解螺旋公眾號·陪伴你科研的第1914天

想象一下,，你正在qPCR加樣時；在組會上,，你專注一個匯報時,；或者當你精讀文獻時，你需要屏蔽外面嘈雜的電話交談聲音干擾,。

這幾項任務都需要你的大腦以某種方式來抑制干擾信號,，這樣你就可以專注于你關注的事情。下面介紹的研究將會從科學的角度,，來告訴我們,，動物包括人類是如何排除外界刺激的干擾，專注于一件事情的,。

麻省理工學院（下稱MIT）的神經科學家現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)了一種大腦回路,，可以幫助我們做到這一點。他們所識別的回路由前額皮質控制,，可以過濾掉不必要的背景噪音或其他分散注意力的感官刺激,。當這個回路被激活時，前額皮質會選擇性地抑制進入丘腦的感覺輸入,，而丘腦是大多數感覺信息進入大腦的地方,。

MIT的McGovern大腦研究所大腦與認知科學助理教授也是該研究的負責人Michael Halassa表示，這是一個以目標導向的方式清除所有傳入信號的基本操作,。

研究人員現(xiàn)在正在探索，這個回路的損傷是否與自閉癥患者對噪音和其他刺激的過敏有關,。研究文章發(fā)表在2019年6月12日出版的Neuron (IF = 14.318)雜志上,，MIT博士后Miho Nakajima是文章的第一作者。

我們的大腦不斷受到感官信息的轟炸,，我們能夠自動地忽略大部分信息,，甚至沒有意識到。其他干擾性更強的干擾,，比如旁邊的電話交談,，需要有意識地抑制。

在2015年的一篇論文中,，Halassa和他的同事通過訓練老鼠在視覺和聽覺提示之間轉換注意力,，探索了如何在不同類型的感官輸入之間有意識地轉移注意力。他們發(fā)現(xiàn),，在這項任務中,，老鼠會抑制相互競爭的感官輸入，讓它們專注于能給它們帶來回報的刺激,。

這一過程似乎起源于前額皮質(PFC),，它對復雜的認知行為(如計劃和決策)至關重要,。研究人員還發(fā)現(xiàn)，當動物專注于聲音刺激時,，丘腦中處理視覺的部分就會受到抑制,。然而，前額皮質和感覺丘腦之間并沒有直接的物理聯(lián)系,，所以目前還不清楚究竟是如何發(fā)揮這種控制作用的,。

圖片來源：參考資料2

在新的研究中，研究人員再次訓練老鼠在視覺和聽覺刺激之間轉換注意力,，然后繪制出相關的大腦連接圖,。這讓他們發(fā)現(xiàn)，當動物注意到聽覺刺激時,，與大腦紋狀體區(qū)域的PFC連接對于抑制視覺輸入是必要的,。

進一步的圖譜顯示，紋狀體隨后將輸入信號發(fā)送到一個叫做蒼白球的區(qū)域,，這是基底神經節(jié)的一部分,。然后基底神經節(jié)抑制丘腦處理視覺信息的部分的活動。

通過類似的實驗設置,，研究人員還發(fā)現(xiàn)了一個平行回路,，當動物注意到視覺刺激時，它會抑制聽覺輸入,。在這種情況下,，該回路通過紋狀體和丘腦的部分，這些部分與處理聲音有關,，而不是視覺,。

這些發(fā)現(xiàn)提供了一些初步的證據，證明基底神經節(jié)在控制注意力方面也發(fā)揮了作用,。眾所周知,，基底神經節(jié)對運動至關重要。研究者認識到,，在這個層次上,，PFC和感覺處理之間的聯(lián)系是通過基底神經節(jié)介導的，從這個意義上說,，基底神經節(jié)影響著對感覺處理的控制,。

研究人員還發(fā)現(xiàn)，同樣的回路不僅用于在不同類型的感官輸入(如視覺和聽覺刺激)之間切換,，還用于抑制同一種感官內分散注意力的輸入——例如,，在專注于一個人的聲音時屏蔽背景噪音。

研究小組還發(fā)現(xiàn)，當動物被告知任務將會很嘈雜時,，它們的表現(xiàn)實際上會提高,，因為它們利用這個回路來集中注意力。“這項研究使用一系列眼花繚亂的神經回路技術解剖識別分布式通路,，前額皮質與丘腦網狀核的基底神經節(jié)在合適的時間使老鼠大腦提高相關感官特性和抑制干擾,。

Halassa的實驗室目前正在對老鼠進行類似的實驗，這些老鼠經過基因工程處理,，其癥狀與自閉癥患者相似,。自閉癥譜系障礙的一個共同特征是對噪音過敏，這可能是由于大腦回路受損造成的,。

他現(xiàn)在正在研究激活這個回路是否可以降低對噪音的敏感度,。控制噪音一直是自閉癥患者的難題，現(xiàn)在人們可以開始研究這條通路上的多個節(jié)點,，試圖解開其中的秘密,。這項研究是由美國國家心理健康研究院國家神經疾病和中風研究所等機構和基金提供支持的。

參考資料：

1. http://news./2019/how-brain-ignores-distractions-0612

2. https://www.ncbi.nlm./pubmed/31202541

—END—

點下“在看”,，多根頭發(fā)