麻省理工学院的神经科学家证明了用脑电波控制注意力

时间:2019-12-05 21:40 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

  

麻省理工学院的神经科学家证明了用脑电波控制注意力

 

  麻省理工学院的神经科学家已经表明,人们可以通过使用神经反馈来减少顶叶皮层一侧的α波来增强注意力。

  研究表明,人们可以通过操纵自己的阿尔法脑电波来提高注意力。

  有麻烦注意吗?麻省理工学院的神经科学家可能为您提供解决方案:降低阿尔法脑电波。在一项新研究中,研究人员发现,人们可以通过执行特定任务时收到的神经反馈控制自己的α脑波,从而增强注意力。

  这项研究发现,当受试者学会抑制顶叶皮层的一个半球内的阿尔法波时,他们能够更好地注意视野另一侧出现的物体。这是第一次发现这种因果关系,这表明人们有可能学会通过神经反馈来提高注意力。

  麻省理工学院麦戈文脑科学研究所所长罗伯特·德西蒙内说:“使用神经反馈来尝试帮助患有各种脑部疾病和行为问题的人有很多兴趣。” “这是控制和测试不同类型的大脑活动的作用的一种完全非侵入性的方式。”

  这些作用会持续多久,以及其他与帕金森氏病相关的脑电波(例如β波)能否实现这种控制,目前还不得而知。研究人员现在正在计划关于这种类型的神经反馈训练是否可以帮助患有注意力或其他神经系统疾病的人的其他研究。

  Desimone是该论文的高级作者,该论文于2019年12月4日发表在Neuron上。McGovern Institute博士后Yasaman Bagherzadeh是该研究的主要作者。该论文的作者还包括前麦戈文研究所的科学家Daniel Baldauf和麦戈文研究所的首席研究科学家Dimitrios Pantazis。

  阿尔法与注意

  大脑中有数十亿个神经元,它们结合的电信号产生称为脑波的振荡。据信,以8至12赫兹的频率振荡的阿尔法波在滤除分散注意力的感官信息方面发挥了作用。

  先前的研究表明,注意力与阿尔法脑电波之间有很强的相关性,尤其是在顶叶皮层中。在人类和动物研究中,α波的减少与注意力的增加有关。但是,尚不清楚阿尔法波是控制注意力还是仅仅是控制注意力的其他过程的副产物,Desimone说。

  为了测试阿尔法波是否真正调节注意力,研究人员设计了一个实验,其中人们在执行任务时会实时获得有关其阿尔法波的反馈。要求受试者观察屏幕中央的光栅图案,并告诉他们在观察图案时要花更多的精力来增加图案的对比度,以使其更明显。

  在执行任务期间,使用磁脑图(MEG)对受试者进行了扫描,从而以毫秒为单位显示了大脑活动。研究人员测量了顶叶皮层左右半球的α水平,并计算了这两个水平之间的不对称程度。随着两个半球之间的不对称性的增加,光栅图案变得更加可见,为参与者提供了实时反馈。

  尽管没有告诉受试者发生了什么事,但经过约20次试验(耗时约10分钟),他们仍然能够增加图案的对比度。MEG结果表明,他们是通过控制其α波的不对称性来做到这一点的。

  “实验之后,受试者说他们知道他们正在控制对比度,但是他们不知道如何做到这一点,” Bagherzadeh说。“我们认为基础是有条件的学习-每当您做出某种行为并获得奖励时,您就在强化这种行为。人们通常对他们的大脑活动没有任何反馈,但是当我们提供给他们并奖励他们时,他们就会通过练习来学习。”

  尽管受试者没有自觉地意识到他们是如何操纵脑波的,但是他们能够做到这一点,并且这种成功转化为对视野另一侧的注意力的增强。当受试者看着屏幕中央的图案时,研究人员在屏幕的两侧闪烁了光点。受试者被告知要忽略这些闪光,但是研究人员测量了他们的视觉皮层如何响应它们。

  一组参与者被训练为抑制大脑左侧的阿尔法波,而另一组参与者被训练为抑制右侧大脑。在左侧alpha降低的人中,他们的视觉皮层对屏幕右侧的闪光显示出更大的响应,而在右侧alpha降低的人对左侧看到的闪光则有更多的响应。

  Desimone说:“ Alpha操纵确实控制着人们的注意力,尽管他们对其工作方式没有任何清晰的了解。”

  持续影响

  在神经反馈训练结束后,研究人员要求受试者执行另外两项涉及注意力的任务,并发现增强的注意力持续存在。在一个实验中,要求受试者观察是否出现光栅图案,类似于他们在神经反馈任务中所见。在某些试验中,他们被事先告知要注意视野的一侧,但在另一些试验中,他们没有得到任何指示。

  当受试者被告知要注意一侧时,该指令是他们观察的主要因素。但是,如果他们事先没有得到任何提示,他们往往会更多地关注在神经反馈训练中偏爱的一面。

  在另一项任务中,要求参与者查看图像,例如自然的室外场景,城市场景或计算机生成的分形形状。通过追踪受试者的眼球运动,研究人员发现人们花了更多时间在他们的阿尔法波训练他们注意的那一侧。

  Desimone说:“有希望的是,这种影响似乎确实会持续下去。”尽管需要更多的研究来确定这些影响可能持续多长时间。

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