كيف تحافظ شبكات الدماغ على الاهتمام

ملخص: تبحث دراسة جديدة في آليات الدماغ وراء الاهتمام العميق. يستخدم البحث التصوير بالرنين المغناطيسي الوظيفي لفحص التقلبات منخفضة التردد في شبكات الدماغ أثناء الحالات المركزة والأقل تركيزًا.

واكتشف الفريق أن بعض شبكات الدماغ تكون غير متزامنة وغير متزامنة، مما يؤثر على قدرة الشخص على الحفاظ على انتباهه. قد تؤدي هذه الرؤية إلى الطبيعة الديناميكية لنشاط الدماغ إلى استراتيجيات أفضل لتحسين التركيز والانتباه في المهام المعرفية المختلفة.

مفتاح الحقائق:

1. تبحث الدراسة في العلاقة بين تقلبات شبكة الدماغ شبه الدورية والانتباه المستمر، وتحديد نمط يكرر نفسه مرة واحدة كل 20 ثانية.
2. تشمل شبكات الدماغ الرئيسية شبكة التحكم الأمامية الجدارية (FPCN) وشبكة الوضع الافتراضي (DMN)، والتي تلعب أدوارًا في التركيز على المهام والتفكير الداخلي، على التوالي.
3. تشير النتائج إلى أن التزامن بين هذه الشبكات يمكن أن يتنبأ بالتغيرات في حالات الانتباه، مما يوفر إطارًا محتملاً لتحسين الوظيفة الإدراكية.

مصدر: معهد جورجيا للتكنولوجيا

من إكمال الألغاز وتشغيل الموسيقى إلى القراءة وممارسة الرياضة، أحبت دوللي سيبرجر الأنشطة التي تتطلب اهتمامها الكامل. يتذكر قائلاً: “كانت تلك هي الأوقات التي شعرت فيها بالرضا التام، كما لو كنت في المنطقة”. “سوف تمر الساعات، لكنها ستشعر وكأنها دقائق.”

وعلى الرغم من أن هذا المستوى من التركيز العميق ضروري للعمل عالي الفعالية، إلا أنه لم يتم فهمه بالكامل بعد. والآن، كشفت دراسة جديدة أجرتها سيبرجر، وهي طالبة دراسات عليا في كلية علم النفس، بالتعاون مع مستشارها البروفيسور في كلية علم النفس إريك شوماخر، عن الآليات الكامنة وراء هذه الدراسة.

ماركوس ما (كلية علوم الكمبيوتر) وكريستين جودوين (كلية علم النفس) مع نان شو وسام لارسون وشيلا جيلهولز (قسم كولتر للهندسة الطبية الحيوية).

نُشرت دراسة الباحثين بعنوان “الاتصال الوظيفي المتغير بمرور الوقت يتنبأ بتقلبات الانتباه المستمرة في مهمة التنصت التسلسلية”. علم الأعصاب المعرفي والعاطفي والسلوكيفحص نشاط الدماغ باستخدام الرنين المغناطيسي الوظيفي خلال فترات الاهتمام العميق وفترات الاهتمام الأقل.

هذا العمل هو الأول من نوعه الذي يستكشف التقلبات منخفضة التردد بين الشبكات المختلفة في الدماغ أثناء التركيز، ويمكن أن يكون بمثابة حافز لدراسة السلوكيات المعقدة وحالات التركيز.

“عقلك قوي. “لا يوجد شيء قيد التشغيل أو الإيقاف” ، يوضح سيبرجر.

“هذه هي الظاهرة التي أردنا دراستها. كيف يمكن للمرء أن يصل إلى المنطقة؟ لماذا يستطيع بعض الأشخاص جذب انتباههم بشكل أفضل من غيرهم؟ هل هذا شيء يمكن التدريب عليه؟ إذا كان الأمر كذلك، فهل يمكن للناس المساعدة في تحسينه؟”

الدماغ المتغير

كانت مهمة الفريق هي أولاً فحص العلاقة بين التقلبات في الانتباه وأنماط شبكة الدماغ خلال هذه الدورات المنخفضة التردد التي تبلغ مدتها 20 ثانية.

