Kiderült, hogyan szűri ki agyunk a lényegtelen ingereket

Látórendszerünk véges kapacitású, képtelen a retinára jutó minden információt feldolgozni. Agyunk úgy működik, hogy a fontos részleteket hozza fókuszba, a lényegtelen dolgokat, "háttérzajokat" pedig kiszűri. Az amerikai Salk Intézet kutatói két olyan tanulmányt is megjelentettek a közelmúltban, amely hozzájárul az agy figyelemösszpontosító mechanizmusainak a megértéséhez.

Amikor figyelmünket a környezet valamely részletére irányítjuk, azt rendszerint rengeteg olyan ingerkeltő dolog veszi körül, amely abban a pillanatban lényegtelen a viselkedésünk szempontjából. A figyelem koncentrálása a központi, lényeges információt az agy döntéshozó részébe irányítja, míg a környező részek ingereit elnyomja. Ezt a sémát általában elfogadják a kutatók, azon viszont már sokat vitatkoznak, hogy miként hajtja végre az agy ezt a bonyolult műveletet.

John H. Reynolds, a Salk Intézet neurobiológus professzora nemrég tett közzé egy elméleti modellt a figyelemről a Neuron című folyóirat hasábjain. A New York-i Egyetemen dolgozó David J. Heegerrel közösen kidolgozott modell szerint, ha valamire figyelünk, akkor a figyelem "átveszi az irányítást" ugyanazon az ideghálózaton, amelyet a látórendszer használ, és beállítja a látórendszer érzékenységét. Ez teszi lehetővé számunkra például, hogy a hatalmas kontraszt- és megvilágításbeli változásokat kiküszöbölve érzékeljük a körülvevő világot. De a figyelem nem csak a bejövő jel erősségének megfelelően szabályozza az érzékenységet, hanem lehetővé teszi, hogy az agy kiemelje az adott helyzetben lényeges információkat, és elnyomja "környezeti zajból" származó lényegtelen idegi jeleket.

Kristy Sundberg, Reynolds korábbi doktorandusza, jelenleg a Yale Egyetem kutatója és munkatársai a Neuronban arról számolnak be, hogy kísérleti módszerekkel tesztelték és sikerült megerősíteniük az elméletből fakadó fontosabb következtetéseket.

Sundberg egy sor kísérletet végzett két rézuszmajommal. A majmoknak egy mozgó négyzeten megjelenő, különböző erősségű és elhelyezkedésű fénylő pontokat kellett szemükkel nyomon követni. Ezekről a feladatokról korábban más kísérletekben már megállapították, hogy megkövetelik a kísérleti alanyok figyelmét. A majmok agyának látókérgében összesen 150 neuront (idegsejtet) különített el (78-at az egyik, 72-t a másik állatban). Ezeknek a neuronoknak a reakcióját egyenként is követni tudták, beültetett elektródák segítségével.

Az agy látókérgében lévő neuronoknak saját "érzékelő mezőjük" van. Ez az egész látómezőnek az a kicsiny része, amelyet az egyedi neuronok ténylegesen "látnak", amelyre reagálnak. Amikor egy inger az érzékelő mező "hatáskörébe" tartozik, akkor a sejt akciós potenciáloknak nevezett elektromos kisüléseket bocsát ki, amelyek továbbítják az információt az érzékelő mezőben lévő ingerről. A neuronok jellemzően erősebben válaszolnak, amikor a figyelem az érzékelő mezőjükben lévő ingerre irányul. Az egyedi neuronok válaszát ezenkívül erősen befolyásolja az, hogyan reagálnak az érzékelő mező közvetlen környezetében lévő neuronok.

Egy - hipotetikus - emberi példával jól szemléltethetjük a kísérleti eredményeket. A képen a figyelem a középpontban lévő nagybőgősre összpontosul. Ez immunissá teszi a neuront a környezetből származó vizuális ingerek hatásaival szemben - nem vonja el figyelmünket a zenekar többi tagja

 Amikor figyelmünket inkább a környezet egyik ingerére - mondjuk a hegedűsre - irányítjuk, akkor elfojtódik az a válasz, amelyet a neuron a számunkra most éppen lényegtelen nagybőgősre ad

A kísérletek folyamán azt tapasztalta, amit Reynolds és Heeger elmélete alapján várni lehetett. Ha a majmok figyelme a középpontban levő ingerforrásra irányult, az megóvta a neuront a környezetből érkező vizuális ingerek elnyomó hatásától. Amikor a figyelem elkalandozott a környezet valamelyik ingerére, ez elnyomta a neuron válaszát, s az a továbbiakban már nem reagált a központban lévő, most már lényegtelenné váló ingerre.

"A figyelmi rendszer kihasználja az érzékelő mező központ-környezet szerveződését, megakadályozza, hogy a környezet figyelemelterelő tényezői elnyomják a feladathoz tartozó információkat közvetítő neuronokat. Ezzel egy időben gátolja a lényegtelen környezeti ingerekre reagáló neuronok válaszát" - magyarázza Sundberg a kísérletek eredményét. Az agy e mechanizmus segítségével választja el az éppen fontos információt a lényegtelentől, így sokkal kisebb kapacitás lekötésével képes hatékonyan reagálni a környezet ingereire.

Forrás: Salk Institute/Neuron