麻省理工学院神经科学家展示了用脑波控制注意力

麻省理工学院的神经科学家已经表明，人们可以通过使用神经融合来减少顶叶皮质的一侧的α波来提高他们的注意力。

遇到了注意力？麻省理工学院神经科学家可能有一个解决方案：拒绝你的alpha脑波。在一项新的研究中，研究人员发现人们可以通过基于他们执行特定任务的神经融合来控制自己的α脑波来增强他们的关注。

该研究发现，当受试者学会抑制其顶肌皮层的一个半球中的alpha波时，他们能够更好地关注出现在视野的另一侧的物体。这是第一次看到这种原因和效应关系，并且暗示人们可以通过神经融合来学会提高他们的注意力。

“有很多兴趣的兴趣是神经融合，试图帮助有各种大脑疾病和行为问题的人，”麻省理工学院麦戈文省大脑研究所主任罗伯特·德星表示。“这是一种控制和测试不同类型大脑活动的作用的完全非侵略性的方式。”

它未知这些效果可能持续多久，以及这种控制是否可以通过其他类型的脑波实现，例如β波，与帕金森病联系起来。研究人员现在计划额外研究这种类型的神经融合训练可能有助于患有注意力或其他神经系统疾病的人们。

Desimone是本文的高级作者，在2019年12月4日出现在神经元。McGovern Institute Postdoc Yasaman Bagherzadeh是该研究的主要作者。前麦戈尔德研究所研究科学家Daniel Baldauf以及麦戈尔恩研究所首席研究科学家Dimitrios Pantazis也是本文的作者。

阿尔法和关注

大脑中有数十亿个神经元，它们的组合电信号产生称为脑波的振荡。alpha波，振荡在8到12赫兹的频率上，被认为在过滤分散注意力的感官信息中发挥作用。

以前的研究表明，注意力和α脑波之间的相关性强烈关联，特别是在顶叶皮质中。在人类和动物研究中，alpha波的减少与增强的关注有关。然而，目前尚不清楚alpha波浪控制注意力或只是一个治理注意力的其他过程的副产品，Desimone说。

为了测试alpha波是否实际调节关注，研究人员设计了一个实验，其中人们在执行任务时对其alpha波进行实时反馈。要求受试者在屏幕的中心看一个光栅图案，并告诉以利用心理努力，以增加模式的对比度，因为它们看起来像它，使其更加可见。

在任务期间，使用磁性脑图（MEG）扫描受试者，其揭示了毫秒精度的大脑活动。研究人员在顶叶皮质的左右半球中测量了α水平，并计算了两个层面之间的不对称程度。随着两个半球之间的不对称，光栅模式变得更加明显，提供了参与者的实时反馈。

虽然受试者没有任何关于正在发生的事情，但在大约20次试验（大约10分钟）之后，他们能够增加模式的对比度。通过控制其α波的不对称，MEG结果表明他们已经完成。

“实验结束后，主题说他们知道他们正在控制比较，但他们不知道他们是如何做到的，”Bagherzadeh说。“我们认为基础是有条件的学习 - 每当你做行为并且你收到奖励时，你就会加强这种行为。人们通常没有关于他们的脑卒中的反馈，而是当我们向他们提供并奖励它们时，他们通过练习来学习。“

虽然受试者没有意识地意识到它们是如何操纵他们的大脑波浪，但他们能够做到这一点，并且这种成功在视野的另一侧转化为增强的注意力。当受试者看着屏幕中心的模式时，研究人员在屏幕的两侧闪烁光点。参与者被告知要忽略这些闪光，但研究人员测量了他们的视觉皮层如何回应它们。

一组参与者被训练以抑制大脑左侧的alpha波，而另一组培训禁止禁止右侧。在左侧α减少的人中，他们的视觉皮层显示出屏幕右侧闪光的较大响应，而在右侧的alpha减少的那些响应于左侧的闪光。

“alpha操纵真的在控制人们的注意力，即使他们没有明确了解他们是如何做到的，”Desimone说。

持续影响

在Neurofeedback培训课程结束后，研究人员要求受试者执行涉及注意的两项额外任务，发现增强的注意力持续存在。在一个实验中，要求受试者观看光栅模式，类似于他们在神经融合任务期间看到的东西。在一些试验中，他们提前被告知要注意视野的一侧，但在其他方面，他们没有给出任何方向。

当受试者被告知要注意一方时，该指令是他们看起来的主导因素。但如果他们提前没有给予任何提示，他们往往会在神经融合培训期间受到青睐的一面。

在另一项任务中，要求参与者看看自然户外场景，城市场景或计算机生成的分形形状等图像。通过跟踪主题的眼球运动，研究人员发现人们花了更多的时间看着他们的阿尔法波训练他们要注意的一边。

“很高兴的是，随后的效果似乎持续存在，”Desimone说，虽然需要更多的研究来确定这些效果可能持续多长时间。

参考：Yasaman Bagherzadeh，Daniel Baldauf，Dimitrios Pantazis和Robert Desimone，2019年12月4日，Neuron.doi：
10.1016 / J.NEURON.2019.11.001

该研究由McGovern Institute资助。