2023 מְחַבֵּר: Bailey Leapman | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-05-20 22:47
DURHAM, N. C. - על ידי בקשת נבדקים להפנות את תשומת לבם לאזורים מסוימים בחלל בזמן שהמוח שלהם נסרק על ידי MRI, חוקרים מיפו אזורי מוח פעילים בשליטה עצבית ברמה גבוהה של קשב. כמו סיור לוויין ראשוני של שטח חדש, מיפוי ראשון זה מייצג צעד מפתח לקראת הבנת הטופוגרפיה המפורטת והתפקוד של אזורי מוח המעורבים בשליטה "מבצעת" ברמה גבוהה של תשומת הלב.
החוקרים דיווחו על ממצאיהם במאמר ב- March Nature Neuroscience.הם עמית פוסט-דוקטורט ג'וזף הופפינגר ופרופסור חבר מייקל בונוקור מאוניברסיטת קליפורניה בדייוויס, וג'ורג' ר. מנגון, פרופסור למדעי המוח הקוגניטיביים ופסיכולוגיה באוניברסיטת דיוק. המחקר שלהם נערך בחסות המכון הלאומי לבריאות הנפש, התוכנית למדעי הגבול האנושי והקרן הלאומית למדע.
לפי מנגון, הבנה בסיסית של בקרת קשב יכולה לספק תובנות לגבי הפתולוגיה של בעיות כגון הפרעת קשב וריכוז (ADHD), סכיזופרניה והפרעות קשב בעקבות נזק מוחי כתוצאה משבץ מוחי. הבנה כזו יכולה גם לאפשר מדידות של הפעילות הטיפולית של טיפולים תרופתיים בשיפור תפקוד הקשב.
"לפני שנוכל להבין כיצד חולים כאלה שונים בשליטה בקשב שלהם, עלינו לדעת כיצד התהליך מתפקד כרגיל", אמר מנגון, שהוא מנהל מרכז דיוק למדעי המוח הקוגניטיביים."עם הממצא הזה, אנו מניחים יסודות בסיסיים חשובים במיפוי התחומים המעורבים בבקרת קשב ובסופו של דבר בהבנת המבנה החישובי שלהם."
Mangun הוסיף כי חקר "שליטה ביצועית" כזו במוח מהווה כיוון חדש וחשוב עבור מדעי המוח הקוגניטיביים, שלעתים קרובות התמקד בעיקר באופן שבו המוח מעבד קלט חושי במהלך הקשב.
Mangun ועמיתיו השתמשו בטכניקה אנליטית המכונה "MRI פונקציונלי הקשור לאירועים" כדי להבחין באזורי מוח פעילים במהלך בקרת קשב. MRI משתמש בשדות מגנטיים בלתי מזיקים כדי למפות את המוח, ומזהה אזורים של זרימת דם מוגברת המשקפים פעילות מוגברת של תאי מוח הנקראים נוירונים.
בניסויים שלהם, החוקרים הניחו נבדקים במכשיר MRI והורו להם לצפות בחץ שצץ על מסך וידאו. תלוי אם החץ הצביע ימינה או שמאלה, לאחר הפסקה הם היו אמורים להפנות את תשומת לבם, מבלי להזיז את עיניהם, אל לוח דמקה משמאל או מימין לחץ.תשומת לבם תפסה משימה של קביעה אם לוח השחמט בשחור-לבן כולל ריבועים אפורים.
על ידי שילוב התוצאות של מספר רב של ניסויים כאלה, המדענים קבעו שאזורי מוח נפרדים מסוימים בקליפת המוח הראו תמיד פעילות במהלך משימות הקשב. עיקריים בין אזורים אלה הם הקורטקס הפרונטלי העליון, הפריאטלי התחתון והעליון הטמפורלי. קליפת המוח היא השכבה הדקה של רקמת המוח המונחת מעל המוח, האחראית על שילוב מידע חושי ומוטורי ועל תפקוד מוחי גבוה יותר.
למרות שמחקרים קודמים של המוח השפיעו על אזורים בקליפת המוח בבקרת קשב, אמר מנגון, המחקרים לא הבחינו בין פעולת הכוונה רצונית של תשומת הלב לבין העיבוד הסלקטיבי שלאחר מכן של תשומות חושיות שמטופלות או מתעלמות מהן..
"רצינו להבחין בין רשתות עצבים המופעלות כאשר אתה אומר בהתחלה למישהו לשים לב למשהו, לבין אלה המעורבים בעיבוד מה שקורה כתוצאה מכך", אמר מנגון."לכן, במחקר שלנו, הצלחנו להבחין בין אזורי המוח המעורבים בפקודה הראשונית לשים לב מהכיוון של תשומת הלב למיקום מרחבי.
