Внимание и рабочая память: две стороны одной нейронной монеты?

В 1890 году психолог Уильям Джеймс описал внимание как центр внимания, который мы освещаем не только окружающему миру, но и содержанию нашего разума. Большинство ученых-когнитивистов с тех пор проводят резкое различие между тем, что Джеймс называл «чувственным вниманием» и «интеллектуальным вниманием», теперь обычно называемым «вниманием» и «рабочей памятью», но Джеймс видел их как две разновидности одного и того же психического процесса.

Новое исследование принстонских нейробиологов предполагает, что Джеймс кое-что понял, обнаружив, что внимание к внешнему миру и внимание к нашим собственным мыслям на самом деле являются двумя сторонами одной нейронной монеты. Более того, они наблюдали, как монета переворачивается внутри мозга.

В статье, опубликованной 31 марта в Nature , Мэтью Паничелло, научный сотрудник Принстонского института нейробиологии, и Тимоти Бушман, доцент кафедры психологии и нейробиологии в Принстоне, обнаружили, что внимание и рабочая память имеют одни и те же нейронные механизмы. Важно отметить, что их работа также показывает, как нейронные репрезентации воспоминаний трансформируются, когда они направляют поведение.

«Когда мы воздействуем на сенсорные сигналы, мы называем это« вниманием », — сказал Бушман. «Но есть похожий механизм, который может воздействовать на мысли, которые мы держим в уме».

В паре экспериментов с двумя макаками-резус исследователи обнаружили, что нейроны префронтальной коры, которые фокусируют внимание на сенсорных стимулах, — это те же самые нейроны , которые сосредотачиваются на элементе рабочей памяти. Более того, Паничелло и Бушман фактически наблюдали, как нейронные репрезентации этих воспоминаний перестраиваются в мозгу, когда обезьяны выбирают, на какие воспоминания действовать.

В одном эксперименте каждую обезьяну усадили перед монитором компьютера и камерой, которая отслеживала движения их глаз. На мониторе один над другим отображались пары случайно выбранных цветных квадратов. Затем квадраты исчезли, и обезьяне пришлось запомнить цвет и расположение квадратов. После короткой паузы появился символ, сообщающий обезьяне, какой квадрат они должны выбрать из своей рабочей памяти. Затем, после еще одной паузы, они сообщили цвет выбранного квадрата, сопоставив его с цветовым кругом.

Для выполнения задачи каждой обезьяне необходимо было сохранить оба цвета в своей рабочей памяти, выбрать целевой цвет из памяти, а затем указать этот цвет на цветовом круге. После каждого ответа обезьяна была вознаграждена капельками сока. Чем ближе их отчет был к целевому цвету, тем больше капель они получали.

Во втором эксперименте, чтобы сравнить выбор элементов из рабочей памяти с более классической задачей на внимание, исследователи указали обезьянам направление до того, как они увидели цветные квадраты. Это позволяло макакам сосредоточить все свое внимание на указанном квадрате (и игнорировать другой). Как и ожидалось, обезьяны лучше справились с этой задачей, потому что они заранее знали, на какой квадрат обращать внимание, а какой игнорировать.