研究发现大脑如何帮助你分心

在嘈杂的聚会上，试着关注你朋友的声音，或者阻止坐在公共汽车旁的人在试图阅读时打电话。这两项任务都需要你的大脑以某种方式抑制干扰信号，这样你才能专注于选定的输入。

麻省理工学院的神经科学家现在已经发现了可以帮助我们做到这一点的大脑回路。他们由前额叶皮层控制的确定回路可以过滤掉不想要的背景噪音或其他分散注意力的感官刺激。当电路被占用时，前额叶皮层在流向丘脑时选择性地抑制感觉输入，丘脑是大多数感觉信息进入大脑的地方。

“这是一个基本的操作，可以以面向目标的方式清除所有传入的信号。”大脑和认知科学助理教授、麻省理工学院麦戈文脑科学研究所成员、高级研究员迈克尔哈拉萨(Michael Halasa)说。这项研究的作者。

现在，研究人员正在研究这种回路的损伤是否可能与对噪音和其他刺激的超敏反应有关，这种反应在自闭症患者中很常见。

麻省理工学院博士后美穂中岛是这篇论文的主要作者，论文发表于2010年6月12日。研究科学家L. Ian Schmitt也是这篇论文的作者。

转移注意力

我们的大脑不断受到感官信息的轰炸，我们甚至可以在没有意识到的情况下自动调谐它。其他分心的事，比如你同伴的电话交谈，需要有意识地抑制。

Halassa和他的同事在2015年的论文中讨论了如何通过训练老鼠在视觉和听觉线索之间切换注意力，有意识地在不同类型的感官输入之间转移注意力。他们发现，在这项任务中，老鼠会抑制竞争性的感官输入，这样它们就可以专注于可以给它们带来奖励的线索。

这一过程似乎起源于前额叶皮层(PFC)，它对于规划和决策等复杂的认知行为至关重要。研究人员还发现，当动物专注于声音线索时，丘脑中处理视觉的部分受到抑制。然而，Halassa表示，前额叶皮层和感觉丘脑之间没有直接的物理联系，因此尚不清楚PFC如何发挥这种控制作用。

在这项新的研究中，研究人员再次训练老鼠在视觉和听觉刺激之间切换注意力，然后绘制出相关的大脑连接。首先，他们系统地禁止了每个目标中的PFC投影终端，并检查PFC的输出，这对任务非常重要。这使他们发现，当动物注意听觉线索时，PFC有必要连接到一个叫做纹状体的大脑区域，以抑制视觉输入。

进一步的绘图显示，纹状体然后将输入发送到称为苍白球的区域，苍白球是基底神经节的一部分。然后，基底神经节抑制丘脑对视觉信息的处理。

使用类似的实验设备，研究人员还确定了一个平行电路，以抑制动物注意视觉线索时的听觉输入。在这种情况下，该回路通过纹状体和丘脑，这与处理声音而不是视觉有关。

哈拉萨说，这些发现提供了一些初步证据，证明基底神经节在计划运动中是必不可少的，也在控制注意力中发挥作用。

他说，“我们在这里认识到的是，PFC和感觉处理之间的联系是通过基底神经节介导的。从这个意义上说，基底神经节影响了对感觉加工的控制。”“我们现在对基底神经节如何参与与运动准备完全无关的注意力过程有了一个非常清楚的想法。”

噪声灵敏度

研究人员还发现，相同的回路不仅用于在视觉和听觉刺激等不同类型的感官输入之间进行切换，还用于抑制相同意义上的干扰输入，例如，在关注一个人的同时屏蔽背景噪音。声音。

研究小组还表明，当动物被警告任务单调乏味时，它们的表现实际上会得到改善，因为它们使用这个回路来集中注意力。

“这项研究使用了一系列令人眼花缭乱的神经回路解剖技术，确定了一条分布式通路，该通路将前额叶皮层和基底神经节与丘脑网状核相连，从而使小鼠大脑能够增强相关的感觉功能，并在适当的时候抑制干扰物。哈佛医学院耳鼻喉科副教授丹尼尔波利(Daniel Polly)表示，他没有参与这项研究。通过将感觉刺激的复杂性降低到丘脑中的核心相关特征(在到达皮层之前)，我们的皮层可以更有效地仅对感觉世界的基本特征进行编码。"

哈拉萨的实验室现在正在老鼠身上进行类似的实验，这些老鼠经过基因工程改造，可以产生与自闭症患者相似的症状。哈拉萨说，自闭症谱系障碍的一个共同特征是对噪音高度敏感，这可能是由于这种大脑回路的损坏造成的。现在他正在研究增强电路的活性是否会降低对噪音的敏感度。

他说：“控制噪音一直是自闭症患者的通病。”“现在，我们可以开始研究这个途径中的多个节点，试图理解这一点。”

这项研究由国家心理健康研究所、国家神经疾病和中风研究所、西蒙斯基金会、阿尔弗雷德p斯隆基金会、埃丝特a约瑟夫克林根斯坦基金会和人类前沿科学计划资助。

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