„Pata albastră” din creier care ne ajută să ne concentrăm atenția. Ce este și cum funcționează?

Cum putem trece de la o stare de neatenție la una de atenție concentrată? Locus coeruleus, literalmente „pata albastră” din creier, este un grup mic de celule aflate la baza creierului. Fiind principala sursă a neurotransmițătorului noradrenalinei, ne ajută să ne controlăm concentrarea atenției.

Sintetizând dovezi din studiile pe animale și pe oameni, cercetătorii de la Institutul Max Planck pentru Dezvoltare Umană și de la Universitatea din California de Sud au dezvoltat acum un nou cadru care descrie modul în care „pata albastră” reglează sensibilitatea creierului nostru la informații relevante în situații care necesită atenție, scrie Science Daily.

• Gazul înghețat de pe Uranus și Neptun ne-ar putea spune cum s-au format aceste planete
• Corpul nu vrea de fapt să îmbătrânească, arată prima hartă a mușchilor umani

Descoperirile lor au fost publicate într-un articol de opinie în revista Trends in Cognitive Sciences.

Atenția noastră fluctuează. Uneori, suntem distrași și nu mai suntem atenți la unele lucruri, în timp ce alteori ne putem concentra cu ușurință pe ceea ce este important. Să ne imaginăm că mergem acasă după o zi de muncă; poate că pregătim lista de alimente de cumpărat pentru cină în minte – în acest caz suntem într-o stare de neatenție.

Cu toate acestea, atunci când o mașină pe care nu am observat-o claxonează brusc, ne putem redirecționa cu ușurință atenția și reacționa la această nouă situație. Dar cum trece creierul de la o stare de neatenție la una de atenție concentrată?

„Pata albastră” din creier, foarte dificil de studiat până de curând

În timpul stărilor de neatenție, creierul nostru este guvernat de fluctuații lente și ritmice ale activității neuronale. În special, se crede că ritmurile neuronale la o frecvență de aproximativ 10 Hz, numite oscilații alfa, suprimă procesarea activă a intrărilor senzoriale în timpul neatenției.

Astfel, oscilațiile alfa pot fi înțelese ca un filtru care reglează sensibilitatea creierului nostru pentru informații externe.

„În timp ce legătura dintre creșterea și scăderea oscilațiilor alfa și a atenției a fost stabilită de ceva timp, se știe mai puțin despre ce face ca aceste modele de declanșare ritmice să apară și să dispară”, spune Markus Werkle-Bergner, om de știință la Centrul pentru Psihologia Duratei Vieții din cadrul Institutului Max Planck pentru Dezvoltare Umană și coautor al articolului de opinie.

Pentru a răspunde la această întrebare, cercetătorii s-au concentrat pe pata albastră din creier (locus coeruleus), o structură celulară minusculă care se află în trunchiul cerebral, ascunsă adânc sub cortex.

O rețea extinsă de fibre nervoase

Acest grup de celule are o dimensiune de numai aproximativ 15 milimetri, dar este conectat la cea mai mare parte a creierului printr-o rețea extinsă de fibre nervoase. Pata albastră este formată din neuroni care sunt principala sursă a neurotransmițătorului noradrenalină. Reglând comunicarea neuronală, noradrenalina contribuie la controlul stresului, memoriei și atenției.

„Datorită dimensiunilor sale mici și locației sale adânc în trunchiul cerebral, anterior era aproape imposibil să se investigheze nucleul noradrenergic în mod neinvaziv la oamenii vii. Din fericire, în ultimii ani, cercetările pe animale au arătat că fluctuațiile dimensiunii pupilei sunt legate de activitatea petei albastre”, spune Mara Mather, profesor de gerontologie la Universitatea din California de Sud și coautor al articolului de opinie.

„Astfel, ochii noștri pot fi priviți ca o fereastră către o regiune a creierului care părea mult timp inaccesibilă”, a adăugat Mather.

Studiile au corelat activitatea petei albastre cu răspunsurile pupilei

Pentru a studia dacă noradrenalina petei albastre ar putea fi un factor care reglează oscilațiile alfa, cercetătorii au combinat înregistrări ale mărimii pupilei și oscilațiilor neuronale, în timp ce participanții au avut de rezolvat o sarcină care le solicita atenția.

După cum era de așteptat, în momentele în care pupila era mai mare, care indică o activitate noradrenergică mai mare, oscilațiile alfa au dispărut. Mai mult, participanții care au arătat răspunsuri mai puternice ale pupilelor și ale oscilațiilor alfa au fost mai buni la rezolvarea sarcinii de atenție.

Aceste descoperiri, care au fost publicate în 2020 într-un articol din Journal of Neuroscience, sugerează că, prin modularea oscilațiilor alfa, pata albastră din creier ne poate ajuta să ne concentrăm atenția.

Ceea ce a rămas fără răspuns în acest studiu este modul în care noradrenalina influențează oscilațiile alfa. Pentru a răspunde la această întrebare, autorii și-au îndreptat atenția către cercetările anterioare pe animale care au înregistrat activitatea neuronală direct de la neuronii din talamus, o regiune din mijlocul creierului care funcționează ca un „stimulator cardiac” al ritmului alfa.

Pata albastră din creier trimite noradrenalină în talamus pentru a ne concentra atenția

Declanșarea ritmică a acestor neuroni în repaus dă naștere la oscilațiile alfa corticale observate în timpul stărilor de neatenție. Cu toate acestea, adăugarea de noradrenalină la acești neuroni elimină ritmicitatea acestora.

„Punând cap la cap rezultatele din studii, am reușit să descriem modul în care noradrenalina și talamusul ar putea interacționa pentru a controla activitatea ritmică alfa”, spune Martin Dahl, cercetător la Centrul pentru Psihologia Duratei Vieții, Institutul Max Planck pentru Dezvoltare Umană și Universitatea din California de Sud.

„Sugerăm că noradrenalina petei albastre reglează sensibilitatea creierului nostru la procesarea de informații relevante prin suprimarea generatorilor alfa din talamus”, a continuat Dahl.

Astfel, în situațiile care necesită o schimbare bruscă a atenției, un val de noradrenalină ne ajută să ne reorientăm și să evităm rapid mașina care se apropie.

Alte studii pe termen lung care evaluează atât locus coeruleus, cât și talamusul la aceiași participanți ar putea să ofere noi informații despre mecanismele neuronale ale atenției, dar și în privința deteriorării acestora din cauza bolilor sau îmbătrânirii.

Vă recomandăm să citiți și:

Chiar este posibil să devii accidental alergic la carnea roșie. Explicația științifică

Cauza de la nivel molecular a bolii Alzheimer, descoperită de cercetători

Noi cercetări arată că zincul ar putea trata răceala, însă există și o problemă

Viermii au arătat legătura dintre vitamina B12 și boala Alzheimer