Trotz der Flut von visuellen Information das Gehirn erhält , behält es eine bemerkenswerte Fähigkeit, sich auf wichtige und relevante Produkte zu konzentrieren. Die Möglichkeit, die jersey Farben Teamkollegen und Gegner und wo sie hingeht ist eine wertvolle Fähigkeit schnell zu beurteilen - in diesem Herbst zum Beispiel NFL Quarterbacks wird stattlich für wie gut sie ihre Aufmerksamkeit auf Farbe und Bewegung zu konzentrieren belohnt. Wie das Gehirn vollbringt dieses Kunststück hat jedoch kaum verstanden worden .
Nun , University of Chicago Wissenschaftler haben eine Hirnregion, die von zentraler Bedeutung für die Wahrnehmung der Kombination von Farbe und Bewegung scheint identifiziert. Sie entdeckten eine einzigartige Population von Nervenzellen, die in der Empfindlichkeit Verschiebung hin zu den verschiedenen Farben und Richtungen je nachdem, was wird besucht - das rote Trikot von einem Empfänger geht in Richtung einer Endzone , zum Beispiel. Die Studie, veröffentlicht in der Zeitschrift Neuron veröffentlicht wurde, wirft ein Licht auf einen grundlegenden neurologischen Prozess, der ein wichtiger Schritt in die Biologie der Aufmerksamkeit ist .
"Die meisten der Objekte in einem bestimmten visuellen Szene sind nicht so wichtig , so wie das Gehirn Wahlen teilnehmen zu wichtigsten ? " die Studie leitende Autor David Freedman , PhD, Associate Professor für Neurobiologie an der Universität von Chicago. "Wir haben die an einem Bereich des Gehirns , die im Zentrum dieses Prozesses wird auf Null gesetzt. Dies geschieht in sehr flexibler Weise ändernden Moment für Moment abhängig davon, was gesucht wird. "
Die Sehrinde des Gehirns besitzt mehrere , miteinander verbundene Bereiche, die für die Verarbeitung von verschiedenen Aspekten des rohen optisches Signal von den Augen gesammelt verantwortlich sind. Grundlegende Informationen über Bewegung und Farbe sind auf Route durch zwei solcher Regionen bekannt, aber , wie das Gehirn kombiniert diese Ströme in etwas für die Entscheidungsfindung oder andere übergeordnete Prozesse nutzbar unklar .
Um diesen Prozess zu untersuchen, Freedman und Postdoc Guilhem Ibos , PhD, untersuchten die Reaktion von einzelnen Neuronen während eine einfache Aufgabe . Affen wurden eine rasche Folge von visuellen Bildern dargestellt . Eine erste Bild zeigte entweder eine Gruppe von roten Punkten nach oben bewegt oder gelbe Punkte nach unten bewegt , die als Anleitung für die spezifische Farben und Richtungen waren in dieser Studie relevant serviert. Die Probanden wurden belohnt , wenn sie veröffentlicht einen Hebel , wenn Sie dieses Bild später wieder auf. Nachfolgende Bilder wurden mit verschiedenen Farben der Punkte in verschiedene Richtungen bewegen , darunter den Anfangsbild zusammengesetzt .
dynamische Neuronen
Freedman und Ibos sah Neuronen im lateralen intraparietal Bereich (LIP ) , einer Region mit der Vision , Motorsteuerung und der kognitiven Funktionen beteiligt Hirnareale stark miteinander verbunden sind. Als Probanden die Aufgabe und suchten nach einer spezifischen Kombination von Farbe und Bewegung wurde LIP Neuronen hochaktiv. Sie antwortete nicht , aber wenn die Probanden passiv betrachtet dieselben Bilder ohne eine begleitende Aufgabe.
Wenn das Team weiter untersucht die Reaktionen der LIP Neuronen , entdeckten sie , dass die Neuronen besitzt eine eindeutige Kennlinie. Einzelnen Neuronen verschoben ihre Empfindlichkeit gegenüber Farbe und Richtung zu den entsprechenden Farbe und Bewegung Merkmale für diese Studie. Wenn das Motiv suchte roten Punkten nach oben bewegt , zum Beispiel, würde ein Neuron stark Richtungen nahe Aufwärtsbewegung und die Farben in der Nähe von rot zu reagieren. Wenn die Aufgabe wurde zu einer anderen Farbe und Richtung Sekunden eingeschaltet später, würde dasselbe Neuron besser auf die neue Kombination .
" Shifts in Funktion Abstimmung hatte vor langer Zeit durch theoretische Studien postuliert ", sagte Ibos . "Dies ist das erste Mal, dass Nervenzellen im Gehirn wurde gezeigt, verschieben ihre Selektivität abhängig davon, welche Merkmale relevant sind , um eine Aufgabe zu lösen. "
Freedman und Ibos ein Modell entwickelt , wie das LIP vereint sowohl Grundfarbe und Bewegungsinformation . Aufmerksamkeit wahrscheinlich beeinträchtigt , diesen Prozess durch Signale von übergeordneten Bereiche des Gehirns , die LIP Neuron Selektivität beeinflussen. Das Team glaubt , dass diese Region eine wichtige Rolle bei der Herstellung Gefühl der grundlegenden Sinnesinformation spielt , und sie versuchen, das Gehirn weiten neuronalen an diesem Prozess beteiligt , besser zu verstehen .
" Unsere Studie legt nahe , dass dieser Bereich des Gehirns vereint Informationen aus mehreren Bereichen im gesamten Gehirn ", sagte Freedman . " Es integriert Eingänge - visuellen , motorischen, kognitiven Eingänge in den Speicher und Entscheidungen - und stellt sie in einer Weise, die Lösung der Aufgabe in der Hand trägt . "