследование международной команды ученых показало, что температура океана достигла рекордных значений. Они отметили, что это доказывает «неопровержимое и ускоряющееся» нагревание планеты. Мировой океан является наиболее четкой мерой климатической ситуации, поскольку он поглощает более 90% тепла, которые выделяются при сжигании ископаемого топл...
    1875
    Drozd 14 января 15:24

    Краснеешь от спиртного? Не пей: Альцгеймер придёт.

    Пока одни учёные разрабатывают вакцину от болезни Альцгеймера и генетический тест, определяющий предрасположенность к нему, другие продолжают искать факторы, которые могут подтолкнуть развитие этого недуга. И кое-что даже находят. И снова на арене британские учёные. На этот раз из Стэнфордского университета.  С дрессированными мышами-мутантам...
    1564
    Drozd 10 января 17:30

    Тайна смерти альфа-акулы: кто убил и съел громадную хищницу?

    В 2003 году в Австралии проводился масштабный проект по установке специальных датчиков на спинные плавники больших белых акул – так ученые могли отслеживать их перемещения, температуру и другие параметры. Одной из акул, на которую закрепили датчик, была крупная здоровая самка трех метров в длину. Ее нарекли «альфа-акулой» и, пометив, отпустили борозд...
    6863
    Drozd 10 января 15:57

    Toyota запланировала построить город будущего Woven City

    Японская компания Toyota планирует построить у подножия священной горы Фудзияма город будущего Woven City. Он станет самым комфортным населенным пунктом страны, а заодно будет выполнять функции полигона для тестирования инновационных технологий. Планы компании не назовешь долгосрочными — строительство начнется уже в 2021 году. Инновационный город Woven City ...
    1507
    Drozd 9 января 21:04

    2019 год в Австралии стал самым жарким и засушливым за всю историю метеонаблюдений

    2019 год стал самым жарким и засушливым за всю историю Австралии — это привело к мощнейшим пожарам, в результате которых с октября по январь в стране выгорело около 7 млн га лесов. Об этом говорится в сообщении Австралийского метеорологического бюро. Ученые собирают данные об общей температуре на территории Австралии с 1900 года, а данные об объ...
    1885
    Drozd 9 января 19:36

    От черепа австралопитека до секвенирования неандертальца: что мы знаем о предках

    В отличие от современных людей, наши далекие предки оказали крайне маленькое влияние на Землю. Они практически ничего не делали своими руками, а историю их жизни можно изучать только по фрагментам черепов, бедренной кости или, если повезет, редких каменных инструментов. «Хайтек» проанализировал, как последние 10 лет изменили представление науки о происхожд...
    1976
    Drozd 9 января 12:53

    Самый большой съедобный гриб в мире

    Белый зонтик в руках этой африканской девочки — термитомицес титанический (Termitomyces titanicus), считающийся самым большим съедобным грибом в мире. Диаметр шляпок этого гриба, встречающегося в Замбии и сопредельных регионах, составляет 40–60 см, а в отдельных случаях может достигать одного метра. Вес шестидесятисантиметровых экземпляров превышает 2 ...
    2253
    Drozd 7 января 19:24

    Захват движения пальцев через фронтальную камеру смартфона

    IT-индустрия так и не оставляет попыток сделать клавиатуру виртуальной. По идее тут для набора текста нужно поставить перед собой устройство и печатать на любой ровной поверхности. Есть ли у этого направления хоть какие то перспективы? А как же "мягкое нажатие"? Говорят, что печатать "слепым методом" без ощущения клавиш не реально. Или все э...
    2368
    Drozd 7 января 12:40

    Первый ноутбук со складным экраном

    Lenovo анонсировала на выставке CES 2020 ноутбук ThinkPad X1 Fold с гибким OLED-экраном. В отличие от традиционных ноутбуков, устройство можно сложить пополам, а для набора текста предусмотрена внешняя беспроводная клавиатура. Thinkpad X1 Fold можно использовать как в полностью раскрытом, так и в наполовину сложенном режиме. Ноутбук поддерживает экранную кл...
    2280
    Drozd 5 января 17:29

