Ученые обнаружили древние нейроны, контролирующие внимание

Фото из открытых источников

Нейроны, расположенные в древней части мозга, контролируют способность концентрироваться, подавляя отвлекающие факторы и направляя внимание. Открытие этих нейронов у мышей исследователями из Университета Джонса Хопкинса в части мозга, которая присутствует у всех позвоночных, включая человека, может стать первым шагом к более целенаправленному лечению расстройств внимания. Результаты нового исследования были опубликованы в журнале Nature Communications.

«Отличительной чертой СДВГ является то, что даже слабые отвлекающие факторы отвлекают внимание — и именно это мы наблюдаем здесь, когда эти нейроны отключаются», — сказал соавтор исследования Шриш Майсор, нейробиолог, изучающий нейронные цепи, связанные с поведением. «Но уже на следующий день, когда нейроны снова включаются, то же животное может снова игнорировать отвлекающие факторы, даже очень сильные».

Большинство животных и людей способны сосредоточиться на наиболее важной информации в данный момент, отфильтровывая при этом отвлекающие факторы. Это помогает людям найти друга в толпе или следить за разговором в шумном помещении. Эта способность, избирательное пространственное внимание, нарушается при таких состояниях, как аутизм и синдром дефицита внимания и гиперактивности (СДВГ).

Долгое время считалось, что внимание регулируется исключительно префронтальной корой головного мозга — областью, высокоразвитой только у людей и приматов. Но это не объясняет, как многие другие животные также способны уделять внимание и концентрироваться.

«Если мы действительно заглянем в эволюцию, то увидим, что птицы и рыбы обладали этой способностью на протяжении сотен миллионов лет. И у них, как правило, не очень развита префронтальная кора, так как же мозг решает эту проблему?» — сказал соавтор исследования Нинад Котари. «Нам удалось идентифицировать эволюционно древнюю область в стволе головного мозга, которая обеспечивает эту способность».

Исследователи обнаружили, что внимание у мышей также контролируется в стволе головного мозга с помощью цепи тормозных нейронов, которая есть у всех позвоночных, включая птиц и рыб. Импульсом для идентификации этих нейронов у мышей и исследования их функции у млекопитающих послужили более ранние исследования птиц, лягушек и черепах, проведенные Майсуром и другими учеными.

Команда исследователей предложила мышам выполнить задание на концентрацию внимания, аналогичное человеческому. Мыши должны были сосредоточиться на визуальной информации, отображаемой непосредственно перед ними на экране, игнорируя отвлекающую информацию сбоку. Мыши получали вознаграждение, если касались экрана носом в месте, обозначенном информацией перед ними, а не в месте, обозначенном отвлекающей информацией. Мыши отлично справлялись с заданием, пока команда временно не отключила нейроны ствола головного мозга.

«Когда мы деактивируем эти нейроны, мыши становятся крайне отвлекаемыми», — сказал Котари.

Команда провела дополнительные исследования, чтобы исключить любые нарушения двигательной активности или способности животного видеть объекты как причину неуспеха мышей в выполнении задания после подавления активности этих нейронов.

«Единственное, что было нарушено, — это их способность обрабатывать конкурирующие фрагменты информации, сравнивать их и сосредотачиваться на том участке, где содержится наиболее важная информация», — сказал Майсор. «Эта часть мозга подобна механизму избирательного внимания. Она помогает решить вопрос: «На какую самую важную информацию мне следует обратить внимание прямо сейчас?»

Далее команда хотела бы выяснить, как эти нейроны контролируют пространственное внимание у позвоночных и, в конечном итоге, в какой степени они участвуют в процессе концентрации внимания у человека.

«Все имеющиеся на сегодняшний день данные свидетельствуют о том, что эти нейроны существуют и у людей, — сказал Майсор. — Но отвечают ли они за избирательное пространственное внимание у людей? Интересная гипотеза заключается в том, что они играют решающую роль».

Они хотели бы измерить активность этих нейронов у людей с СДВГ и аутизмом, и если их функция действительно нарушена, это может привести к разработке более целенаправленных лекарств и методов лечения.