Studie identifiziert einen Teil des Gehirnschlüssels zur Kontrolle der Aufmerksamkeit

Sind Sie anfällig für Ablenkung? War deine Aufmerksamkeit von etwas außerhalb des Fensters aufgefangen worden, bevor du das Ende dieses letzten Satzes erreicht hast? Warum passiert das? Eine Gruppe von Wissenschaftlern glaubt, dass sie die Antwort haben, indem sie eine Gruppe von Neuronen im Gehirn identifizieren, die für Konzentrationslücken verantwortlich sein könnten.
Die Studie ist das erste Mal, dass es Forschern gelungen ist, ein Netzwerk von Neuronen, das für die Fokussierung der Aufmerksamkeit verantwortlich ist, überzeugend zu identifizieren.

Das Team der McGill University in Kanada berichtete, dass ein Netzwerk von Neuronen im lateralen präfrontalen Kortex (LPFC) zusammenarbeitet, um visuelle Informationen zu filtern, um den Fokus zu aktivieren und gleichzeitig Ablenkungen zu ignorieren.

Ihre Arbeit, veröffentlicht in Neuron, könnte große Auswirkungen auf Menschen mit neurologischen Erkrankungen wie ADHS, Autismus und Schizophrenie haben, bei denen der Aufmerksamkeitsfokus dysfunktional ist.

Frühere Studien hatten hauptsächlich die Aktivität von Neuronen in der LPFC als Reaktion auf visuelle Aufmerksamkeit unabhängig voneinander dokumentiert. "In realistischen Umgebungen müssen Ensembles von gleichzeitig aktiven LPFC-Neuronen jedoch Aufmerksamkeitssignale auf einer einzigen Basis generieren", schreiben die Autoren.

Für ihre Studie untersuchten die Autoren die Gehirnaktivität bei Makaken - einem Affen der "alten Welt", der aufgrund seiner Ähnlichkeit zwischen Gehirn und menschlichem Gehirn häufig von Wissenschaftlern in der neurologischen Forschung verwendet wird.

Während die Makaken ihre Augen bewegten, um Objekte zu betrachten, die auf einem Computerbildschirm angezeigt wurden, während sie visuelle Ablenkungen ignorierten, verfolgten die Forscher ihre Gehirnaktivität. Die Signale, die sie aufzeichneten, wurden dann in einen Computer mit einem Decoder eingegeben, um die Berechnungen durchzuführen, die während der Fokussierung der Makaken stattfanden.

"Der Decoder war in der Lage, sehr genau und innerhalb weniger Millisekunden vorauszusagen, wo die Makaken die Aufmerksamkeit auf sich zogen, bevor sie in diese Richtung schauten", sagt der Hauptautor Dr. Julio Martinez-Trujillo. "Wir konnten auch vorhersagen, ob der Affe schon vor Beginn dieser Ablenkung durch einen intrusiven Reiz abgelenkt wird."

Entdeckung könnte zu "wichtigen Durchbrüchen" führen

Die Forscher waren nicht nur in der Lage, das für den Aufmerksamkeitsfokus verantwortliche Neuronennetzwerk zu identifizieren, sondern konnten auch die Signale, die sie aufgezeichnet und in den Computer eingegeben hatten, manipulieren.

Durch die Veränderung der neuronalen Aktivität könnte das Team verändern, wie gut der Computer "fokussiert" ist, was ihnen erlaubt, Zustände von "Fokus" oder "Ablenkung" in der Maschine zu induzieren.

Sébastien Tremblay, ein Doktorand und Erstautor der Studie, sagt, dass dieser Befund darauf hindeutet, dass sie nahe daran sein könnten, die genauen Mechanismen herauszufinden, wie effektiv Menschen ihre Aufmerksamkeit fokussieren. Dieses neue Wissen könnte den Forschern helfen, neurologische Erkrankungen besser zu verstehen.

"In der Lage zu sein, den neuronalen Code aus höheren Bereichen des Gehirns zu extrahieren und zu lesen, könnte auch zu wichtigen Durchbrüchen im Bereich der neuralen Prothetik führen, wo gelähmte Menschen ihre Gedanken dazu verwenden, Objekte in ihrer Umgebung zu kontrollieren", fügt er hinzu .

Neurale Prothesen sind Geräte, die elektrisch Nerven stimulieren, um Funktionen wiederherzustellen, die durch Nervenschäden verloren gehen. Gegenwärtig werden Neuralprothesen von Ärzten verwendet, um Funktionen wie Blasenkontrolle, Hören und Atmung wiederherzustellen.

Könnte die neue Entdeckung, die in dieser Studie skizziert wird, zu Durchbrüchen in der Rehabilitation von Patienten führen und unser Verständnis von neurologischen Erkrankungen fördern? Mit der Aufmerksamkeit von Forschern, die sich auf die Ergebnisse dieser Studie konzentrieren, wird es nur die Zeit zeigen.

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