يقول سيبرجر: “لبعض الوقت، ركزت دراسات التذبذبات العصبية على الترددات الزمنية السريعة، ويعتبر تقييم هذه التذبذبات منخفضة التردد أمرًا جديدًا نسبيًا”.

“لكن هذه التقلبات منخفضة التردد قد تلعب دورا هاما في التحكم في الوظائف المعرفية العليا، مثل الاهتمام المستمر.”

“أحد الأشياء التي وجدناها في الأبحاث السابقة هو أن هناك تقلبًا طبيعيًا في النشاط في بعض شبكات الدماغ. عندما لا يقوم شخص ما بمهمة محددة في ماسح التصوير بالرنين المغناطيسي، فإننا نرى تقلبات كل 20 ثانية،” كما يقول المشارك. – يضيف المؤلف شوماخر أن المجموعة في فترة من الزمن، ويوضح أن المجموعة كانت فضولية، وهذا لا يحدث بالضبط كل 20 ثانية، ويختلف بين التجارب والموضوعات المختلفة.

ومن خلال دراسة هذه الدورات شبه الدورية، كان الفريق يأمل في قياس العلاقة بين تقلبات الدماغ في هذه الشبكات والتقلبات السلوكية المرتبطة بالتغيرات في الانتباه.

بحاجة الى اهتمامكم

لقياس الانتباه، قام المشاركون بالنقر باستخدام بندول الإيقاع أثناء وجودهم في ماسح الرنين المغناطيسي الوظيفي. كان الفريق قادرًا على قياس مدى تواجد المشاركين “في المنطقة” من خلال قياس مدى التباين الموجود في نقرات كل مشارك – يشير التباين العالي إلى أن المشارك كان أقل تركيزًا، في حين يشير النقر الدقيق إلى أن المشارك كان “في المنطقة”.

ووجد الباحثون أنه عندما تتغير حالة تركيز الجسم، فإن مناطق مختلفة من الدماغ تتزامن وغير متزامنة، وخاصة شبكة التحكم الأمامية الجدارية (FPCN) وشبكة الوضع الافتراضي (DMN).

تعمل شبكة FPCN عندما يحاول الشخص الاستمرار في المهمة، في حين ترتبط شبكة DMN بالأفكار الاستبطانية (والتي قد تكون عندما يكون المشارك أقل تركيزًا).

يوضح سيبرجر: “عندما تكون إحداهما خارج المنطقة، تتم مزامنة هاتين الشبكتين ومرحلتين بتردد أقل”. “عندما يكون أحدهم في المنطقة، تتم مزامنة هذه الشبكات.”

تشير النتائج إلى أن أنماط الـ 20 ثانية يمكن أن تساعد في التنبؤ بما إذا كان الشخص سيحافظ على انتباهه أم لا، ويمكن أن توفر رؤى أساسية للباحثين الذين يطورون أدوات وتقنيات لمساعدتهم على التركيز بشكل أعمق.

الصورة الكبيرة

في حين أن العلاقة المباشرة بين السلوك ونشاط الدماغ لا تزال غير معروفة، فإن هذه الأنماط التي تبلغ 20 ثانية من تقلبات الدماغ يتم ملاحظتها عالميًا وعبر الأنواع.

“إذا وضعت شخصًا ما في الماسح الضوئي وشارد ذهنه، فيمكنك رؤية هذه التقلبات. يمكنك رؤية أنماط نصف الدورة الشهرية هذه في القوارض. يقول شوماخر: “يمكنك أن ترى ذلك في الرئيسيات. هناك شيء أساسي حول نشاط شبكة الدماغ.”

ويضيف: “أعتقد أن هذا يجيب على سؤال أساسي حول العلاقة بين السلوك ونشاط الدماغ”.

