Zhrnutie: Nová štúdia skúma mozgové mechanizmy za intenzívnym zameraním. Výskum využíva fMRI na detekciu nízkofrekvenčných fluktuácií v mozgových sieťach počas sústredených a menej sústredených stavov.
Tím zistil, že určité mozgové siete sa synchronizujú a desynchronizujú, čo ovplyvňuje schopnosť človeka udržať pozornosť. Tento pohľad na dynamickú povahu mozgovej aktivity môže viesť k lepším stratégiám na zvýšenie sústredenia a pozornosti pri rôznych kognitívnych úlohách.
Dôležité fakty:
- Štúdia skúma vzťah medzi kvázi-periodickými fluktuáciami mozgovej siete a trvalou pozornosťou, pričom nachádza vzorec, ktorý sa opakuje približne každých 20 sekúnd.
- Medzi kľúčové mozgové siete patria fronto-parietálna kontrolná sieť (FPCN) a sieť predvolených režimov (DMN), ktoré zohrávajú úlohu pri zameraní úloh a internom myslení.
- Výsledky naznačujú, že synchronizácia medzi týmito sieťami môže predpovedať zmeny v úrovniach pozornosti, čo poskytuje potenciálny rámec na zlepšenie kognitívnych funkcií.
Zdroj: Gruzínsky technologický inštitút
Dolly Seeburger milovala činnosti, ktoré si vyžadovali jej plnú pozornosť, od vypĺňania hádaniek a prehrávania hudby až po čítanie a cvičenie. Spomína: „Bol to čas, keď som sa cítila najviac naplnená, akoby som patrila do tejto zóny.“ „Hodiny ubehnú, ale bude mi to pripadať ako minúty.“
Hoci je tento stav intenzívneho sústredenia nevyhnutný pre vysoko efektívnu prácu, nie je úplne pochopený. Teraz nová štúdia vedená Seeburgerovou, postgraduálnou študentkou na School of Psychology, a jej poradcom Eric Schumacher, profesor na School of Psychology, skúma mechanizmy, ktoré za tým stoja.
Do interdisciplinárneho tímu Georgia Tech patria aj Nan Xu, Sam Larson a Shela Keilholz (Coulter Department of Biomedical Engineering), spolu s Marcusom Ma (College of Computing) a Christine Godwin (School of Psychology).
Štúdia vedcov „Časovo premenlivá funkčná konektivita predpovedá trvalé kolísanie pozornosti pri úlohe sériového odpočúvania“ bola publikovaná v r. kognitívna, afektívna a behaviorálna neurovedaSkúma mozgovú aktivitu pomocou fMRI počas obdobia hlbokého sústredenia a menej sústredenej práce.
Práca je prvou, ktorá skúma nízkofrekvenčné fluktuácie medzi rôznymi sieťami v mozgu počas zaostrenia a môže slúžiť ako odrazový mostík na štúdium komplexnejšieho správania a stavov zaostrenia.
„Váš mozog je dynamický.“ Nič nie je len zapnuté alebo vypnuté, vysvetľuje Seeburger.
„Toto je fenomén, ktorý sme chceli študovať. Ako sa človek dostane do tejto oblasti? Prečo sa niektorí ľudia dokážu sústrediť lepšie ako iní? Je to niečo, čo sa dá natrénovať? Ak áno, môžeme pomôcť ľuďom, aby sa v tom zlepšili?
dynamický mozog
Práca tímu je tiež prvou, ktorá skúma vzťah medzi kolísaním pozornosti a vzormi mozgovej siete v rámci týchto nízkofrekvenčných 20-sekundových cyklov.
„Štúdie o nervových osciláciách sa už nejaký čas zameriavajú na rýchle časové frekvencie a ocenenie týchto veľmi nízkych frekvencií je relatívne nové,“ hovorí Seeburger.
„Ale tieto nízkofrekvenčné výkyvy môžu hrať dôležitú úlohu pri regulácii vyššieho poznania, ako je trvalá pozornosť.“
„Jednou z vecí, ktoré sme objavili v predchádzajúcom výskume, je, že v určitých mozgových sieťach existujú prirodzené výkyvy aktivity. Keď subjekt nevykonáva konkrétnu úlohu v MRI skeneri, vidíme, že fluktuácie sa vyskytujú približne každých 20 sekúnd,“ hovorí spoluautor Schumacher a vysvetľuje, že tím sa o vzor zaujímal, pretože je semiperiodický, čo znamená, že neopakuje sa presne každých 20 sekúnd a líši sa medzi rôznymi pokusmi a subjektmi.
Štúdiom týchto kvázi-periodických cyklov tím dúfal, že zmeria vzťah medzi fluktuáciami mozgu v týchto sieťach a fluktuáciami správania spojenými so zmenami pozornosti.
potrebujú vašu pozornosť
Na meranie pozornosti účastníci klepli na metronóm, keď boli v skeneri fMRI. Meraním toho, aká veľká variabilita bola v klepnutiach každého účastníka, mohol tím zmerať, ako bol účastník „v zóne“ – väčšia variabilita naznačuje, že sa účastník menej sústredil, zatiaľ čo presné klepanie naznačuje, že účastník bol „menej sústredený“. zónu.