    Микробы в гуминовых озерах создают омега-3 жирные кислоты из микропластика

    Микробы в гуминовых озерах создают омега-3 жирные кислоты из микропластика. К такому выводу пришли биологи из Университета Ювяскюля в Финляндии, которые специально использовали маркировку изотопами углерода, чтобы следить за движением полиэтилена в пищевой цепочке. Об этом пишет Nature. Растущее количество пластиковых отходов достаточно давно волнует ...
    2574
    Drozd 5 января 12:04

    Радиация и Чернобыль. Дикие животные в зоне отчуждения

    Лось в Чернобыльской зоне Прилегающий к электростанции сосновый лес получил такую высокую дозу радиации, что деревья мгновенно умерли и порыжели. Из животных не выжил почти никто. Казалось очевидным, что эта территория абсолютно непригодна для жизни - и останется мертвой зоной по меньшей мере на несколько веков (учитывая скорость, с которой радиоактивные вещ...
    4903
    Drozd 3 января 12:22

    Ученые были правы. Как в 2019 году мир окончательно признал проблему изменения климата

    Ничто не вечно. Менее десяти тысяч лет назад Сахара была пышной и тропической местностью, с лесами, сгруппированными вокруг самого большого пресноводного озера на планете. Озеро исчезло за несколько сотен лет и сегодня на его месте нет ничего, кроме пыли. Климат всегда менялся. Но то, что климат менялся в прошлом, не означает, что в этот раз мы не несем ответственност...
    3145
    Drozd 1 января 22:02

    Генетически модифицированный Золотой Рис одобрен на Филиппинах

    В Золотом Рисе содержится оранжевый пигмент бета-каротин, который наш организм способен превратить в витамин А Филиппины станут первой страной с серьезной проблемой дифицита витамина А, которая одобрила Золотой Рис, ожидается, это решение снизит детскую смертность на треть. "Это победа для науки, сельского хозяйства и всех филиппинцев" -&nbs...
    3086
    Drozd 29 декабря 2019 г. 10:47

    Найден неизвестный науке минерал

    Космос — удивительное место, способное удивить любого даже самого искушенного ученого. Так, метеорит из небольшого австралийского городка Уэддерберн на протяжении почти 60 лет является самым неизученным на планете минералом, приблизительный состав которого ученые пытаются выяснить с 1951 года. Как сообщает портал sciencealert.com, маленький 210-граммов...
    4040
    Drozd 28 декабря 2019 г. 21:38

    Как киты могут незаметно подкрадываться к косякам рыбы

    Рыбы в многочисленной стае очень чутки, что дает им возможность моментально убегать от приближающегося хищника. Однако кит-горбач не кажется для них опасностью до того момента, когда уже поздно. Почему это так, недавно выяснили американские ученые. Реклама Рыбы собираются в многочисленные косяки. Это одна из форм защиты: она позволяет им реагировать на пр...
    4973
    Drozd 28 декабря 2019 г. 14:12

    5 способов использовать бывший в употреблении пластик без вреда для окружающей среды

    Многие люди всерьез обеспокоены масштабными накоплениями пластмассовых отходов, которые стали все чаще встречаться в мировом океане, земле и даже в теле животных. Ежегодно возрастающий уровень загрязненности пластиком грозит экологической катастрофой, в результате которой могут погибнуть тысячи видов флоры и фауны. Помимо длительного разложения, пластик выделяет ...
    3834
    Drozd 28 декабря 2019 г. 13:55

    Как живые. Кого ученые обнаружили в якутской многолетней мерзлоте

    Очередная попытка выделить целую ДНК из хорошо сохранившихся останков доисторического животного провалилась. Шведские палеонтологи, изучавшие геном щенка возрастом 18 тысяч лет, даже не смогли определить, был он собакой или волком. На подходе исследование образцов жидкой крови, взятых из сердца лошади, пролежавшей в вечной мерзлоте 42 тысячи лет. Также в распор...
    5613
    Служба поддержи

    Яндекс.Метрика