Блог

Jul 19, 2023

Исследователи исследуют мозговые механизмы, стоящие за свободой воли

Представьте себе такой сценарий: вы с другом гуляете по району и останавливаетесь на пешеходном переходе. Пока вы ждете, шумы мира и ваши внутренние мысли соперничают за ваше внимание.

Представьте себе такой сценарий: вы с другом гуляете по району и останавливаетесь на пешеходном переходе. Пока вы ждете, шумы мира и ваши внутренние мысли соперничают за ваше внимание. Внезапно вы видите, как автомобилист чуть не сбил велосипедиста.

— Ого, ты это видел? ты говоришь своему другу.

«Конечно, так и было; это был полностью восстановленный Ford Mustang 1967 года выпуска», — отвечает ваш друг, имея в виду автомобиль, который не попал в дорожно-транспортное происшествие.

Несмотря на то, что вы и ваш друг находились в одном и том же месте в одно и то же время и смотрели на одну и ту же сцену, вы и ваш друг обратили внимание на разные вещи.

Почему? И как?

Одна из возможностей заключается в том, что разные вещи в окружающей среде по-разному привлекали ваше внимание. Но есть и другая возможность: вы и ваш друг приняли добровольное решение о том, на что обратить внимание, соответственно проявив свою свободную волю.

При финансовой поддержке трехлетнего гранта в размере 900 000 долларов США от Национального научного фонда выдающийся профессор Джордж Р. Мангун, директор Центра разума и мозга Калифорнийского университета в Дэвисе, запускает проект, направленный на лучшее понимание когнитивных механизмов, лежащих в основе реалистичного произвольного внимания, или направленного внимания. по свободной воле человека. Проект будет осуществляться в сотрудничестве с коллегами-инженерами из Университета Флориды.

«То, как мы используем свободу воли для концентрации внимания, влияет на наше мгновенное осознание и наше сознание». — Мангун

По его словам, роль произвольного внимания важна не только для понимания здоровой функции мозга. Это также важно для понимания заболеваний головного мозга.

«Почти каждое неврологическое или психиатрическое расстройство затрагивает какой-то компонент внимания, и это иногда связано с дефицитом свободной воли, как, например, при болезни Паркинсона», — сказал он.

На протяжении десятилетий нейробиологи исследовали когнитивные и нейронные механизмы, лежащие в основе произвольного внимания, используя внешние сигналы (простые стимулы, такие как стрелки), чтобы направить внимание испытуемых на определенные места перед ними. Но это далеко от того, как естественным образом происходит произвольное внимание человека.

В реальном мире наша свободная воля позволяет нам контролировать то, на что мы обращаем внимание, даже несмотря на потенциальные отвлекающие факторы. Чтобы приспособиться к этой реальности, нейробиологи часто исследуют концепцию свободы воли посредством произвольных двигательных действий, прося участников исследования нажать кнопку по собственному желанию, без подсказки исследователя.

Проект Мангуна объединит эти два направления исследований. Поскольку ориентация внимания — это когнитивный акт, а не моторный, исследователи надеются сделать важный шаг вперед в понимании как свободной воли, так и произвольного внимания.

Проект Мангуна будет основан на предыдущих экспериментах, проведенных его лабораторией по анализу нейронной активности, которая предшествует произвольному принятию решений.

В исследовании, опубликованном в Журнале когнитивной нейронауки в 2014 году, Мангун и его коллеги рассказывают об экспериментах, в которых участников просили посмотреть на точку в центре экрана компьютера. Затем они предложили участникам сосредоточить внимание где-то еще на экране, используя свободную волю, чтобы выбрать, где, но при этом не перемещали глаз, чтобы посмотреть прямо на посещаемое место.

Сделав этот запрос, исследователи отделили когнитивный акт внимания от двигательного акта движения глаз при взгляде. Мангун и его коллеги записывали мозговые волны участников (электроэнцефалография или сигналы ЭЭГ) как до, так и после того, как они использовали свободу воли для фокусировки внимания.

«Оказывается, текущая картина мозговой активности, предшествующая свободному выбору субъекта, может предсказать, на чем он впоследствии сосредоточит свое внимание», — сказал Мангун. «Используя методы нейробиологии, мы смогли провести своего рода чтение мыслей».

Новый грант Мангуна от NSF делает следующий шаг вперед, применяя подходы машинного обучения и передовые методы визуализации мозга, чтобы точно определить нейронные основы этих прогнозирующих сигналов мозга. Этот междисциплинарный проект объединяет таких инженеров, как постдокторант Шринивасан Мейяппан и докторант психологии Джон Надра.