科學家發現古老的腦細胞有助於防止分心

約翰霍普金斯大學的研究人員在小鼠身上發現的這項發現表明，包括人類在內的所有脊椎動物都有一個共同的大腦系統。這些發現最終可以幫助研究人員開發出針對注意力相關障礙的更精確的治療方法。

研究與行為相關的神經迴路的神經科學家、主要作者 Shreesh Mysore 說：“過動症的特點是，即使是微弱的干擾也會引起注意，而這正是我們在這些神經元沉默時看到的情況。” “但是第二天，當神經元再次被激發時，同一隻動物可以再次忽略幹擾，即使是非常強烈的干擾。”

這項由聯邦政府資助的研究最近發表在 自然通訊 它被選為編輯亮點。

與注意力相關的古老大腦區域

人類和其他動物不斷地對相互競爭的訊息進行分類，專注於最重要的訊息，而忽略不太重要的線索。這種能力被稱為選擇性空間注意力，可以讓人們在嘈雜的房間裡追蹤談話，或在擁擠的地方發現朋友。這過程的困難與自閉症和注意力不足/過動症（ADHD）等疾病有關。

多年來，科學家認為注意力主要由前額葉皮質控制，這是人類和其他靈長類特別發達的大腦區域。然而，這種解釋留下了一個沒有答案的重要問題。儘管缺乏高度發展的前額葉皮質，許多動物也可以集中註意力。

「如果我們真的回到進化論，幾億年前，鳥類有這種能力，魚類也有這種能力。而且它們通常沒有非常發達的前額葉皮層，那麼大腦如何解決這個問題呢？」主要作者尼納德·科塔里 (Ninad Kothari) 說，他是該大學心理和腦科學系的博士後研究員。 “我們已經能夠識別出腦幹中一個進化古老的區域提供這種能力。”

腦幹中的神經元充當焦點過濾器

研究人員發現，小鼠的注意力也受到位於腦幹的抑制性神經元網路的調節。這些神經元存在於脊椎動物中，包括鳥類和魚類。在小鼠身上研究這些細胞的決定源自於邁索爾和其他研究人員先前研究鳥類、青蛙和海龜的工作。

為了測試神經元的作用，研究小組設計了一個類似人類研究中使用的注意力任務。老鼠觀看螢幕上的視覺提示，當它們對直接顯示在它們面前的訊息做出正確反應，同時忽略出現在側面的分散注意力的提示時，它們就會獲得獎勵。

小鼠成功地完成了任務，直到研究人員暫時關閉腦幹中的神經元。

「當我們破壞這些神經元時，老鼠會變得非常分心，」科塔里說。

當神經元失活時，注意力會增加

科學家進行了額外的測試，以確定小鼠是否因視力問題或運動困難而失敗。這些可能性都被排除了。

相反，實驗表明，動物特別失去了評估競爭訊息和關注最相關訊號的能力。

「唯一受到損害的是他們獲取競爭資訊並進行比較以及關注哪個網站擁有最重要資訊的能力，」邁索爾說。 “大腦的這一部分就像一個注意力選擇引擎。它有助於解決這個問題：我現在應該注意的最重要的訊息是什麼？”

過動症和自閉症的潛在影響

研究人員現在希望更了解這些神經元如何影響脊椎動物物種的空間注意力，以及它們是否在人類中發揮類似的功能。

「迄今為止的所有證據都表明這些神經元也存在於人類中，」邁索爾說。 “但是它對人類的選擇性空間注意力負責嗎？令人興奮的假設是它起著至關重要的作用。”

未來的研究可能會檢查過動症和自閉症患者這些神經元的活動。如果研究人員發現細胞在這些條件下發揮不同的功能，這項發現可能有助於指導更具針對性的藥物和療法的開發。

研究作者還包括約翰霍普金斯大學的 Arunima Banerjee、Qing Cheng (Jessica) Zhang 和 Wen-Kayu。