Memecahkan Kerja Otak dalam Tugas Perhatian yang Kompleks

Katakan anda cuba memilih wajah daripada orang ramai. Ini adalah tugas yang rumit untuk otak anda - ia harus mengambil ingatan wajah orang itu, kemudian menahannya semasa anda mengimbas orang ramai, dengan memperhatikan mencari perlawanan.

Sekarang satu kajian baru mendedahkan bagaimana otak mencapai jenis perhatian terfokus ini: Bahagian korteks prefrontal yang dikenali sebagai persimpangan frontal inferior (IFJ) mengawal kawasan pemprosesan visual yang diselaraskan untuk mengenali kategori objek tertentu.

Para saintis tahu lebih sedikit mengenai jenis perhatian ini, yang dikenal sebagai perhatian berdasarkan objek, daripada perhatian spasial, yang melibatkan fokus pada apa yang sedang terjadi di lokasi tertentu.

Walau bagaimanapun, kajian baru menunjukkan bahawa kedua-dua jenis perhatian ini mempunyai mekanisme yang serupa yang melibatkan kawasan otak yang berkaitan, menurut Robert Desimone, Ph.D., seorang profesor neurosains di Massachusetts Institute of Technology (MIT) dan pengarah Institut McGovern MIT untuk Penyelidikan Otak.

"Interaksi itu sangat mirip dengan yang dilihat dalam perhatian spasial," kata Desimone. "Sepertinya ini adalah proses selari yang melibatkan kawasan yang berbeza."

Dalam kedua kes tersebut, korteks prefrontal - pusat kawalan untuk kebanyakan fungsi kognitif - tampaknya mengambil perhatian otak dan mengawal bahagian korteks visual yang relevan, yang menerima input deria, jelasnya.

Dalam kajian baru itu, para penyelidik mendapati bahawa IFJ berkoordinasi dengan kawasan otak yang memproses wajah, yang dikenali sebagai kawasan muka fusiform (FFA), dan kawasan yang menafsirkan maklumat mengenai tempat, yang dikenali sebagai kawasan tempat parahippocampal (PPA). FFA dan PPA pertama kali dikenal pasti dalam korteks manusia oleh Nancy Kanwisher, seorang profesor neurosains kognitif di MIT.

Untuk kajian terbaru, para penyelidik menggunakan magnetoencephalography (MEG) untuk mengimbas otak manusia ketika para peserta melihat serangkaian gambar wajah dan rumah yang bertindih. Tidak seperti pengimejan resonans magnetik fungsional (fMRI), yang biasanya digunakan untuk mengukur aktiviti otak, MEG dapat mengungkapkan waktu tepat aktiviti saraf, hingga milisaat, kata para penyelidik.

Para saintis menyampaikan aliran bertindih pada dua irama yang berbeza - dua gambar sesaat dan 1.5 gambar sesaat - yang membolehkan mereka mengenal pasti kawasan otak yang bertindak balas terhadap rangsangan tersebut.

“Kami ingin memberi tag frekuensi pada setiap rangsangan dengan irama yang berbeza. Apabila anda melihat semua aktiviti otak, anda dapat membezakan isyarat yang terlibat dalam memproses setiap rangsangan, "kata Daniel Baldauf, seorang pelajar pasca doktoral di Institut McGovern dan pengarang utama kajian ini.

Setiap peserta diberitahu untuk memperhatikan wajah atau rumah. Kerana rumah dan wajah berada di tempat yang sama, otak tidak dapat menggunakan maklumat ruang untuk membezakannya, jelas para penyelidik.

Ketika para peserta diberitahu untuk mencari wajah, aktiviti di FFA dan IFJ diselaraskan, menunjukkan bahawa mereka saling berkomunikasi. Apabila subjek memperhatikan rumah, IFJ diselaraskan sebaliknya dengan PPA, menurut hasil kajian.

Para penyelidik juga mendapati bahawa komunikasi itu dimulakan oleh IFJ dan aktiviti itu berperingkat 20 milisaat, mengenai jumlah masa yang diperlukan untuk neuron menyampaikan maklumat secara elektrik dari IFJ ke FFA atau PPA. Para penyelidik mengatakan bahawa mereka percaya bahawa IFJ berpegang pada idea objek yang dicari otak dan mengarahkan bahagian otak yang betul untuk mencarinya.

Untuk mengukuhkan idea ini, para penyelidik menggunakan kaedah berasaskan MRI untuk mengukur perkara putih yang menghubungkan kawasan otak yang berbeza dan mendapati bahawa IFJ sangat berkaitan dengan FFA dan PPA.

Para penyelidik kini mengkaji bagaimana otak mengalihkan fokusnya antara pelbagai jenis input deria, seperti penglihatan dan pendengaran. Mereka juga sedang menyiasat apakah mungkin untuk melatih orang untuk lebih memusatkan perhatian mereka dengan mengawal interaksi otak yang terlibat dalam proses ini.

"Anda harus mengenal pasti mekanisme saraf asas dan melakukan kajian penyelidikan asas, yang kadang-kadang menjana idea untuk perkara-perkara yang dapat memberi manfaat praktikal," kata Desimone. "Masih terlalu awal untuk mengatakan sama ada latihan ini akan berfungsi sama sekali, tetapi ini adalah sesuatu yang sedang kita jalani secara aktif."

Kajian itu, yang dibiayai oleh Institut Kesihatan Nasional dan Yayasan Sains Nasional, diterbitkan dalam edisi dalam talian Sains.

Sumber: Institut Teknologi Massachusetts