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布朗大学科学家研究大脑如何忽略干扰:借此减轻疼痛
布朗大学科学家研究大脑如何忽略干扰:借此减轻疼痛
2015/2/7 8:30:00 | 浏览:1053 | 评论:0

布朗大学科学家研究大脑如何忽略干扰:借此减轻疼痛

为了研究大脑如何有意忽略可感知激励,科学家分析了一种脑电波,它用来连接躯体感觉皮质区和右侧下额叶皮质。白色区域在实验中都受到了控制。图片由布朗大学提供

当我们的注意力集中在某些事情上时,我们其实也平行参与了另一种无声的事情:有意忽略其它事情。一项新研究描述了大脑实现这种“最佳忽略”的一种可能机制。有了这些知识,布朗大学的科学家希望利用这种“忽略”力量,比如减轻疼痛。布朗大学的神经学助理教授,本研究的通讯作者史蒂芬妮·琼斯(Stephanie Jones)说:“我们主要研究了大脑阻拦环境中其它干扰的机制。”

忽略手 关注脚

新发现已经在《神经科学杂志》发表。有12名志愿者参与了实验,他们被告知左手中指或者左脚大脚趾可能受到短暂敲击。此外,他们有时只需要报告脚上感受的刺激,而忽视手上的感觉;有时则只需要报告手上的刺激,反之忽略脚上的。实验过程中扫描志愿者的大脑。

在对志愿者进行脑部扫描时,科学家也会测量多个大脑区域不同频率脑波的能量和出现时间。躯体感觉皮质区处理手部触觉的部分(以下简称为躯体感觉皮质手区)和右侧下额叶皮质rIFC(控制压抑注意力、行为)间的脑波同步,科学家尤其感兴趣。

为保证不放过任何信息,他们也小心查看了额叶的临近区域。这些区域起到了实验控制的作用。通过研究,科学家发现了不同大脑区域间重要的同步模式。特别的,当查看rIFC和躯体感觉皮质手区的同步时。他们发现,当人们分别被告知只需要关心脚上的刺激或者只关心手上的刺激时,前者在这两个大脑区域间引发的同步比后者要强很多。

在人们被告知关注哪种激励和实际物理激励发生前的一秒时间,出现了一种模式。在这段时间里,相比关心手的人,关注脚的人的躯体感觉皮质手区和rIFC间的α波(7-14Hz)同步要高得多。而大脑准备抑制或者忽略手上感觉时的模式与此一致。

当人们感受到了刺激并准备报告(右手点击按钮)的后一秒,另一种模式出现了。关注脚的人的躯体感觉皮质手区和rIFC间的β波(15-29Hz)增加了很多。这和大脑抑制、忽略手上激励,以及抑制这种激励的更多后续需求(比如报告)的模式是一致的。这些模式只在rIFC存在,额叶周围的控制区并没有发现。

科学家还发现,左脑(尤其是额下沟IFS)IFC和躯体感觉皮质手区的α节律同步有很大不同。他们怀疑这可能和制定抑制、关注某种激励的规则有关。琼斯说:“这个发现很意外。”

有益健康的忽略?

这项研究的资深合作作者,阿尔伯特医学院的家庭医学助理教授凯瑟琳·克尔(Catherine Kerr)领导的小组发现人类通过正念禅修,可以学会在变换关注点时操纵躯体感觉皮质区的α节律。

这个新发现扩展了之前的工作,说明了α、β节律如何连接躯体感觉皮质区和额叶,并协调了从消除注意力到忽略一种感官激励的多步过程。现在,琼斯、克尔和本·格林伯格(Ben Greenberg)—精神学和人类行为学教授合作,以测试是否可以用非侵害的、经颅的交流电激励来利用这个多步过程。他们将测试是否可以使用这项技术来操纵大脑不同区域的α、β波,比如躯体感觉皮质区和抑制注意力、疼痛检测的rIFC。

类似研究也表明正念禅修,通过α节律来限制注意力,可能可以帮助人们忽略压抑想法。而对于通过显式操纵皮质其它区域和rIFC之间的α、β波,以给人带来安慰,琼斯和克尔也很感兴趣。

布朗大学脑科学研究所最近组建了一个新实验室,实验室安装了tACS和其它大脑激励研究所需的硬件。与格林伯格的合作则由BIBS和诺尔曼王子神经科学研究所支持。

克尔说:“在布朗大学,这是一个很酷的努力,它能检测你在面对高水平认知问题时,能否找到大脑中的相关区域,然后想出计算模型和动物模型层次下,将这些放到神经生理学大背景下的方法。我们正尝试把看待大脑的不同方式联系起来,这些不同方式之前的交流很少。我们也将努力工作使之能够应用到临床。”(愿愿)

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