研究揭示了大脑如何进行多任务处理

纽约大学Langone医学中心的研究人员说他们已经添加到证据表明贝壳形区域在哺乳动物大脑的中心,被称为丘脑网状核或环境,可能是负责定期和无缝多任务的能力。

这个过程中,他们建议,是通过个人TRN神经元表现得像个“交换机”,不断过滤感官信息,或多或少的注意力转移到一个感觉,从其他感官相对阻塞干扰信息,包括声音。

在他们的研究在老鼠身上,在《华尔街日报》描述自然在线10月21日,研究人员表明,TRN神经元,之前已与大脑信号的抑制人,老鼠时也不活跃导致集中调动回应——这种视觉的闪光牛奶奖励。

相反,当老鼠是注意声音和忽略的闪光,研究者称TRN神经元控制视觉更活跃,抑制视觉信号以更多关注声音。早些时候由同一组科学家研究表明,不同环境神经元控制特定的感觉。

“我们最新研究发现支持的新兴模型大脑如何聚焦于一个特定的任务,利用神经元在丘脑网状核作为交换机控制大脑接收的信息量,限制和过滤的感官信息,我们不想关注,”资深研究员和神经学家Michael Halassa医学博士。

“过滤偏题或无关的信息是一个重要的功能,“Halassa解释说,神经学和精神病学助理教授在纽约大学Langone及其Druckenmiller神经科学研究所。“人们需要能够专注于一件事并抑制其他干扰执行日常功能,比如开车,打电话,和社交。”

根据Halassa,新的研究更详细的研究奠定了基础所涉及的复杂的行为如何哺乳动物的大脑关注什么是重要的,尤其是如何打破这些神经回路在注意缺陷疾病的情况下,如多动症、自闭症和精神分裂症。

Halassa先前的研究说,在纽约和其他地方,发现大脑的环境区域及其单个神经元尽可能监管者的大脑多任务的能力,但直到现在一直无法成功地证明了假设。事实上,早在1984年诺贝尔奖得主弗朗西斯·克里克假设的环境可能函数就像一扇大门感觉信息的流动。Halassa解释说,然而,科学家面临技术斗争准确记录信号的小TRN大脑深处的解剖结构。也没有方法孤立的行为与环境相关联,直到他的研究小组设计了一种新颖的实验装置。

在新的研究中,Halassa和他的同事开发了一个行为实验,他们监视老鼠的能力成功地收集牛奶奖励由关注光信号或声音。测试,他们说,旨在衡量大脑区域如何控制更高的行为功能,前额叶皮层,可以直接关注某种意义上。

作为测试的一部分,研究人员分散了小鼠反对刺激:如果鼠标是预期的闪光指导牛奶奖励,研究者用声音,心烦意乱,反之亦然。分散的老鼠收集食物奖励的能力下降70%近90%,即使分散刺激后删除。

同时,研究小组记录电信号TRN神经元也追踪了老鼠的行为,同时灭活的各个部分的大脑神经回路用一束激光。

他们发现大脑的前额叶皮层区域灭活,在复杂的行为被认为负责决策,扰乱TRN神经信号和减少老鼠只有随机成功获得牛奶奖励当面对特别暗示光或声音信号。灭活的环境,在不影响皮质区域,也减少了获得成功的提示食物奖励。Halassa说,这些结果表明前额叶皮层如何执行这些行为任务的关键,这部分大脑的“存储知识最终传达环境控制视觉和听觉感觉信息是否抑制,如何大脑最终进行多任务处理”。

Halassa说,研究小组下一步计划多少“分散”信息的环境可以阻止或允许通过,这种机制可以破坏模型的疾病,如自闭症。