Ученые обнаружили группу нейронов в древней области мозга, которая помогает животным удерживать внимание. Эти клетки, похоже, работают как внутренний фильтр: они отсеивают отвлекающие сигналы и помогают мозгу сосредоточиться на самой важной информации.
Открытие сделали исследователи из Университета Джонса Хопкинса в экспериментах на мышах. По их словам, речь идет о системе мозга, которая есть у всех позвоночных, включая человека. В будущем это может помочь в разработке более точных методов лечения расстройств, связанных с вниманием.
Старший автор исследования Шриш Майсор объяснил, что при СДВГ даже слабые отвлекающие стимулы могут уводить внимание в сторону. Именно это ученые увидели, когда временно “выключали” найденные нейроны. Но уже на следующий день, когда клетки снова работали, то же животное снова могло игнорировать отвлекающие сигналы — даже очень сильные.
Исследование, финансируемое на федеральном уровне, недавно было опубликовано в Nature Communications и выбрано редакцией как одна из заметных работ.
Люди и животные постоянно выбирают, на что обращать внимание. Мозгу приходится отделять важное от второстепенного: например, слушать разговор в шумной комнате или заметить знакомого человека в толпе. Эта способность называется избирательным пространственным вниманием. Нарушения такого процесса связывают с аутизмом и синдромом дефицита внимания и гиперактивности.
Долгое время ученые считали, что внимание в основном контролирует префронтальная кора — область мозга, особенно развитая у людей и других приматов. Но у этой версии была проблема. Многие животные тоже умеют фокусироваться, хотя у них нет настолько развитой префронтальной коры.
Ведущий автор исследования Нинад Котхари отметил, что если посмотреть на эволюцию, птицы и рыбы тоже обладают этой способностью уже сотни миллионов лет. При этом у них обычно нет высокоразвитой префронтальной коры. Поэтому ученые задались вопросом: как мозг решает задачу внимания без нее?
Исследователи нашли ответ в стволе мозга — эволюционно древней области. Там они обнаружили сеть тормозных нейронов, которые помогают регулировать внимание у мышей. Такие нейроны есть у разных позвоночных, включая птиц и рыб. Интерес к ним вырос из более ранних исследований Майсора и других ученых, изучавших птиц, лягушек и черепах.
Чтобы проверить роль этих клеток, команда разработала задачу на внимание, похожую на те, что используют в исследованиях людей. Мышам показывали визуальные сигналы на экране. Животные получали награду, если правильно реагировали на информацию прямо перед собой и игнорировали отвлекающие сигналы сбоку.
Пока нейроны в стволе мозга работали, мыши справлялись с заданием. Но когда исследователи временно отключали эти клетки, животные становились чрезмерно отвлекаемыми.
Ученые провели дополнительные проверки, чтобы понять, не связана ли ошибка с проблемами зрения или движений. Эти причины исключили. Оказалось, что мыши теряли именно способность оценивать конкурирующие сигналы и выбирать самый важный.
По словам Майсора, нарушалась только способность сравнивать разные фрагменты информации и обращать внимание на то место, где находится наиболее значимый сигнал. Он описал эту часть мозга как своего рода механизм выбора внимания, который помогает мозгу решить: на что сейчас важнее всего смотреть или реагировать.
Теперь исследователи хотят понять, как именно эти нейроны влияют на пространственное внимание у разных позвоночных и выполняют ли они такую же функцию у человека.
Майсор отметил, что имеющиеся данные указывают: такие нейроны, вероятно, есть и у людей. Но главный вопрос остается открытым — отвечают ли они у человека за избирательное пространственное внимание. По словам ученого, это важная и очень интересная гипотеза.
В будущих исследованиях ученые могут изучить активность этих нейронов у людей с СДВГ и аутизмом. Если окажется, что при этих состояниях клетки работают иначе, открытие может помочь в создании более точных лекарств и методов терапии.