"זה דומה להבחנה במערכת המוטורית של המוח בין מה שקורה כשאדם מחליט להושיט יד לחפץ לבין האותות העצביים הבאים להפעיל את התכווצות השרירים כדי להושיט יד בפועל."
לפי מנגון, הניסוי היה צריך להיות מתוכנן כדי להפריד בין שתי המשימות באופן משמעותי בזמן, בגלל פיגור קל בין פעילות עצבית מוגברת לשינוי בזרימת הדם שיופיע בסריקות MRI.
"כאשר אתה מודד שינויים בזרימת הדם, כפי שאנו עושים בהדמיה עצבית, תגובת זרימת הדם לרמז עשויה להתרחש במשך שניות. ולכן, אם הצגת הרמז והמטרה מופרדות באלפיות שניות בלבד, זה קשה מאוד להבחין בין התגובות."
פיגור כזה גרם לכך שגם עם הפרדה של 10 שניות בין מרכיבי הניסוי, עדיין היה צורך בניתוח קפדני של עלייתה ונפילתה של "התגובה ההמודינמית" כדי לחשוף באופן חד משמעי את אזורי המוח המעורבים בקפדנות בקשב שליטה.
Mangun הדגיש שהממצאים החדשים מייצגים רק את ההתחלה של המאמצים להגדיר את אזורי המוח המעורבים בבקרת קשב. ניסויים נוספים ישתמשו בטכניקות MRI פונקציונליות חזקות יותר כדי למפות את האזורים הפעילים ברזולוציה גבוהה יותר, כמו הבחנה בין אובייקטים עדינים ועדינים יותר בתמונות לוויין.
החוקרים מתכננים גם לשלב מיפוי MRI עם טכניקה משלימה של הקלטה חשמלית של גלי מוח במהלך משימות קשב, שיטה שדווחה לראשונה על ידי Mangun ועמיתיו בשנת 1994. אמנם הקלטה חשמלית כזו אינה יכולה להבחין באזורים פעילים במוח כמו גם MRI, זה יכול להציע מדידה הרבה יותר מדויקת של התזמון של פעילות אזור המוח.
"עכשיו, אנחנו יכולים להבחין בין אזורי המוח הפעילים, אבל אנחנו צריכים להבין בפירוט אילו מהם פעילים ראשון, שני ושלישי", אמר. "המטרה שלנו היא להבחין בין הפעולות המנטליות השונות המעורבות, בסופו של דבר להבין את התהליך החישובי המפורט של הקשב."
לפי מנגון, גם ניסויים חדשים מתקיימים שמשנים את אופי משימת הקשב; למשל, שימת לב לצבע ולא למיקום מרחבי. ניסויים כאלה אמורים להניב תובנה נוספת לגבי מנגנוני המוח הבסיסיים של בקרת קשב.
העיתון של Mangun היה אחד משני מאמרים משלימים על בקרת קשב שפורסמו בגיליון של Nature Neuroscience. המאמר השני היה מאת מאוריציו קורבטה ועמיתיו בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת וושינגטון בסנט לואיס. בדו"ח זה, המחברים בדקו את הרעיון שהצומת בין האזור הטמפורלי והפריאטלי שיחק תפקיד בכיוון מחדש של תשומת הלב לכיוון גירויים במקומות בלתי צפויים; ושאזור אחר, הנקרא sulcus intraparietal, מעורב בהתמצאות רצונית ובשמירה על תשומת הלב במקומות ממוקדים.
בעוד ששני המאמרים חקרו את שני המרכיבים העיקריים של הקשב - תהליכי בקרת הקשב מלמעלה למטה, והמודולציות של עיבוד תפיסתי כתוצאה מכך - מאמר המנגון בודד והדגים את שני המרכיבים.
במאמר חדשות וצפיות בעיתון, כתבו השותפים רוג'ר טוטל ונוצ'ין האדג'יקאני מבית החולים הכללי של מסצ'וסטס "… שני המאמרים הללו מדגימים את הכוח של טכניקות הדמיה חדשות לפתור פעולות קוגניטיביות מורכבות לשלבים המרכיבים אותן, ולחשוף את המבנים המעורבים בכל שלב.
"הם צפויים לעורר מחקרים עתידיים רבים, ועל ידי שילוב של שיטות הדמיה טובות יותר עם גישות אחרות כגון מחקרים על חולים ופיזיולוגיה של פרימטים לא אנושיים, נוכל לקוות להשיג עומק חדש של הבנה כיצד המוח שולט בקשב."
