Внимание и рабочую память объединил общий механизм

Выбор объектов из рабочей памяти и концентрация внимания процессируются в префронтальной коре одинаково, говорится в исследовании, опубликованном в журнале Nature. При этом как в процессе выбора объекта из рабочей памяти, так и при концентрации внимания происходит усиление и трансформация представления об объекте в коре. Результаты основаны на записях активности мозга обезьян, которым давали задания на выбор объектов рабочей памяти и концентрацию внимания.

Произвольное управление вниманием и рабочей памятью способно определить, какая информация будет находиться в сознании в текущий момент. Показано, например, что благодаря сигналам из префронтальной и теменной коры внимание способно переключаться между обработкой сенсорной информации и объектами внутри нее. Похожим образом функционирует рабочая память — кратковременное хранение информации, пока та находится в обработке. Выбор информации из рабочей памяти тоже контролируется корой мозга.

Два исследователя из университета Принстона, Мэттью Паничелло (Matthew F. Panichello) и Тимоти Бушман (Timothy J. Buschman), провели эксперименты с макаками-резусами, чтобы сравнить рабочую память и внимание. Для этого они давали обезьянам задание на каждый из процессов. Чтобы активировать процесс выбора информации из рабочей памяти, исследователи показывали животным два квадрата разных цветов. Квадраты исчезали, после чего обезьянам нужно было показать цвет одного из них (например, верхнего) на цветовом кольце. Таким образом из рабочей памяти, в которой сохранялась информация о цвете двух квадратов, необходимо было выбрать один нужный.

Очень похожий тест провели и для внимания, только в нем обезьянам сначала сообщали, какой квадрат нужно будет запомнить (например, нижний). После подсказки на экране снова появлялись квадраты двух цветов, а потом нужно было снова выбрать цвет нужного квадрата на кольце. Таким образом, из двух квадратов обезьянам нужно было обратить внимание на один нужный и усвоить именно его цвет. Оказалось, что проще для обезьян было обратить внимание на нужный квадрат, чем вспомнить один из двух (p< 0,001).

Чтобы изучить активность мозга при выполнении двух заданий, макакам в мозг вживили титановые электроды. С них записали активность районов префронтальной коры, теменной коры, фронтального глазного поля и промежуточной зрительной зоны V4. Согласно предыдущим исследованиям, все эти области содержали информацию о выбранном из рабочей памяти объекте. Чтобы определить, поступает ли информация о выборе в ту или иную область, биологи использовали логический классификатор, который на вход получал данные о частоте активации отдельных нейронов в задании на рабочую память.

Оказалось, что первой после подсказки о положении нужного квадрата активируется префронтальная кора (через 175 миллисекунд) и только потом — другие области. Тогда биологи применили классификатор, обученный на экспериментах с рабочей памятью, к экспериментам по вниманию. Таким образом исследователи хотели проверить, насколько похожи эти процессы. Оказалось, что по активности в префронтальной коре рабочая память и внимание действительно не отличались (p = 0,036), а вот в других областях корреляции не наблюдалось. Эти результаты подтверждают роль префронтальной коры в общем контроле сознательных процессов.

Биологи также изучили представление об объектах после выбора или направления на них внимания. Для этого классификатор определил, в каких из нейронов содержится информация о цвете квадратов и присвоил каждому из них коэффициент силы. Оказалось, что после выбора и направления внимания на объекты, информация «усиливалась» и лучше сохранялась в префронтальной и теменной коре. Ученым также удалось показать, что после выбора и направления внимания для выбранного объекта в коре создается новое подпространство, необходимое для управления поведением.

Память и внимание — одни из самых исследуемых когнитивных функций. Недавно, например, удалось показать, что при высокой загрузке рабочей памяти гораздо легче отвлечься, а также — что при нахождении в ней ярких объектов расширяются зрачки. А о формировании ложных воспоминаний мы писали в нашем материале «Все, что было не со мной».

Анна Муравьева