Проблемы с вниманием? У нейробиологов из Массачусетского технологического института есть для вас решение: убавьте альфа-волны мозга. В новом исследовании ученые обнаружили, что люди могут усилить свое внимание, контролируя свои собственные альфа-мозговые волны на основе нейробиоуправления, которое они получают при выполнении определенной задачи.
Исследование показало, что когда испытуемые научились подавлять альфа-волны в одном полушарии теменной коры, они смогли уделять больше внимания объектам, которые появлялись на противоположной стороне их поля зрения. Это первый раз, когда эта причинно-следственная связь была замечена, и это говорит о том, что люди могут научиться улучшать свое внимание с помощью нейробиоуправления.
"Существует большой интерес к использованию нейробиоуправления, чтобы попытаться помочь людям с различными нарушениями мозга и поведенческими проблемами," говорит Роберт Десимоун, директор Института исследований мозга Макговерна при Массачусетском технологическом институте. "Это полностью неинвазивный способ контроля и проверки роли различных типов мозговой активности."
Неизвестно, как долго могут длиться эти эффекты и можно ли достичь такого контроля с помощью других типов мозговых волн, таких как бета-волны, которые связаны с болезнью Паркинсона. В настоящее время исследователи планируют дополнительные исследования того, может ли этот тип тренировки с нейробиоуправлением помочь людям, страдающим от нарушений внимания или других неврологических расстройств.
Дезимон – старший автор статьи, которая появится в Neuron в декабре. 4. Постдок Института Макговерна Ясаман Багерзаде – ведущий автор исследования. Даниэль Балдауф, бывший научный сотрудник Института Макговерна, и Димитриос Пантазис, главный научный сотрудник Института Макговерна, также являются авторами статьи.
Альфа и внимание
В мозгу миллионы нейронов, и их комбинированные электрические сигналы генерируют колебания, известные как мозговые волны. Считается, что альфа-волны, которые колеблются с частотой от 8 до 12 герц, играют роль в фильтрации отвлекающей сенсорной информации.
Предыдущие исследования показали сильную корреляцию между вниманием и альфа-волнами мозга, особенно в теменной коре головного мозга. У людей и в исследованиях на животных уменьшение альфа-волн было связано с повышенным вниманием. Однако было неясно, контролируют ли альфа-волны внимание или являются лишь побочным продуктом какого-то другого процесса, который управляет вниманием, говорит Дезимон.
Чтобы проверить, действительно ли альфа-волны регулируют внимание, исследователи разработали эксперимент, в котором людям давали обратную связь в реальном времени об их альфа-волнах, когда они выполняли задание. Испытуемых просили смотреть на решетчатый узор в центре экрана, и им предлагали приложить умственные усилия, чтобы увеличить контраст изображения, когда они смотрят на него, чтобы сделать его более заметным.
Во время задания субъектов сканировали с помощью магнитоэнцефалографии (МЭГ), которая выявляет активность мозга с точностью до миллисекунды. Исследователи измерили альфа-уровни как в левом, так и в правом полушариях теменной коры и рассчитали степень асимметрии между двумя уровнями. По мере того, как асимметрия между двумя полушариями росла, решетчатый узор становился более заметным, предлагая участникам обратную связь в режиме реального времени.
Хотя испытуемым ничего не сказали о том, что происходит, примерно после 20 испытаний (на которые ушло около 10 минут) они смогли увеличить контраст рисунка. Результаты МЭГ показали, что они сделали это, контролируя асимметрию своих альфа-волн.
"После эксперимента испытуемые сказали, что знают, что контролируют контраст, но не знают, как они это делают," Багерзаде говорит. "Мы думаем, что в основе лежит условное обучение – всякий раз, когда вы совершаете какое-то поведение и получаете вознаграждение, вы подкрепляете это поведение. У людей обычно нет обратной связи по активности своего мозга, но когда мы даем им ее и вознаграждаем, они учатся на практике."
Хотя испытуемые не осознавали, как они манипулируют своими мозговыми волнами, они смогли это сделать, и этот успех привел к усилению внимания на противоположной стороне поля зрения. Когда испытуемые смотрели на узор в центре экрана, исследователи вспыхивали световыми точками по обе стороны от экрана. Участникам было сказано игнорировать эти вспышки, но исследователи измерили, как их зрительная кора на них реагирует.
Одна группа участников была обучена подавлять альфа-волны в левой части мозга, а другая – подавлять правую сторону. У тех, у кого альфа была уменьшена с левой стороны, их зрительная кора лучше реагировала на вспышки света в правой части экрана, в то время как те, у кого была уменьшенная альфа с правой стороны, больше реагировали на вспышки, видимые с левой стороны.
"Альфа-манипуляции действительно контролировали внимание людей, хотя у них не было четкого понимания того, как они это делают," Desimone говорит.
Стойкий эффект
После завершения сеанса нейробиоуправления исследователи попросили испытуемых выполнить две дополнительные задачи, требующие внимания, и обнаружили, что повышенное внимание сохраняется. В одном эксперименте испытуемых просили наблюдать за решетчатым рисунком, похожим на то, что они видели во время выполнения задачи нейробиоуправления. В некоторых испытаниях им заранее сказали обратить внимание на одну сторону поля зрения, но в других им не давали никакого направления.
Когда испытуемых просили обратить внимание на одну сторону, эта инструкция была доминирующим фактором в том, куда они смотрели. Но если им не давали никаких сигналов заранее, они, как правило, уделяли больше внимания той стороне, которой отдали предпочтение во время тренировки нейробиоуправления.
В другом задании участников попросили посмотреть на изображение, такое как естественная сцена на открытом воздухе, городская сцена или созданная компьютером фрактальная форма. Отслеживая движения глаз испытуемых, исследователи обнаружили, что люди проводят больше времени, глядя в ту сторону, на которую их приучили их альфа-волны обращать внимание.
"Обнадеживает то, что эффекты, по-видимому, сохранялись впоследствии," говорит Дезимон, хотя необходимы дополнительные исследования, чтобы определить, как долго эти эффекты могут длиться.