Мозг включил режим фокуса

Учёные выяснили, почему одни люди способны долго удерживать внимание, а другие с заметной регулярностью проигрывают битву случайному шуму, усталости и собственным мыслям. Согласно исследованию, опубликованному в журнале PNAS, способность концентрироваться связана с устойчивыми ритмами взаимодействия крупных сетей мозга. Люди с хорошим контролем внимания эффективнее перестраивают связь между этими сетями, когда задача становится сложнее.

Контроль внимания — это способность удерживать в поле сознания нужную информацию и отсеивать отвлекающие сигналы. Важно отличать временную рассеянность, например из-за недосыпа, от более стабильной индивидуальной особенности. Именно базовый уровень внимания связан с учебными результатами, успехами в работе и общим физическим здоровьем.

Исследователи Dolly T. Seeburger и Randall W. Engle из Georgia Institute of Technology изучали, как эта способность отражается в работе мозга. Их интересовала прежде всего фронтопариетальная сеть контроля — распределённая система, включающая участки префронтальной и теменной коры. Её можно представить как диспетчера: она помогает ставить цели и координирует другие мозговые системы.

Особенно важны её связи с сетью пассивного режима работы мозга, связанной с внутренними мыслями и мечтаниями, а также с дорсальной сетью внимания, направляющей фокус на внешний мир. Учёные предположили, что сильный контроль внимания означает не постоянное напряжение, а умение своевременно менять эти связи в зависимости от требований среды.

В исследовании участвовали почти 200 взрослых. На первых двух сеансах они проходили компьютерные тесты на контроль внимания, рабочую память и подвижный интеллект — способность решать новые задачи. Поскольку эти показатели обычно связаны между собой, исследователи использовали статистическую модель, чтобы отделить именно вклад внимания от памяти и общего интеллекта.

На третьем сеансе участникам сделали функциональную магнитно-резонансную томографию — фМРТ, метод наблюдения за изменениями активности мозга. Сначала они десять минут лежали с открытыми глазами, ничего не выполняя. Затем решали простую задачу на память: нужно было нажимать кнопку, если фигура совпадала с предыдущей. После этого следовала сложная версия: требовалось сравнивать фигуру с той, что появилась три шага назад, постоянно обновляя содержимое рабочей памяти и отбрасывая отвлекающие стимулы.

Учёные анализировали квазипериодические паттерны — медленные повторяющиеся волны активности. Они показывают, как мозговые сети синхронизируются или, наоборот, отделяются друг от друга при переходе от покоя к простой и затем к сложной задаче.

Результаты оказались разными у людей с разным уровнем контроля внимания. В состоянии покоя у участников с более слабым вниманием сеть внутреннего мышления была сильно связана с фронтопариетальной «управляющей» сетью. Но при начале простой задачи эта связь резко ослабевала. У людей с хорошим вниманием переход от покоя к простой задаче почти ничего не менял. Зато во время сложного задания их управляющая сеть значительно сильнее отделялась от сети внутренних мыслей — словно мозг наконец закрывал вкладку с посторонними размышлениями.

Похожая картина наблюдалась во взаимодействии с дорсальной сетью внешнего внимания. У людей с низким контролем самые сильные изменения происходили уже при переходе от покоя к простой задаче. У внимательных участников наибольший рост связи возникал только при максимальной нагрузке: система целенаправленного внимания подключалась именно тогда, когда это действительно требовалось.

Исследователи изучили и вентральную сеть внимания, которая реагирует на неожиданные или важные события. У хорошо концентрирующихся людей в покое она положительно взаимодействовала с управляющей сетью, а по мере роста сложности эта связь постепенно ослабевала. У участников с низким контролем картина была менее стабильной: связь менялась с отрицательной в покое на положительную при лёгкой задаче, а затем снова становилась отрицательной при высокой нагрузке.

Отдельно учёные рассмотрели голубое пятно — небольшую структуру в стволе мозга, вырабатывающую норадреналин. Этот химический посредник регулирует уровень возбуждения и помогает координировать общие состояния мозга. Во время самой сложной задачи у людей с хорошим вниманием голубое пятно синхронизировалось с управляющей сетью положительно. У людей с низким контролем наблюдалась отрицательная связь, что может указывать на снижение умственных усилий или частичное отключение, когда задача становилась слишком трудной.

Авторы подчёркивают: исследование не доказывает, что обнаруженные ритмы непосредственно создают способность концентрироваться. ФМРТ неточно измеряет активность голубого пятна, поскольку эта структура очень мала и заметно различается у разных людей. Кроме того, простая и сложная задачи могли требовать не только разного объёма внимания, но и разных стратегий мышления.

Наконец, работа была наблюдательной. Чтобы проверить причинную связь, нужны эксперименты с неинвазивной стимуляцией мозга: если изменить выявленные пути и внимание действительно улучшится, это будет более сильным доказательством. Исследование «Attention control ability is associated with frontoparietal control network interactions» подготовили Dolly T. Seeburger, Jason S. Tsukahara, Nan Xu, Vishwadeep Ahluwalia, Shella D. Keilholz и Randall W. Engle.