Новости и мнения

Контроль над обезьяной

Даже оставаясь неподвижными, макаки способны увеличивать активность определенной области мозга, улучшая их концентрацию и поисковые способности.

Хотя давно известно, что люди и другие приматы сознательно контролируют свою мозговую деятельность, чтобы производить и регулировать движение, недавние исследования пациентов с СДВГ и других людей показали, что люди могут также сознательно контролировать деятельность в областях мозга, связанных с движением без движется вообще. Теперь та же самая способность была обнаружена у обезьян: по данным исследования, опубликованного вчера (26 мая) на Science Express, обезьяны макаки могут активно увеличивать нейронную активность определенных областей мозга, улучшая их концентрацию и лучше идентифицируя визуальные цели.

«Это первый пример« прямого »нейронного контроля у этих животных», – сказал Роберт Шафер, специалист по неврологии в Массачусетском технологическом институте и ведущий автор исследования. Обезьяны могли изменять свою мозговую деятельность «без движений глаз, визуальной стимуляции или тренировки какой-либо поведенческой реакции», сказал он.

«В прошлом функциональные исследования МРТ показали, что люди могут модулировать активность мозга, когда им дают мгновенную обратную связь об их активности мозга. Подобные исследования до сих пор не проводились на обезьянах», – сказал Джошуа Браун, директор лаборатории когнитивного контроля. в Университете Индианы, который не принимал участия в исследовании, сообщил The Scientist по электронной почте. «Преимущество изучения обезьян таким способом заключается в том, что можно увидеть, как контролируются отдельные нервы», вставляя зонды непосредственно в области мозга, представляющие интерес.

Когда приматы двигают глазами или даже просто готовятся к движению, активность мозга увеличивается в области лобного поля зрения (FEF), области в лобной доле мозга, которая отвечает за быстрые синхронизированные движения глаз. «Мы делаем [эти движения глаз] примерно четыре раза в секунду, например, когда читаем этот текст», – сказала Тирин Мур, нейробиолог Стенфордского университета и соавтор исследования.

В новом исследовании Шафер (ранее аспирант в лаборатории Мура в Стэнфорде) и Мур записали активность 94 нейронов в FEF двух живых макак-макак. Чтобы определить, могут ли обезьяны научиться контролировать свою деятельность мозга в этом регионе, животных обучали смотреть на черную точку на экране, чтобы они не двигали глазами. Исследователи играли музыкальный тон, который усиливался по высоте при увеличении активности FEF и становился все глубже по мере того, как нейроны запускали медленнее, и награждали обезьян каплями яблочного сока за поддержание их активности FEF с повышенной или пониженной скоростью. В течение примерно 3 месяцев обезьяны научились связывать вознаграждение с желаемым тоном и добровольно соответствующим образом корректировали уровень своей активности FEF.

Исследователи также обнаружили, что, когда обезьяны увеличивали нейронную активность в их FEF, животные могли более точно найти цель поиска. Во время упражнения FEF исследователи время от времени высвечивали объекты на экране и вознаграждали обезьян за то, что они направили свой взгляд на прямоугольник, но не на другие фигуры. В то время, когда обезьяны сознательно увеличивали свою активность FEF, они могли обнаружить прямоугольную форму с большей точностью на 16,5%, чем когда они сознательно уменьшали свою активность FEF.

«Когда обезьяны научились контролировать свою мозговую деятельность, нервы в той части мозга, которая контролирует внимание и движения глаз, были в большей степени способны обнаруживать визуальные сигналы в окружающей среде», – сказал Браун.

Хотя исследование не определило, как именно обезьянам удается увеличить нейронную активность FEF, оно исключило ответственность за движение глаз. Исследователи предполагают, что, сосредоточив внимание на одном месте, субъект может добровольно повысить активность FEF, что, в свою очередь, позволяет лучше идентифицировать визуальную цель в последующих тестах.

Это первое исследование, которое предполагает, что в дополнение к движению глаз, FEF важен для концентрации внимания, и что улучшение фокусировки может привести к увеличению когнитивных способностей. «Это может в конечном итоге привести к новым видам лечения синдрома дефицита внимания и гиперактивности», – сказал Браун, обучая пациентов повышать активность в целевой области их мозга, которая, как известно, отвечает за способность концентрироваться.

RJ Schafer и T. Moore, “Избирательное внимание от добровольного контроля нейронов в префронтальной коре”, Science Express, doi: 10.1126 / science.1199892, 2011.

Обсуждение

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *