یک مدل محاسباتی که از داده‌های fMRI استفاده می‌کند به محققان کمک می‌کند تا با موفقیت پیش‌بینی کنند که افراد تنها بر اساس اسکن‌های مغزی خود، در یک کار توجه عملکرد خوبی دارند.
منبع: ییل
داده‌های اسکن مغز اکنون می‌توانند به یک سوال قدیمی که والدین و معلمان در همه جا پرسیده‌اند پاسخ دهند: آیا توجه می‌کنید؟
یک پژوهش
با استفاده از مدلی از داده‌های fMRI جمع‌آوری‌شده از 92 فرد که چندین نوع کار مرتبط با توجه را انجام می‌دادند، آزمایشگاه ماروین چون از دانشگاه ییل با موفقیت پیش‌بینی کرد که آن افراد تنها بر اساس اسکن‌های مغزی‌شان چقدر در انجام وظایفشان خوب عمل می‌کنند.
این مدل تعمیم یافته همچنین می تواند شدت یک مورد فردی اختلال نقص توجه و بیش فعالی را پیش بینی کند.
این مطالعه در 3 مارس در مجله Nature Human Behavior منتشر شد.
چون، استاد روانشناسی ریچارد ام. کولگیت، استاد دانشگاه، می گوید: «توجه یک توانایی اساسی برای مدرسه، ورزش، کار و حتی شادی است، اما تعیین عددی مانند فشار خون یا ضریب هوشی بر آن دشوار است. علوم اعصاب، و نویسنده همکار مقاله.
اکنون می‌توانیم افراد را در یک اسکنر قرار دهیم و امتیازی به دست آوریم که نشان‌دهنده میزان عملکرد یک فرد در انجام وظایف توجه نسبت به سایر افراد است.»
توجه ابعاد بسیاری دارد، از جمله توانایی حفظ توجه یا حفظ تمرکز در هنگام پرت شدن، و ظرفیت ذخیره وظایف آینده در حافظه کاری.
برای مطالعه جدید، چون و یک تیم تحقیقاتی به رهبری کوانگسون ری یو از دانشگاه ییل، داده‌های گرفته شده از اسکن مغزی افراد را در حین انجام یک سری وظایف مرتبط با توجه، مانند تمرینات تمرکز پایدار، تقطیر کردند و سپس آن اطلاعات را به الگوهای فعالیت مرتبط کردند. در مناطق مختلف مغز
ادامه ی کار
آنها سپس یک مدل محاسباتی ایجاد کردند که آنقدر حساس است که می تواند پیش بینی کند که یک فرد در یک کار مرتبط با توجه چقدر خوب عمل می کند حتی زمانی که مغز در حال استراحت است.
مغز همه به هم مرتبط است و همیشه مانند قلب تپنده در حال حرکت است. کاری که ما می توانیم انجام دهیم این است که همه آن الگوهای پیچیده را در نظر بگیریم و داده ها را تجزیه و تحلیل کنیم تا اثر انگشتی از توانایی مغز برای توجه ایجاد کنیم.
این اندازه گیری می تواند به تشخیص ADHD کمک کند و به عنوان نوروفیدبک برای کمک به بهبود تمرکز خود فرد مورد استفاده قرار گیرد.
این مطالعه بر اساس کار پیشگام انجام شده توسط مونیکا روزنبرگ، یکی از نویسندگان و همکار سابق فوق دکترا در دانشگاه ییل است که اکنون استادیار دانشگاه شیکاگو است.
چون یکی از اعضای موسسه وو تسای است.
برای توجه، مغز از فیلترها استفاده می کند، نه از نورافکن
ما می‌توانیم در یک اتاق با صدای بلند، در میان بالا و پایین رفتن صداهای دیگر یا زمزمه یک دستگاه تهویه مطبوع، گفتگو را انتخاب کنیم. ما می‌توانیم مجموعه‌ای از کلیدها را در دریایی از شلوغی پیدا کنیم، یا یک راکون را ثبت کنیم که در مسیر ماشین در حال حرکت ما حرکت می‌کند. به نوعی، حتی با وجود حجم عظیمی از اطلاعات که حواس ما را هجوم می‌آورد، می‌توانیم روی آنچه مهم است تمرکز کنیم و بر اساس آن عمل کنیم.
فرآیندهای توجه روشی است که مغز برای تابش نورافکن بر روی محرک‌های مرتبط و فیلتر کردن بقیه محرک‌ها است. دانشمندان علوم اعصاب می‌خواهند مدارهایی را که نور افکن را هدف گرفته و نیرو می‌دهند، تعیین کنند. برای دهه‌ها، مطالعات آنها حول قشر مغز می‌چرخد، ساختار چین‌خورده در قسمت بیرونی مغز که معمولاً با هوش و شناخت بالاتر مرتبط است. مشخص شده است که فعالیت در قشر مغز، پردازش حسی را برای افزایش ویژگی های مورد علاقه تقویت می کند
رویکرد متفاوت
اما اکنون، برخی از محققان رویکرد متفاوتی را امتحان می‌کنند و مطالعه می‌کنند که چگونه مغز اطلاعات را سرکوب می‌کند نه اینکه چگونه آنها را تقویت می‌کند. شاید مهمتر از آن، آنها دریافته اند که این فرآیند شامل مناطق باستانی بسیار عمیق تر در مغز می شود – مناطقی که اغلب در هنگام توجه در نظر گرفته نمی شوند.