“إن فهم كيفية عمل شبكات الدماغ هذه معًا والتأثير على السلوك قد يؤدي إلى علاجات جديدة تساعد الأشخاص على تنظيم شبكات الدماغ الخاصة بهم بطريقة أكثر كفاءة.”

على الرغم من أن هذه المهمة البسيطة لا تبحث في السلوكيات المعقدة، إلا أن هذه الدراسة يمكن أن تكون بمثابة حافز للانتقال إلى سلوكيات ومستويات أكثر تعقيدًا من الاهتمام.

يقول سيبرجر: “بعد ذلك، أريد أن أدرس الاهتمام المستمر بطريقة طبيعية”. “أعتقد أن فهم الاهتمام يمكن أن يساعد الأشخاص على إدارة قدرتهم على التحكم في الوعي والحفاظ عليه وزيادته بشكل أفضل.”

حول هذا الاهتمام وأخبار أبحاث علم الأعصاب

مؤلف: جيس هانت رالستون
مصدر: معهد جورجيا للتكنولوجيا
اتصال: جيس هانت رالستون – معهد جورجيا للتكنولوجيا
صورة: يُنسب الفيلم إلى Neuronews

البحث الأصلي: الوصول المفتوح.
“يتنبأ الاتصال الوظيفي المتغير بمرور الوقت بتقلبات الانتباه المستمرة في مهمة التنصت التسلسليةدوللي د. سيبرجر وآخرون. علم الأعصاب المعرفي والعاطفي والسلوكي

ملخص

يتنبأ الاتصال الوظيفي المتغير بمرور الوقت بتقلبات الانتباه المستمرة في مهمة التنصت التسلسلية

الآليات التي تساهم بها شبكات الدماغ واسعة النطاق في الاهتمام المستمر غير معروفة. يتغير الانتباه من لحظة إلى أخرى، ويتزامن هذا التغيير المستمر مع التغيرات الديناميكية في الاتصال الوظيفي بين شبكات الدماغ.

في هذه الدراسة، قمنا بدراسة كيفية اختلاف نشاط شبكة الدماغ عبر مستويات مختلفة من الاهتمام (أي “المناطق”).

أجرى المشاركون مهمة النقر بالإصبع، واسترشادًا بالأبحاث السابقة، تم تحديد الأداء أو الحالة في المنطقة على أنها تقلب وقت رد الفعل المنخفض والانعكاس خارج المنطقة. يتم تشغيل الجلسات داخل المنطقة في وقت مبكر من الجلسة مقارنةً بالكتل خارج المنطقة. وهذا ليس مفاجئًا نظرًا للطريقة التي يتغير بها الاهتمام بمرور الوقت.

باستخدام طريقة جديدة للاتصال الوظيفي المتغير بمرور الوقت، وجدنا أن تحليل الأنماط شبه الدورية (أي تقلبات التردد المنخفض الموثوقة على مستوى الشبكة) كان له نشاط بين شبكة الوضع الافتراضي (TMN) وشبكة المهمة الإيجابية (TAS) ). TPN) أكثر مقاومة للارتباط بشكل ملحوظ خلال الحالات داخل المنطقة والحالات خارج المنطقة.

كما أنه عبارة عن مفتاح شبكة تحكم أمامي (FPCN) يميز بين موضعين للمنطقة. تمت مزامنة نشاط شبكة الاهتمام الظهرية (DAN) وDMN في كلتا الحالتين المنطقيتين.

خلال العصور خارج المنطقة، تمت مزامنة FPCN مع DMN، بينما خلال العصور داخل المنطقة، تمت مزامنة FPCN مع DAN. على العكس من ذلك، كانت شبكة الانتباه البطني (VAN) متزامنة بشكل أوثق مع شبكة DMN خلال فترات التواجد داخل المنطقة مقارنة بالفترات خارج المنطقة.

توضح هذه النتائج أن الاتصال الوظيفي المتغير بمرور الوقت للتقلبات منخفضة التردد في شبكات الدماغ المختلفة يختلف باختلاف التقلبات في الاهتمام المستمر أو العمليات الأخرى التي تتغير بمرور الوقت.