Az agy szinkronizálja a figyelmet igénylő területeket

Új kutatások szerint az agy úgy tűnik, hogy szinkronizálja a különböző régiók tevékenységét, ami lehetővé teszi az ember számára, hogy figyeljen vagy koncentráljon egy feladatra.

A St. Louis-i Washington Egyetem Orvostudományi Karának tudósai szerint a folyamat hasonló ahhoz, hogy több rádióadót azonos frekvenciára hangoljunk, hogy világos kommunikációs csatornákat hozzunk létre.

"Úgy gondoljuk, hogy az agy nem csak a figyelem elősegítését célzó régiókat ébreszti fel, hanem arról is gondoskodik, hogy ezek a régiók nyitott vonalakkal rendelkezzenek egymás hívására" - mondta az első szerző, Amy Daitch, végzős hallgatói kutató.

A kutatók megjegyezték, hogy az agysérülésekben vagy agyvérzésben szenvedő embereknek gyakran vannak problémáik a figyelem és a koncentráció terén.

"Az agyi sérülések figyelemhiányát úgy gondolták, mint a feladat koncentrálásához szükséges erőforrások elvesztését" - mondta Maurizio Corbetta, MD, a Norman J. Stupp neurológiai professzora.

"Ez a tanulmány azonban azt mutatja, hogy a válaszok időbeli összehangolása a különböző agyterületeken szintén nagyon fontos mechanizmus, amely hozzájárul a figyelemhez, és az agysérülés károsíthatja."

A figyelemhez kapcsolódó agyi változások elemzéséhez a tudósok az epilepsziában szenvedő betegek agyába ideiglenesen beültetett elektródák rácsait használták. Eric Leuthardt, MD, az idegsebészet és a biomérnöki tudományok egyetemi docense, a rácsok segítségével feltérképezi az agyszövet sebészeti eltávolítását, amely hozzájárul a kontrollálhatatlan rohamokhoz.

A rácsok lehetővé teszik Leuthardt laboratóriumában, hogy az emberi agy aktivitását olyan részletességgel tanulmányozza, amely más módszerrel nem érhető el - jegyezték meg a kutatók.

Normális esetben a figyelmet mágneses rezonancia képalkotás (MRI) segítségével vizsgálják, amely két-három másodpercenként észleli az agyi aktivitás változásait. De a rácsok helyén a tudósok tanulmányozhatják az ezredmásodpercekben bekövetkező változásokat.

A rácsok beültetése előtt a kutatók hét epilepsziás beteg agyát vizsgálták, MRI segítségével feltérképezve azokat a régiókat, amelyekről ismert, hogy hozzájárulnak a figyelemhez. A rácsok a helyükön azt követően figyelték az agysejteket, miközben a betegek figyelték a vizuális célpontokat, és a szemük mozgatása nélkül a számítógép képernyőjén különböző helyekre irányították a figyelmüket. Amikor a betegek meglátták a célpontokat, megnyomtak egy gombot, hogy a tudósok tudják, látták őket.

"Elemeztük azokat az agyi oszcillációkat, amelyek tükrözik a helyi agyi régió ingerelhetőségének ingadozásait - más szóval, hogy az idegsejtnek milyen nehéz vagy könnyű reagálnia egy bemenetre" - mondta Daitch. "Ha az inger detektálásában részt vevő agyi területek maximális ingerelhetőséggel rendelkeznek, akkor sokkal valószínűbb, hogy észreveszi az ingert."

Az ingerlékenység rendszeresen emelkedik és csökken az adott agyi régiót alkotó sejtekben - magyarázták a kutatók. De ezek a rezgések általában nincsenek összehangolva a különböző agyi régiók között.

A tanulmány eredményei azt mutatták, hogy amint a betegek irányították figyelmüket, a vizuális ingerekre való odafigyelés szempontjából legfontosabb agyi régiók kiigazították izgalmi ciklusukat, aminek következtében egyszerre kezdték el ütni ciklusaik csúcsait. A figyelemben nem érintett régiókban az ingerlékenységi ciklusok nem változtak a kutatók szerint.

"Ha két agyi régió ciklusai nincsenek összhangban, csökken annak az esélye, hogy az egyik régióból érkező jel átjut egy másik régióba" - mondta Corbetta.

Daitch, Corbetta és Leuthardt most azt vizsgálják, hogy nemcsak a helyszín, hanem a feladat ütemének ismerete is lehetővé teszi-e a résztvevők számára, hogy gyorsabban összehangolják agyi régióik ingerlékenységét.

A tanulmány a A Nemzeti Tudományos Akadémia közleményei.

Forrás: Washington Egyetemi Orvostudományi Kar