文摘
成功在阅读这些句子,你的大脑必须忽略各种distractions-sights,声音,气味。抵制干扰为我们的日常生活中是一个至关重要的能力,它给人带来了一个独特的挑战应对注意力障碍。在最近的一项研究中,我们问一个区域在大脑中被称为屏状核支持忽略干扰的能力。我们开发的方法允许我们沉默的屏状核老鼠。我们挑战与任务要求他们注意这些老鼠。我们发现老鼠的屏状核是沉默是对干扰特别敏感。这些结果提供了一个重要线索屏状核的功能,我们希望他们将有助于开发新的方法,将协助人们处理注意力障碍。
在阅读这些话,你致力于关注白色背景上的黑色字母。要做到这一点,你的大脑必须忽略各种其他对象和从你的环境刺激。例如,您必须过滤掉白墙在你家里或者你的键盘键。大脑也需要过滤掉噪音从你的环境和忽略身体的位置在椅子上。想象一下如果你的大脑不能区分重要的信息和干扰。如果一切都重要,你能关注吗?
换句话说,为了帮助你注意,大脑需要不断执行两个互补的操作(1]。它需要突出重要的和相关的信息,与此同时,它需要忽略不重要或无关的信息。集中注意力,忽略干扰的能力是人的挑战注意力障碍。注意力障碍患者可以发现独立的重要事件或信息从那些安全的优先级较低的忽视。
所有这一切都与大脑如何?虽然大脑是一个器官,我们可以定义大约1000或次区域大脑的不同部分。每个次区域帮助大脑执行不同的功能,如处理来自感官的信息,记录回忆,指导思想,并将指令发送给身体的肌肉。现在,让我们假定有一个的大脑部分专业过滤掉无关的信息。什么样的功能,你会期望这一领域?
Claustrum-A神秘的大脑区域
知道忽视,一个大脑区域,过滤掉无关的信息应该从感官接受信息,如关于景点的信息,声音,和触摸。此外,这方面需要与其他领域的大脑直接沟通我们的注意力。一个有趣的大脑区域被称为满足两个需求屏状核(2,3]。虽然屏状核是一个相对小的大脑区域,它是最连接大脑区域,相对于它的大小(4]。
屏状核位于大脑深处,它有一个细长的形状表(图1)。大脑中的名称对应于它的位置:在拉丁语中,屏状核意味着“隐藏”或“关闭”,类似于“幽闭恐惧症”(关闭或拥挤的空间的恐惧)。的屏状核以来吸引了研究人员的发现。然而,它也有挫败他们,因为他们很长一段时间都无法了解它的功能。理解大脑区域的功能,研究人员通常扰乱其正常活动,看看哪些能力然后消失。与屏状核这几乎是不可能的,由于其体积小,大脑中不寻常的形状,和具有挑战性的位置。这种情况直到加亚特兰大,安娜Terem,和其他实验室的教授Citri希伯来大学,找到了一种选择性沉默屏状核细胞(5]。
- 图1 -屏状核之间的连接和老鼠大脑的其他区域。
- 老鼠大脑的侧面显示屏状核(彩色区域)与各种其他大脑区域,包括那些负责视力(视觉)、听觉(听觉)、触觉(感觉),和气味(嗅觉)。屏状核也与地区负责指导注意力和控制行为,位于前额叶皮层(PFC)(图片来源:2])。
我们怎么沉默屏状核吗?
了解这些研究人员设法沉默屏状核,我们首先需要了解细胞的一个基本特征。人体是由超过1000亿个细胞!我们所有的细胞共享相同的“代码”dna负责指挥所有生产单元执行的主要动作蛋白质。你可以想象蛋白质小机器,每个都有一个独特的任务。不同类型的细胞在体内产生不同的蛋白质,让他们专注于他们执行的任务。血红蛋白,例如,是一个携带氧气的蛋白质,存在于红细胞。
Citri教授的研究小组发现脑细胞屏状核产生蛋白Egr2。这种蛋白质不存在其他任何附近的脑细胞,所以称为屏状核细胞的标记。研究人员使用病毒这是专门用来感染,只细胞产生Egr2沉默。他们用这种病毒感染小鼠的大脑。能够选择性沉默屏状核细胞的能力允许研究人员第一次检查屏状核的功能。
水源的实验
一旦人员能够沉默屏状核的活动,他们可以研究屏状核是否相关的注意。屏状核帮助我们集中和抵抗干扰?要回答这个问题,女孩和安娜,诺亚Peretz-Rivlin一起进行了一次有趣的实验。老鼠放在一个笼子里有两个水源(图2一个)。当鼠标靠近这些水源时,光在短时间内出现以上其中的一个。接收一滴水,光的老鼠不得不注意,必须迅速做出反应,通过舔光下的传感器。在某些情况下,光线被打开时产生的噪声,作为分心。老鼠的性能测量的百分比乘以他们舔正确的传感器和获得一杯水。
- 图2 -沉默屏状核使小鼠对干扰敏感。
- (一)当鼠标靠近水源,灯就亮了一个源之上。鼠标必须注意并迅速舔一个传感器在正确的光,喝的水。在某些情况下,干扰噪声。(B)小鼠与正常屏状核(控制)执行任务成功约65%的时间,和噪音错误选择没有明显影响他们的成功。然而,在CLA的抑制,成功率显著下降,约为40%,在干扰噪声的存在。
研究者将老鼠的屏状核是沉默与控制老鼠,完整的屏状核。他们注意到一个有趣的模式:在没有干扰的情况下,两组的老鼠表现出类似performances-both舔正确的传感器和有水约65%的时间。相比之下,当有一个分心,老鼠沉默屏状核成功只有40%的试验。对照组与正常屏状核不分散注意力的影响(图2 b)。
小狗检索实验
水源的实验结果告诉我们,正常运转的屏状核是老鼠忽略干扰的关键。重要的是要强调,这是一个非常自然不需要人工experiment-mice舔水的光源得到一杯水。测试屏状核的作用在一个更自然的活动,加和安娜进行另一个实验。不仅母亲在自然界(老鼠)倾向于保持自己的幼仔使用他们所有的感官,收集他们如果他们流浪回巢。想象一下你负责你的年轻的兄弟姐妹在商场或电影院。你能让自己心烦意乱,而不是关注他们吗?