با انجام این کار، دانشمندان همچنین به طور ناخواسته شروع به برداشتن گام‌هایی در جهت درک بهتر این موضوع کرده‌اند که چگونه بدن و ذهن – از طریق تجربیات حسی خودکار، حرکات فیزیکی و هوشیاری سطح بالاتر – عمیقاً و به‌طور جدایی ناپذیر در هم تنیده شده‌اند.
شکار برای مدار
برای مدت طولانی، از آنجایی که به نظر می رسید توجه بسیار پیچیده با هوشیاری و سایر عملکردهای پیچیده مرتبط است، دانشمندان تصور می کردند که قبل از هر چیز یک پدیده قشری است. یک انحراف عمده از آن خط فکری در سال 1984 رخ داد، زمانی که فرانسیس کریک، که به خاطر کارش بر روی ساختار DNA شناخته می‌شود، پیشنهاد کرد که نورافکن توجه توسط ناحیه‌ای در اعماق مغز به نام تالاموس کنترل می‌شود، که بخش‌هایی از آن ورودی را دریافت می‌کند.
حوزه های حسی و تغذیه اطلاعات به قشر مغز. او نظریه ای را توسعه داد که در آن تالاموس حسی نه تنها به عنوان یک ایستگاه رله، بلکه به عنوان یک دروازه بان – نه فقط یک پل، بلکه یک غربال – عمل می کند و برخی از جریان داده ها را متوقف می کند تا سطح خاصی از تمرکز را ایجاد کند.
اما دهه‌ها گذشت و تلاش‌ها برای شناسایی یک مکانیسم واقعی کم‌ثمر بود – به ویژه به دلیل دشواری بسیار زیاد ایجاد روش‌هایی برای مطالعه توجه در حیوانات آزمایشگاهی.
سوال جدید
این مانع مایکل هالاسا، عصب شناس در موسسه تحقیقات مغز مک گاورن در موسسه فناوری ماساچوست نشد. او می‌خواست دقیقاً تعیین کند که چگونه ورودی‌های حسی قبل از رسیدن اطلاعات به قشر مغز فیلتر می‌شوند تا مدار دقیقی را که کار کریک نشان می‌دهد وجود دارد، مشخص کند.
او به سمت لایه نازکی از نورون های بازدارنده به نام هسته شبکه ای تالاموس (TRN) کشیده شد که مانند یک پوسته به دور بقیه تالاموس می پیچد. در زمانی که هالاسا یک محقق فوق دکترا بود، قبلاً سطح درشتی از دروازه را در آن ناحیه مغز پیدا کرده بود: به نظر می‌رسید که TRN ورودی‌های حسی را هنگامی که حیوانی بیدار بود و به چیزی در محیط خود توجه می‌کرد اجازه می‌داد، اما زمانی که حیوان خواب بود.
در سال 2015، هالاسا و همکارانش سطح دیگری از دروازه را کشف کردند که TRN را به عنوان بخشی از مدار طولانی مدت کریک درگیر می کند – این بار شامل نحوه انتخاب حیوانات در هنگام تقسیم توجه بین حواس مختلف بر روی چه چیزی است. در این مطالعه، محققان از موش‌هایی استفاده کردند که برای دویدن طبق دستور با چراغ‌های چشمک‌زن و آهنگ‌های صوتی فراگیر آموزش دیده بودند.
سپس آنها به طور همزمان دستورات متناقضی از نورها و صداها را به حیوانات ارائه کردند، اما همچنین به آنها اشاره کردند که کدام سیگنال را نادیده بگیرند. پاسخ‌های موش‌ها نشان می‌دهد که چقدر به طور مؤثر توجه خود را متمرکز می‌کنند. در طول این کار، محققان از تکنیک‌های تثبیت‌شده برای قطع فعالیت در مناطق مختلف مغز استفاده کردند تا ببینند چه چیزی در عملکرد حیوانات تداخل دارد.
https://neurosciencenews.com/attention-neuroscience-20131/
https://www.quantamagazine.org/to-pay-attention-the-brain-uses-filters-not-a-spotlight-20190924/
سید مهدی ساداتی هستم. عاشق مغز! داروساز و دانشجوی دکترای تخصصی علوم اعصاب. عضو تیم مرکز سلامت مغز دانا! از علاقه هام شناسوندن کارایی های هیجان انگیز مغز به زبان ساده به آدمهاست! جست و جو می کنم در افسردگی، داروهای موثر بر مغز و سایر بیماری های حوزه ی روان و البته نوروپلاستیسیتی!