original article http://www.nih.gov/news-events/nih-research-matters/mapping-brain-circuits-involved-attention Mapping brain circuits involved in attention 寻找专注力相关的脑部线路图 At a Glance ‧Researchers have determined how a set of brain regions influences attention in mice. 研究人员已确定小鼠中一系列的脑部区域如何影响专注力 ‧The findings suggest that problems with this neural circuit may lead to the concentration difficulties seen in numerous neurological conditions. 这发现暗示在这神经线路中出现的问题将可能造成在许多神经学中观察到的无法专注的 状况 脑部接收到许多感知资讯且必须选择那些该专注那些该忽略. 许多神经障碍疾病--例如精 神分裂症, 自闭症及注意力不足过动症--包含了专注与忽略不足的问题 科学家们长期以来认为脑部称为前额皮质(prefrontal cortex, PFC)的区域选择了哪些资 讯需要专注. 但不清楚这是如何发生的. 某些人提出脑部称为Thalamus的区域过滤掉不相 关的感知讯息, 而另一个共通的理论暗示PFC神经直接与脑部的感知皮质(sensory cortical area)区域互动来调节专注力. 为了研究这些想法, 由纽约大学的Michael Halassa博士领导的研究团队使用了以光为基 础的技术称为光遗传学(optogenetics)来激发与抑制小鼠脑部特定的区域. 这研究由NIH 的NINDS与NIMH研究所部分资助. 研究结果刊登在2015年10月29日的自然(Nature)期刊 这团队训练小鼠听不同的音调来告知他们是要专注在光或声音来找出在两个端口中哪一个 藏有奖励回馈.小鼠们必需使用正确的线索并忽略掉干扰来选择正确的门来得到奖励.这称 为交叉知觉模式(cross-modal) 的任务, 因为他需要两种感知能力. 研究人员发现当他们在线索出现之前使用光遗传学来抑制PFC的神经, 小鼠在找寻正确的 线索时有较多的错误发生. 这些是交叉知觉模式(cross-modal)任务自然而然会发生错误 , 因为当只使用视觉功能模式任务时干扰PFC功能并不影响表现 当这团队抑制视觉皮质(处理视觉资讯)神经时, 只有视觉表现的线索是被影响的--且只有 当线索出现的时间, 而不是在PFC功能正常时. 同样的, 在听觉皮质中抑制听觉神经只会 影响听觉相关的表现. 合起来说, 这些发现挑战了PFC直接影响在这些感知皮质的线路而 影响专注力的概念. 科学家们接下来在丘脑(Thalamus)中使用相似的技术, Thalamus在先前的研究中显示与专 注力有关. 在线索出现之前或之後, 操作在视觉丘脑网状核(visual thalamic reticular nucleu,visTRN)的神经的功能, 使得错误变多了, 这显示PFC跟感知丘脑 (sensory thalamus)互动而移转了专注聚焦时点.这团队发现, 当小鼠需要聚焦在光时, visTRN 的活动下降, 而在另一边处理视觉资讯区域称为lateral geniculate nucleus(LGN)的地方活动上升. 但这在PFC活动被抑制时并未发生, 暗示着PFC改变了在 thalamus区域活动来移转专注力於视觉资讯. 最後, 研究人员发展出一个技术来直接测量神经细胞抑制. 他们发现当小鼠专注於听觉时 LGN神经的抑制变高了. 然而, 这个影响在visTRN被抑制时被未发现. 这结果显示当小鼠 需要专注在听觉时,visTRN抑制了LGN. Halassa说, 我们在新的研究支持了一个新的脑部如何聚焦专注於特定的任务的模式,这模 式将丘脑网状核(thalamic reticular nucleus)视为配电盘来控制脑部接收资料的量, 限 制并过滤掉我们不想付出专注力的感知资讯. 未来的研究将探寻这些线路在神经障碍疾病 中的功能. --

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