یافته‌ها مناقشات مربوط به سیستم‌های مغز را برای توجه حل می‌کنند —

دانشمندانی که روی علوم اعصاب توجه کار می‌کنند اخیراً نگران شده‌اند که چون هم توجه و هم حرکات چشم، مانند میکروساکادها، گروه‌های یکسانی از نورون‌ها را در مغز درگیر می‌کنند، ممکن است برای تغییر توجه به میکروساکاد نیاز باشد.

“اگر میکرو ساکدها توجه را به خود جلب می کردند، بسیاری از تحقیقات قبلی در این زمینه را زیر سوال می برد.” دکتر ریچارد کرازلیس، رئیس بخش NEI در حرکات چشم و انتخاب بینایی و نویسنده ارشد یک گزارش مطالعه در مورد این تحقیق گفت. “این کار نشان می دهد که در حالی که میکروساکادها و توجه مکانیسم های مشترکی دارند، توجه پنهان توسط حرکات چشم هدایت نمی شود.”

تحقیقات قبلی کرازلیس نشان داده است که توجه پنهان باعث تعدیل سیگنال‌های عصبی خاص در ناحیه‌ای از نظر تکاملی باستانی از مغز به نام colliculus برتر می‌شود که در تشخیص رویدادها نقش دارد. هنگامی که توجه به یک ناحیه خاص – به عنوان مثال، سمت راست بینایی محیطی فرد مورد توجه قرار می‌گیرد – سیگنال‌های موجود در کولیکولوس برتر مربوط به رویدادهایی که در آن ناحیه رخ می‌دهند، تقویت بیشتری دریافت می‌کنند، در حالی که سیگنال‌های مربوط به رویدادهای رخ داده در جای دیگری، مانند سمت چپ، افسرده خواهد شد.

هنگامی که چیزی در دید محیطی ما ظاهر می شود، ما به سرعت چشمان خود را تغییر می دهیم – یک ساکاد بزرگ به سمت رویداد ایجاد می کنیم تا بهتر نگاه کنیم. این حرکت، رویداد را به چشم‌انداز مرکزی با وضوح بالا وارد می‌کند. این حرکات چشم با کاهش کلی سیگنال‌های بینایی همراه است، زیرا مغز اطلاعات بصری دریافتی چشم را که به سرعت تغییر می‌کنند نادیده می‌گیرد. در مطالعات آزمایشگاهی در مورد توجه پنهان، نخستی‌ها یا افراد هدایت می‌شوند تا از آن نوع ساکادهای بزرگ اجتناب کنند و رویداد شرکت‌کننده را در دید محیطی نگه دارند. با این حال، میکروساکادهای غیرارادی، که با کاهش مشابهی در سیگنال های بصری همراه هستند، اغلب به هر حال رخ می دهند.

در این مطالعه، که توسط نویسنده اول Gongchen Yu، Ph.D. رهبری شد، محققان پرسیدند که آیا تغییرات سیگنال مبتنی بر توجه در colliculus فوقانی توسط میکروساکاد هدایت می شود یا اینکه آیا می توان این دو فرآیند را از هم جدا کرد.

محققان به میمون ها آموزش دادند تا چشمان خود را مستقیم به جلو نگه دارند و در عین حال به دید محیطی خود توجه کنند. محققان با فلاش زدن یک حلقه در سمت چپ یا راست آن را نشان می دهند. پس از علامت، اگر میمون‌ها تغییر رنگ را در سمت نشانه‌دار تشخیص دادند، جوی استیک را رها می‌کردند، در حالی که هر گونه تغییر رنگ را در سمت علامت‌دار نادیده می‌گرفتند. محققان می‌توانند تغییرات در فعالیت‌های عصبی را در هر دو طرف کولیکولوس فوقانی اندازه‌گیری کنند، تقویت سمت نشانه‌گذاری شده و سیگنال‌های پایین‌تر را در سمت بدون علامت اندازه‌گیری کنند.

در همان زمان، محققان از دوربین‌های ردیابی چشم با وضوح بالا برای اندازه‌گیری میکروساکادها در طول آزمایش‌ها استفاده کردند. گاهی اوقات، هیچ میکرو ساکد وجود ندارد. در آزمایش‌های دیگر، میمون‌ها یک میکروساکاد را به سمت سمت نشانه‌دار یا دور از سمت چپ می‌سازند. با ردیف کردن سیگنال‌ها بر اساس زمان شروع هر میکرو ساکید، محققان دریافتند که سیگنال‌های عصبی برای توجه در کولیکولوس فوقانی قبل از میکروساکاد وجود دارد و سپس پس از میکروساکاد دوباره برقرار می‌شود.

در اصل، اگرچه حرکت چشم همچنین باعث ایجاد تغییراتی در سیگنال‌های عصبی در کولیکولوس فوقانی می‌شود، سیگنال‌های مربوط به توجه مستقل از سیگنال‌های حرکت چشم رخ می‌دهند.

کراوزلیس گفت: «در حالی که مدارهای عصبی فعال شده توسط این دو سیستم با هم همپوشانی دارند، پیوند بین میکروساکادها و توجه یک رابطه علّی نیست.

یو می‌گوید: “اکثر دانشمندان علوم اعصاب بینایی برای چندین دهه از این نوع سیستم آزمایشی برای مطالعه توجه بصری استفاده می‌کنند. این یک تسکین بزرگ است برای تایید مجدد اینکه میکروساکادها محرک تغییرات عصبی مشاهده شده با توجه بصری نیستند.” این نتیجه به این معنی است که ما نیازی به ارزیابی مجدد چندین دهه کار نداریم!

این مطالعه توسط برنامه درون مدرسه ای NEI تامین مالی شد.