Стало известно, как мозг концентрирует внимание

Ученые использовали метод оптогенетики, основанный на внедрении в мембрану нейронов опсинов, реагирующих на свет.

В этом процессе участвуют пирамидальные нейроны и холинергическая система.

Исследователи из Квинслендского университета (Австралия) при помощи манипуляций с пирамидальными нейронами продемонстрировали, как их активность связана с холинергической системой. Работа опубликована в журнале Neuron. 

Холинергическая система — совокупность нейронов, концентрирующихся в базальных отделах переднего мозга. Она проецирует аксоны по всей коре головного мозга и секретирует ацетилхолин. Она же регулирует сенсорное восприятие, а ее повреждение у животных приводит к нарушению памяти и когнитивных способностей. Ученые считают, что система ответственна за управление вниманием, но не знают, как именно она выполняет эту функцию. Австралийские биологи решили выявить ее связь с пирамидальными нейронами L5B (layer 5B), потому что те активны у крыс и мышей при выполнении различных заданий. 

Авторы работы могли регулировать деятельность холинергической системы.

Когда пирамидальные нейроны находились в спокойном состоянии, сигналы холинергической системы никак на них не влияли. Однако, если нейроны возбуждали через дендриты, система только усиливала их активность. Ли Флетчер (Lee Fletcher), участвовавший в исследовании, сказал, что холинергическая система как будто давала им сигнал к старту. 

Биологи считают, что именно этот механизм лежит в основе сосредоточения внимания грызунов на конкретном задании. Они также предполагают, что в человеческом мозге происходит тот же процесс, позволяя нам удерживать фокус на чем-то одном и сохранять бдительность. 

Ранее нейрофизиологи из Калифорнийского университета в Беркли доказали, что дофамин выделяется в ответ на раздражители, связанные с неприятными ощущениями. Они видят в этом подтверждение гипотезы о том, что роль дофамина в мозге неоднозначна и зависит от региона, в котором он высвобождается.