Исследование, опубликованное в Journal of Neuroscience, показало, что внимание может изменить то, как мозг распределяет свою ограниченную энергию; поскольку мозг использует больше энергии для обработки того, чем мы занимаемся, меньше энергии поступает на обработку вне нашего фокуса внимания.
Объясняя исследование, старший автор профессор Нилли Лави (Институт когнитивной нейробиологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе) сказала: «Для работы человеческого мозга требуется много энергии.
Мы знаем, что мозг постоянно использует около 20% нашей метаболической энергии, даже когда мы отдыхаем, и все же широко распространено мнение, что этот постоянный, но ограниченный запас энергии не увеличивается, когда наш разум обрабатывает больше.
«Если есть жесткое ограничение на подачу энергии в мозг, мы подозреваем, что мозг может справляться со сложными задачами, отвлекая энергию от других функций и уделяя приоритетное внимание фокусу нашего внимания.
"Наши результаты показывают, что мозг действительно выделяет меньше энергии нейронам, которые реагируют на информацию, находящуюся вне фокуса нашего внимания, когда наша задача становится сложнее.
Это объясняет, почему мы испытываем невнимательную слепоту и глухоту даже в отношении важной информации, о которой мы действительно хотим знать."
Исследовательская группа когнитивных нейробиологов и биомедицинских инженеров измерила церебральный метаболизм с помощью неинвазивного метода оптической визуализации. Таким образом, они могли видеть, сколько энергии расходуют области мозга, когда люди сосредотачивают внимание на задаче, и как это меняется, когда задача становится более сложной в умственном отношении.
Они использовали широкополосную ближнюю инфракрасную спектроскопию для измерения уровней окисления фермента, участвующего в энергетическом обмене в митохондриях клеток мозга, генераторов энергии, которые обеспечивают биохимические реакции каждой клетки.
Исследователи использовали свою технику для измерения метаболизма мозга в различных областях зрительной коры головного мозга 18 человек, выполняя задачи визуального поиска, которые были либо сложными, либо простыми, но иногда также демонстрировали визуальное отвлечение, которое не имело отношения к задаче.
Они выявили повышенный клеточный метаболизм в областях мозга, реагирующих на стимулы выполняемой задачи, поскольку задача была более сложной, и это увеличение напрямую отражалось на снижении уровней клеточного метаболизма в областях, реагирующих на необслуживаемые раздражители.
Эта двухтактная модель была тесно синхронизирована, показывая компромисс ограниченного энергоснабжения между контролируемой и автоматической обработкой.
Соавтор, профессор Илиас Тахцидис (Медицинская физика и биомедицинская инженерия UCL) сказал: «Используя разработанную нами широкополосную ближнюю инфракрасную спектроскопию, технологию оптического мониторинга мозга, которую мы разработали в UCL, мы смогли лучше измерить фермент в митохондрии (энергетическая фабрика клеток), которые играют важную роль в метаболизме."
Первый автор, аспирант Мерит Брукмайер (Институт когнитивной нейробиологии Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе) сказал: «Используя эти методы, наши выводы об использовании энергии мозга более прямые и убедительные, чем в предыдущих исследованиях с использованием методов фМРТ, которые измеряют уровни оксигенации церебральной крови вместо внутриклеточной. маркер метаболизма."
Профессор Лави сказал: «Таким образом, нам удалось связать перегрузку мозга людей с тем, что происходит внутри их нейронов, поскольку высокие потребности в энергии для одной цели уравновешиваются сокращением использования энергии, связанной с любой другой целью. Если мы попытаемся обработать слишком много информации, мы можем почувствовать перегрузку из-за жесткого ограничения возможностей нашего мозга.
"В течение последних месяцев мы слышали от многих людей, которые говорят, что они ошеломлены, с постоянными обновлениями новостей и новыми проблемами, которые необходимо преодолеть. Когда ваш мозг загружен, вы, скорее всего, не сможете обработать некоторую информацию.
Вы можете даже не заметить важное электронное письмо, потому что ваш ребенок разговаривает с вами, или вы можете пропустить срабатывание таймера духовки, потому что вы получили неожиданный рабочий звонок. Наши результаты могут объяснить эти часто разочаровывающие переживания невнимательной слепоты или глухоты."
Исследование было поддержано Советом по экономическим и социальным исследованиям, Toyota Motor Europe и Wellcome.