额顶网络强调注意力和意识感知之间的联系

导读 几乎一半的右脑中风患者后来会出现一种非常不寻常的症状:他们失去了感知左侧空间正在发生的事情的能力。因此,他们往往只吃盘子的右侧,而

几乎一半的右脑中风患者后来会出现一种非常不寻常的症状:他们失去了感知左侧空间正在发生的事情的能力。因此,他们往往只吃盘子的右侧,而忽略左侧的人,并且很难找到自己的路。这种疾病被称为半侧空间忽视,不涉及基本的视觉能力,这些能力保持完整。

“这些病人看得很清楚。问题出在别处!巴黎大脑研究所的神经学家兼研究员保罗·巴托洛梅奥(Paolo Bartolomeo)描述说,他们不知道周围环境的一部分,不是因为他们没有接收到视觉信息,而是因为他们没有注意到它。在某种程度上,对这些患者的治疗包括重新教育他们的注意力能力。”

我们怎么可能不知道我们所感知到的现实元素呢?要回答这个问题,我们需要了解意识和注意力之间关系的本质。多年来,研究人员一直试图将其形式化,但几种相互竞争的理论并存,但没有一个占上风。为了了解更多信息,Paolo Bartolomeo 和 PICNIC 团队的博士生 Jianghao Liu 决定对这些理论进行测试。

加博尔至右舷

“我们想要更详细地描述注意力和意识知觉之间的相互作用,不仅是为了阐明某些认知障碍中的注意力障碍,也是为了更好地理解人类总体意识。”刘江浩解释道。临床研究告诉我们,注意力是必要的“对于有意识的感知来说,虽然还不够,但我们不知道这是如何在大脑中转化的。因此,我们试图揭示额顶叶网络中注意力处理的机制。 ”

为了阐明这些问题,研究人员将注意力集中在所谓的外源注意力上,即对环境刺激的注意力。功能磁共振成像和脑电图等传统神经影像技术不足以获得认知任务期间大脑活动的精确数据。因此,研究小组使用了 13 名植入深部脑电极的癫痫患者的脑内电生理记录来治疗耐药性癫痫。

该研究的参与者被要求执行一项认知任务,其中涉及检测称为“Gabor patch”的目标,通过改变组成它的黑白条的对比度,该目标几乎无法辨别。目标出现在屏幕的左侧或右侧,前面有一个视觉提示(一个简单的黑点)——要么是正确的(宣布目标出现的一侧),要么是误导性的(宣布错误的一侧)。在某些情况下,Gabor 补丁根本没有出现。

支持神经证据

“这个实验使我们能够确定,通过视觉提示操纵参与者的注意力可以改变他们有意识地感知加博斑块并描述他们所看到的内容的能力,”刘江浩解释道。根据刺激,他们的注意力能力要么受到抑制,要么提高十倍。与此同时,我们观察到特定的神经网络参与了注意力和意识感知之间不同类型的相互作用。”

更具体地说,通过电生理记录,研究人员确定了与额顶网络中注意力的维持和重定向相关的五组电活动。然后,他们使用白质纤维束成像(一种成像技术)来确保这些簇与解剖学上可观察到的神经投影的结构相匹配。最后,他们使用计算机模型检查了这些结果的稳健性,以确保他们观察到的神经动力学不是癫痫患者特有的,并且最终可以推广。

研究人员说:“我们第一次能够绘制出参与注意力和意识知觉之间相互作用的大脑区域。” 这是一个巨大的进步:当前的某些假设声称,意识感知和注意力是两个完全相互隔离的功能,并且依赖于不同的网络。我们的数据显示相反的情况。”

注意力和意识感知之间的相互作用肯定会塑造我们对世界的感知,因为我们的注意力不断被周围环境中的新事件(无论大小)所吸引。“现在我们想要确定对内源性事件的关注——换句话说,由我们的思想、内部感觉、内心生活产生的事件——是否也会影响意识,保罗·巴托洛梅奥总结道。毕竟,我们关注自己的能力与我们感知宇宙其他部分的能力一样令人着迷。”

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