注意力如何幫助大腦感知物體
我們很容易遺漏自己不關注的東西。
在一個著名的實驗中，研究人員要求觀眾仔細觀察兩組正在傳球的隊員，其中一組穿黑色衣服，另一組穿白色衣服。觀眾需要記下球從「黑衣組」傳到「白衣組」的次數。值得注意的是，大多數觀眾並沒有注意到一個穿著大猩猩服裝的男人在球員中間走動。
大腦忽略外部視覺信息的能力對我們的工作和功能至關重要，但是我們還不完全理解大腦控制感知和注意力的過程。長期以來，科學家一直認為，對特定物體的注意力可以通過放大特定的神經元活動和抑制其他神經元的活動(大腦「噪音」)來改變感知。
現在，索爾克的科學家通過展示神經元的背景噪音如何干擾集中注意力，並導致大腦難以感知物體，從而證實了這一理論。該研究結果發表在2019年2月22日的《eLife》雜誌上，它將有助於改善視覺修復的設計。
「這項研究告訴我們信息是如何在大腦電路中編碼的，」索爾克教授John Reynolds說，他是這篇論文的資深作者。「當刺激出現在我們面前時，我們大腦中的一部分神經元被激活了，這些神經元對刺激具有選擇性。在刺激誘發的反應之上分層是神經活動的大而低頻的波動。」
Reynolds實驗室以前的工作發現，當注意力集中在刺激上時，這些低頻波動就會受到抑制。神經信息處理的理論模型表明，這種波動會損害感知，而注意力通過過濾這些波動來改善感知。
為了直接驗證這一觀點，研究人員轉向了一種名為光遺傳學的尖端技術，這種技術可以通過將激光照射到光活化蛋白上來影響神經元的活動。研究小組使用了一種針對動物大腦視覺區域的低頻激光刺激協議來產生低頻反應波動——注意力抑制的正是這種神經波動。研究人員測量了這對動物檢測計算機屏幕上呈現的視覺刺激方向的微小變化的能力的影響。正如理論預測的那樣，增加的雜訊會削弱感知。然後，研究人員重複實驗，但使用了不同的激光協議，在注意力無法抑制的高頻範圍內誘導波動。與理論一致，這對感知沒有影響。
耶魯大學醫學院助理教授、前索爾克研究員、第一作者兼通訊作者Anirvan Nandy說：「這是第一次對增加背景噪音會損害感知的理論觀點進行測試，我們已經證實，注意力的運作很大程度上是通過抑制這種協調的神經元放電活動。」
「這項工作打開了一扇通往神經編碼的窗戶，並將成為我們理解感知背後的神經機制的一部分。對感知神經語言有更深入的理解對於構建視覺修復至關重要。」 Reynolds補充道。
接下來，科學家們計劃研究構成大腦視覺迴路的不同類型的細胞，以便更好地理解注意力和感知的神經基礎。
少兒腦科技小課堂系頭條號簽約作者
參考：
https://www.sciencedaily.com/releases/2019/03/190319150033.htm
