Unsere Gehirne stimmen sich auf Aktivität wie ein Radio ein

Wissenschaftler der medizinischen Fakultät der Universität von Washington in St. Louis, MO, haben herausgefunden, dass wir verschiedene Bereiche unseres Gehirns synchronisieren, um uns zu konzentrieren, und zwar in einem Prozess, den die Forscher als "in etwa vergleichbar mit der Abstimmung mehrerer Walkie-Talkies auf das Internet" beschreiben gleiche Frequenz. "

Normalerweise sind die Menschen in der Lage, Informationen aus ihren Sinnen herauszufiltern, die für die unmittelbare Aufgabe nicht relevant sind.

Die Wissenschaftler hinter dieser neuen Studie - veröffentlicht in der Zeitschrift Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften - Verwenden Sie das Beispiel einer Person, die ein Auto fährt, die in der Lage ist, ein klingelndes Mobiltelefon zu ignorieren, während sie wichtige Sehenswürdigkeiten oder Geräusche beabsichtigt, wie zum Beispiel einen Hirsch, der vor dem Auto tritt.

Aber Menschen, die eine Hirnverletzung oder einen Schlaganfall erlitten haben, finden es oft schwierig, sich auf Dinge zu konzentrieren.

Einer der Autoren der Studie, Dr. Maurizio Corbetto, sagt, dass die Wissenschaftler früher dachten, dass diese Konzentrationsprobleme "als Verlust der Ressourcen betrachtet würden, die nötig wären, um sich auf eine Aufgabe zu konzentrieren".

Dr. Corbettos Team wollte sehen, wie Veränderungen im Gehirn mit Aufmerksamkeit verbunden sind. Um dies zu untersuchen, scannten sie zuerst Magnetresonanz-Bilder (MRI), um die Gehirne von Freiwilligen mit Epilepsie zu scannen und Bereiche des Gehirns zu kartieren, von denen Wissenschaftler wissen, dass sie die Aufmerksamkeit beeinflussen.

Die Gehirne der Freiwilligen wurden dann vorübergehend mit einem Elektrodengitter implantiert. Mit diesen Elektroden konnten die Wissenschaftler sehr schnelle Veränderungen im Gehirn messen, die innerhalb von Millisekunden auftreten.

Die Patienten wurden dann gebeten, auf einem Computerbildschirm nach visuellen Zielen zu suchen. Sobald sie die Ziele sahen, drückten die Patienten einen Knopf, damit die Wissenschaftler wussten, dass sie sie gesehen hatten.

Synchronisierte Schwingungen

Vergleicht man die Daten aus dem Raster der Elektroden mit den Informationen darüber, wann die Patienten ihre Ziele sahen, stellten die Wissenschaftler fest, dass Freiwillige ein Ziel eher sehen würden, wenn die Oszillationen im Gehirn ausgerichtet wären.

Oszillationen aus verschiedenen Hirnregionen sind normalerweise nicht ausgerichtet, aber wenn diese verschiedenen Bereiche des Gehirns synchronisiert und gleichzeitig "erregt" wurden, war es für die Patienten leichter, auf visuelle Reize zu achten.

Eine andere der Autoren der Studie, Doktorandin Amy Daitch, erklärt:

"Wir denken, dass das Gehirn nicht nur Regionen platziert, die Aufmerksamkeit in Alarmbereitschaft versetzen, sondern auch sicherstellen, dass diese Regionen offene Linien haben, um sich gegenseitig anzurufen. Wenn Bereiche des Gehirns, die an der Erkennung eines Stimulus beteiligt sind, maximal erregbar sind, wäre es viel wahrscheinlicher bemerke den Reiz. "

Hirnregionen, die nicht mit Aufmerksamkeit assoziiert sind, würden die Erregbarkeit während der Aufgabe nicht synchronisieren oder ändern. Die Wissenschaftler denken, dass, wenn zwei für die Aufmerksamkeit verantwortliche Gehirnregionen nicht ausgerichtet sind, es einem Gehirnsignal erschwert, von einer Region in eine andere zu reisen.

Wenn wir die Gehirnmetapher des Gehirns wie mehrere Walkie-Talkies verwenden, können wir uns vorstellen, wie diese Walkie-Talkies bei Menschen, die Hirnschäden erlitten haben, "verstimmt" sind. Dieser Mangel an Konsistenz beim "Tuning" verhindert, dass eine Gehirnregion Informationen an andere übermittelt.

"Diese Studie zeigt, dass die zeitliche Angleichung der Reaktionen in verschiedenen Hirnregionen ein sehr wichtiger Mechanismus ist, der zur Aufmerksamkeit beiträgt und durch eine Hirnverletzung beeinträchtigt werden könnte", sagt Dr. Corbetta.

Der nächste Schritt für diese Forschung ist die Untersuchung von Methoden, um die Erregung dieser Gehirnregionen schneller in Einklang zu bringen.

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