На наш мозг ежемгновенно обрушивается огромное количество информации от органов чувств. Тем не менее, нам удаётся в этом море информации не тонуть.

Мы обращаем внимание на то, что нам нужно, и не замечаем всего остального: мы можем читать книгу в каком-нибудь людном месте или же говорить по телефону, не отвлекаясь на голоса окружающих и прочие звуки большого города.

Чтобы сосредоточиться на том, что действительно нужно, мозг использует своеобразные «затычки» в виде сложноустроенных нейронных цепочек.  (Фото: SIphotography / Depositphotos) Открыть в полном размере
Каким-то образом мозг отфильтровывает ненужный шум, идущий от органов чувств, помогая удерживать внимание на чём-то одном. Иногда это происходит как бы само собой, иногда здесь нужны определённые сознательные усилия. Но, так или иначе, система фильтрации сенсорного шума работает у всех людей, и не только у людей – её вполне можно изучать на каких-нибудь лабораторных животных.

Такие эксперименты ставили исследователи из Массачусетского технологического института, заставлявшие мышей переключаться между разнородными сигналами, зрительным и звуковым: чтобы получить угощение, мышь должны была сконцентрироваться на том, что она слышит, пренебрегая тем, что она видит, и наоборот.

Переключением, как и следовало ожидать, управляла префронтальная кора, заведующая высшими когнитивными функциями, в том числе планированием и принятием решений. Она каким-то образом действовала на таламус – зону мозга, которую называют сенсорным хабом: сюда стекаются нервные импульсы почти от всех органов чувств, а таламус уже распределяет их по другим участкам мозга, которые должны эту информацию анализировать.

Если животные сосредотачивались на звуке, то те нейроны таламуса, которые принимают зрительную информацию, становились неактивны. Проблема была в том, что не было видно никакого прямого соединения, через которое префронтальная кора могла бы подействовать на этот сенсорный хаб.

Вероятно, кора действовала на таламус через другие нервные центры, и в следующих экспериментах такой обходной путь удалось найти. Авторы работы снова заставляли мышей концентрироваться то на зрительном, то на слуховом стимуле, и следили, куда отправляются сигналы из той области префронтальной коры, которая отвечает за выполнение экспериментального задания.

Оказалось, что тут задействованы так называемые базальные ганглии: если нужно было отвлечься от зрительных ощущений в пользу звуковых, то кора посылала сигнал в стриатум, или полосатое тело, оттуда импульсы шли в бледный шар, а бледный шар уже подавлял активность той зоны таламуса, которая отвечала за зрительные сигналы. По тем же базальным ганглиям импульсы шли в ситуации, когда нужно было сконцентрироваться на зрительных ощущениях.

Более того, тот же механизм работал и тогда, когда импульсы были одного рода, например, когда из разных звуков нужно было выделить один нужный. Раньше считалось, что базальные ганглии, в частности, полосатое тело, такими вещами не занимаются: про тот же стриатум обычно говорят, что он помогает управлять движениями. Но, как видим, и до зрительно-слуховой информации полосатому телу тоже есть дело – ещё один пример многозадачности зон мозга. Подробно результаты экспериментов описаны в журнале Neuron.

Авторы работы полагают, что действуя на систему фильтрации сенсорной информации, можно помочь тем, кто страдает от некоторых психоневрологических проблем. Например, известно, что люди с расстройствами аутистического спектра бывают чрезвычайно чувствительны к обычному шуму – возможно, как раз оттого, что у них не работает этот фильтр.

С другой стороны, многим из нас бывает трудно сосредоточиться из-за того, что нас всё время что-то отвлекает, и не исключено, что расстроенное внимание можно получше настроить, если активировать мозговой фильтр сенсорного шума.