Когда мы ищем объект, летящий в небе, наши ожидания кардинально различаются в зависимости от того, птица это или летящий прямо в нас теннисный мяч. Но до сих пор оставалось неясным, на чем сначала фокусируется внимание мозга — на широких характеристиках ожидаемого объекта или на конкретных деталях.
Мозг сначала видит общую картину, а потом концентрируется на деталях
Ученые из Калифорнийского университета в Дэвисе выяснили, как работает внимание человека при подготовке к восприятию объектов. Оказалось, мозг действует поэтапно: сначала настраивается на широкую категорию, затем фокусируется на конкретных деталях.
Neuroscience News
Концентрация внимания играет ключевую роль в обучении мозга, действуя как фильтр информации. Когда мы фокусируемся на конкретной задаче, мозг усиливает обработку релевантных сигналов и подавляет посторонние. Это позволяет нейронным связям формироваться более эффективно. Без концентрации информация обрабатывается поверхностно, не закрепляясь в долговременной памяти. Тренировка внимания улучшает способность к обучению и запоминанию.
Исследователи из Калифорнийского университета в Дэвисе решили разобраться в этом вопросе. Они проанализировали электрическую активность мозга с помощью методов машинного обучения, пока 25 добровольцев в возрасте от 19 до 39 лет готовились увидеть цветные точки, движущиеся по экрану.
Эксперимент показал четкую иерархию в работе внимания. Сначала мозг активирует нейроны, отвечающие за широкую категорию ожидаемого объекта — цвет или направление, а затем быстро сужает фокус до конкретного признака. Работа опубликована в журнале Journal of Neuroscience.
Как работает концентрация внимания
Когда теннисист сосредоточен на полете мяча, он не видит его цвет.
«Наше исследование показывает, что мозг сначала готовится сфокусировать внимание, активируя нейроны, представляющие широкую категорию ожидаемого объекта, а затем быстро обостряет этот фокус», — объяснил соавтор работы Джордж Манган, заслуженный профессор психологии и неврологии.
Ученые использовали электроэнцефалограмму, отслеживание движений глаз и машинное обучение для изучения «упреждающего внимания» — способности подготовиться к восприятию предстоящих сенсорных событий. Участникам показывали пустой экран, затем давали команду искать синюю или зеленую точку либо точку, движущуюся вверх или вниз.
Результаты показали двухэтапную работу внимания. Когда участники получали задание найти точку определенного цвета, их мозг за 240 миллисекунд настраивался на категорию «цвет вообще», подавляя при этом внимание к движению. Аналогично при поиске движущейся точки мозг фокусировался на категории «направление движения», игнорируя цвет. Но чтобы выделить конкретный цвет — именно синий из всех возможных или именно движение вверх среди всех направлений — требовались дополнительные 160 миллисекунд. Итого 400 миллисекунд на полную настройку внимания.
Понимание того, как мозг фокусирует внимание, может дать важные сведения о здоровье мозга и привести к новым подходам в лечении расстройств внимания, таких как СДВГ или аутизм.