Неврологическая основа внимания

За последние несколько лет в понимании нервных механизмов внимания произошли важные достижения, особенно в сфере зрительного внимания. Интересы ученых касались двух основных вопросов: 1) посредством каких структур мозга осуществляется психологический акт выбора объекта внимания и 2) чем различается последующая нервная обработка сопровождаемых вниманием и игнорируемых стимулов? Рассмотрим эти вопросы по очереди.

Видимо, мозг располагает двумя отдельными системами, посредством которых реализуется отбор входных сигналов. Одна система связана с локализацией объекта; она отвечает за выбор одного местоположения среди всех остальных, а также за переключение с одного местоположения на другое. Она называется задней системой, потому что образующие ее структуры мозга — часть теменной коры и некоторые подкорковые структуры — находятся в задней части мозга. Другая система внимания связана с другими свойствами объекта, например с его формой и цветом. Она называется передней системой, потому что образующие ее структуры — передний поясок и подкорковая структура — находятся в передней части мозга. Короче, объект внимания можно выбрать, сосредоточившись или на его местоположении, или на каком-либо другом свойстве, а реализовывать эти два варианта избирательности будут два совершенно разных участка мозга.

Чтобы получить некоторое представление о данных в поддержку вышеприведенных положений, рассмотрим результаты в пользу существования задней системы. Наиболее важные из них получены при ПЭТ-сканировании человека во время выполнения задач на избирательное внимание. Когда испытуемого просят переключить внимание с одного места на другое, наибольшее возрастание кровотока — а значит, и нервной активности — происходит в теменных долях коры обоих полушарий (Corbetta et al., 1993). Кроме того, когда людям с повреждениями этих участков мозга давали решать задачи на внимание, им было крайне трудно переключить внимание с одного места на другое (Posner, 1988). Значит, у пациента, который с этой задачей справиться не может, повреждены те самые участки, которые активируются, когда нормальный мозг выполняет эту задачу. Кроме того, в исследованиях нечеловекообразных обезьян с применением одноклеточной регистрации было обнаружено, что когда им надо переключить внимание с одного места на другое, активируются эти же самые участки мозга (Moran & Desimone, 1985). Взятые вместе, эти результаты сходятся с представлением, что теменные участки мозга опосредуют внимание к различным местоположениям. Существуют аналогичные данные, подтверждающие участие фронтальных участков мозга (передней системы) в концентрации внимания на различных аспектах объекта, не связанных с его локализацией.

Теперь перейдем ко второму вопросу. После того как выбран объект внимания, что меняется в его нервной обработке? Чтобы быть конкретнее, обратимся к эксперименту, в котором испытуемому предъявляют ряд цветных геометрических фигур и говорят, чтобы он, обращая внимание только на красные фигуры, указал, когда ему будет предъявлен треугольник. В этом случае передняя система переключает внимание на цвет, но что еще меняется в нервной обработке каждого стимула? Ответ состоит в том, что те участки зрительной коры, которые обрабатывают цвет, становятся более активны, чем они были бы, если бы испытуемый не направил внимание избирательно на цвет. В общем, участки мозга, которые имеют отношение к свойствам, на которые направляется внимание (будь это цвет, форма, текстура, движение и т. д.), усиливают свою активность (Posner & Dehaene, 1994). (Есть также убедительные данные, что активность участков мозга, связанных с игнорируемыми свойствами, будет при этом подавляться.)

Некоторые наиболее убедительные доказательства такого усиления активности были получены опять-таки в исследованиях с применением ПЭТ В одном из экспериментов (Corbetta et al., 1991) испытуемые во время сканирования их мозга наблюдали движущиеся объекты меняющегося цвета и формы. При одном условии эксперимента испытуемых просили обнаружить изменения в характере движения объектов, а при других условиях — изменения формы и цвета объектов; значит, при первом условии внимание обращалось на движение, а при других условиях — на цвет и форму. Хотя при всех условиях эксперимента стимулы были физически идентичны, было обнаружено, что при первом условии более активны зоны мозга, участвующие в обработке движения, а при остальных условиях — зоны мозга, участвующие в обработке цвета или формы (рис. 5.22). Следовательно, внимание усиливает то, что существенно, не только в психологическом, но и в биологическом смысле.

Рис. 5.22. ПЭТ-изображения показывают различия в активности коры.Изображение справа вверху снято в условиях, когда испытуемые концентрировали внимание на изменениях цвета; изображения в нижнем ряду получены в условиях, когда испытуемые концентрировались на изменениях формы или скорости.