Výskumníci zistili, že keď sa zmení úroveň zamerania subjektu, rôzne oblasti mozgu sa synchronizujú a desynchronizujú, konkrétne sieť fronto-parietálnej kontroly (FPCN) a sieť predvoleného režimu (DMN).
FPCN je zapojená, keď sa osoba snaží zostať na úlohe, zatiaľ čo DMN súvisí s vnútorne orientovanými myšlienkami (ktoré sa môžu vyskytnúť, keď má účastník menej sústredenú pozornosť).
„Keď je niekto mimo poľa, tieto dve siete sa zosynchronizujú a sú vo fáze pri nízkych frekvenciách,“ vysvetľuje Seeburger. „Keď je niekto v zóne, tieto siete sa desynchronizujú.“
Výsledky naznačujú, že 20-sekundové vzorce môžu pomôcť predpovedať, či si osoba udržiava pozornosť, a môžu poskytnúť dôležité poznatky pre výskumníkov na vývoj nástrojov a techník, ktoré nám môžu pomôcť hlbšie sa sústrediť.
veľký obraz
Zatiaľ čo priamy vzťah medzi správaním a mozgovou aktivitou je stále neznámy, tieto 20-sekundové vzorce v mozgových fluktuáciách sú viditeľné univerzálne a medzi druhmi.
„Ak niekoho podozrievate a jeho myseľ blúdi, dostanete tieto výkyvy. Tieto polperiodické vzory nájdete u hlodavcov. Nájdete ho u primátov, hovorí Schumacher. „Na tejto aktivite mozgovej siete je niečo zásadné.“
„Myslím, že to odpovedá na veľmi základnú otázku o vzťahu medzi správaním a mozgovou aktivitou,“ dodáva.
„Pochopenie toho, ako tieto mozgové siete spolupracujú a ovplyvňujú správanie, by mohlo viesť k novým liečebným postupom, ktoré pomôžu ľuďom zorganizovať si mozgové siete najefektívnejším spôsobom.“
A hoci táto jednoduchá úloha nemôže skúmať zložité správanie, štúdia môže slúžiť ako odrazový mostík na prechod do zložitejších situácií správania a zamerania.
„Ďalej by som chcel študovať trvalú meditáciu prirodzenejším spôsobom,“ hovorí Seeburger. „Dúfam, že dokážeme zlepšiť chápanie pozornosti a pomôcť ľuďom získať lepšiu kontrolu nad ich schopnosťou kontrolovať, udržiavať a zvyšovať.“
Meditácia a neuroveda skúmajú správy o tom
autor: Jess Hunt-Ralston
Zdroj: Gruzínsky technologický inštitút
kontakt: Jess Hunt-Ralston – Technologický inštitút v Georgii
obrázok: Obrázok priradený Neuroscience News
Pôvodný výskum: otvorený prístup.
,Časovo sa meniaca funkčná konektivita predpovedá trvalé kolísanie pozornosti v úlohe sériového odpočúvania.Dolly T. Seeburger a kol. kognitívna, afektívna a behaviorálna neuroveda
abstraktné
Časovo sa meniaca funkčná konektivita predpovedá trvalé kolísanie pozornosti v úlohe sériového odpočúvania.
Mechanizmy, ako rozsiahle mozgové siete prispievajú k trvalej pozornosti, nie sú známe. Pozornosť sa mení od okamihu k okamihu a táto nepretržitá zmena je v súlade s dynamickými zmenami vo funkčnej konektivite medzi mozgovými sieťami zapojenými do vnútornej a vonkajšej alokácie pozornosti.
V tejto štúdii sme skúmali, ako sa aktivita mozgovej siete mení na rôznych úrovniach (t. j. „zónach“) zamerania pozornosti.
Účastníci vykonali úlohu poklepania prstom a na základe predchádzajúceho výskumu sa zistilo, že výkon alebo podmienky v zóne majú menšiu variabilitu reakčného času a naopak, mimo zóny. Relácie v rámci zóny sa zvyčajne vyskytujú skôr v relácii ako bloky mimo zóny. To nie je prekvapujúce vzhľadom na to, ako sa pozornosť v priebehu času mení.
Použitím novej metódy časovo premennej funkčnej konektivity, nazývanej kváziperiodická analýza vzorov (t. j. spoľahlivé nízkofrekvenčné fluktuácie na úrovni siete), sme zistili, že sieť v predvolenom režime (DMN) a funkcia Aktivita medzi pozitívnymi sieťami (TPN) je výrazne viac antikorelovaný počas stavov v rámci zóny oproti stavom mimo zóny.
Okrem toho je to prepínač frontoparietálnej riadiacej siete (FPCN), ktorý oddeľuje dva stavy zóny. Aktivita v dorzálnej sieti pozornosti (DAN) a DMN bola desynchronizovaná v oboch zónových stavoch.
Počas obdobia mimo zóny sa FPCN synchronizovalo s DMN, zatiaľ čo počas obdobia mimo zóny sa FPCN synchronizovalo s DAN. Naproti tomu sieť ventrálnej pozornosti (VAN) sa synchronizuje tesnejšie s DMN počas období v zóne v porovnaní s obdobiami mimo zóny.
Tieto zistenia ukazujú, že časovo premenná funkčná konektivita nízkofrekvenčných fluktuácií v rôznych mozgových sieťach sa mení s fluktuáciami trvalej pozornosti alebo iných procesov, ktoré sa menia v priebehu času.