加和安娜想看看母亲老鼠取决于屏状核检索他们的幼崽在存在干扰。他们把年轻的幼崽,一个接一个,很短的一段距离的母亲(图3一)。他们比较了母亲与普通屏状核的时间把小狗带回巢穴,而母亲的屏状核是沉默。与前一个实验,在某些情况下,他们包括噪声干扰。正如您可以看到的图3 b,分心没有影响母亲的对照组与正常屏状核的性能。相比之下,噪声干扰了戏剧性影响母亲的屏状核是沉默。他们花了检索幼崽的平均时间从20多岁增加到超过1分钟。
- 图3 -抑制的屏状核分散了母亲在小狗检索。
- (一)研究人员把小狗一定距离的母亲和测量的时间带她去把小狗回巢。(B)控制小鼠与正常屏状核需要大约15秒来检索他们的幼崽,在存在和没有干扰性噪音。在没有干扰噪声,老鼠沉默屏状核花了相同的时间来检索他们的幼崽一样控制老鼠。然而,在干扰的存在,他们的平均时间明显增加,超过1分钟。
屏状核:从干扰你的盾牌
保持关注,大脑需要过滤掉大量的无关信息。我们的研究小组推测,屏状核可能适合执行这个任务。为了测试我们的假设,研究人员使用一个特殊的病毒沉默屏状核,和比较小鼠沉默屏状核与正常小鼠屏状核。在没有分心,两组表现相似。但在干扰的存在,有一个老鼠的屏状核的功能下降是沉默。
这些信息可以帮助我们理解人类屏状核的功能?一般来说,是的。信息从老鼠可以告诉我们很多关于人类大脑不同区域的功能。人类和老鼠在大脑结构高度相似,在大脑的划分成独立的地区,甚至在地区之间的关系和连接。
本研究提出了几个有趣的问题。在这样一个世界充满了干扰,我们可以使屏状核比平时更加努力工作,提高支付能力的注意呢?屏状核如何知道哪些信息是重要的,它应该过滤掉什么?屏状核做帮助我们过滤掉无关的信息?屏状核的其他角色是什么?最后,我们可以用我们的知识的屏状核来帮助人们处理注意力障碍是谁?我们目前正在进行的研究的目的是为了回答这些重要的问题。
术语表
注意力障碍:↑脑部疾病导致困难的指令后,聚焦在执行任务,高效地完成任务。注意力障碍患者往往容易分心。
屏状核:↑一根细长的区域位于大脑深处。它与许多其他的大脑区域,参与多个大脑功能。
蛋白质:↑小机器和积木细胞内几乎所有细胞执行的操作的关键。
Egr2:↑早期生长反应2。它是一种特殊类型的蛋白质,控制其他蛋白质的生产。Egr2屏状核产生,但不是在邻近地区,这使得屏状核一个好的标志。
病毒:↑感染性粒子组成的DNA或RNA,蛋白质包围信封。转基因病毒可以创建由科学家针对特定的细胞有机体。
的利益冲突
作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。
原始的文章
↑亚特兰大,G。,Terem, A., Peretz-Rivlin, N., Sehrawat, K., Gonzales, B. J., Pozner, G., et al. 2018. The claustrum supports resilience to distraction.咕咕叫。医学杂志。28:2752 - 62。doi: 10.1016 / j.cub.2018.06.068
引用
[1]↑Mangun, g . 2020。我们如何注意。前面。年轻人8:29。doi: 10.3389 / frym.2020.00029
[2]↑亚特兰大,G。,Terem, A., Peretz-Rivlin, N., Groysman, M., and Citri, A. 2017. Mapping synaptic cortico-claustral connectivity in the mouse.j . Comp。神经。525:1381 - 402。doi: 10.1002 / cne.23997
[3]↑Goll Y。,亚特兰大,G。,and Citri, A. 2015. Attention: the claustrum.趋势>。38:486 - 95。doi: 10.1016 / j.tins.2015.05.006
[4]↑Torgerson, c . M。Irimia,。吴作栋,s M。,and Van Horn, J. D. 2015. The DTI connectivity of the human claustrum.嗡嗡声。攻读硕士学位的大脑。36:827-38。doi: 10.1002 / hbm.22667
[5]↑亚特兰大,G。,Terem, A., Peretz-Rivlin, N., Sehrawat, K., Gonzales, B. J., Pozner, G., et al. 2018. The claustrum supports resilience to distraction.咕咕叫。医学杂志。28:2752 - 62。doi: 10.1016 / j.cub.2018.06.068