Как наш мозг отделяет важную информацию от фоновой

Ежесекундно наш мозг обрабатывает огромное количество информации. До сих пор ученые не знали, какая именно его часть отвечает за определение осознанных и неосознанных сигналов.

Вы выходите из дома и вокруг одновременно происходит огромное количество событий. Наш мозг фиксирует каждое из них, однако далеко не все они доходят до нашего сознания. Проще говоря, на пробегающего мимо кота или подошедшего слишком близко к нам человека мы обратим внимание и возможно даже подумаем о них. В то же время шелестящая листва или шум припарковавшегося во дворе автомобиля пройдет фактически мимо нашего сознания — мы, скорее всего, не будем обращать на это внимания, разве что это покажется нашему мозгу чем-то действительно необычным.

Так каким же образом главный орган центральной нервной системы определяет эти сигналы и допускает их проникновение в сознание? Какая часть мозга ответственна за одну из важнейших особенностей человека? Именно этими вопросами задались ученые из Медицинской школы Мичиганского университета. И исследование, опубликованное в журнале Cell Reports, может дать на них ответ.

Для начала важно понимать, как вообще наш мозг обрабатывает информацию. Этот процесс состоит из двух частей — сначала сигналы из окружающей среды доходят до нашего тела. На этом этапе осознание в игру не вступает. Затем мозг сортирует полученную телом информацию и определяет самые важные стимулы — например, резкий звук, доносящийся с дороги или бегущий в вашу сторону человек. И именно в момент, когда вы осознаете эти факты, информация об этом переходит «ворота сознания».

Чтобы их найти, исследователи провели два эксперимента, в которых использовалась функциональная магнитно-резонансная томография, чтобы определить «корковые ворота для сознательного доступа к сенсорной информации». Участникам вводили пропофол — препарат, используемый для общего наркоза. Таким образом сознание человека фактически отключалось, и он практически не воспринимал сенсорную информацию, которую принимало тело. Так ученые могли отслеживать, что происходило в различных областях мозга, когда люди «входили» в сознание и «выходили» из него.

Участники исследования должны были представить, как они играют в теннис, двигаются по местности и сжимают руку. Также они должны были выполнить одно задание на двигательную реакцию — сжать мяч. Выяснилось, что, когда человек представлял действие, активировалась область его мозга, контролирующая движения. Однако, когда человек начинал сжимать мяч, многие области мозга становились менее активными, ведь все внимание сосредотачивалось именно на этом действии.

Целью ученых было определить, какая именно область мозга отвечает за это переключение. Благодаря пропофолу они увидели, что «вратами сознания» оказалась передняя кора островковой доли мозга (островок). Интересно, что подобная гипотеза существовала и ранее — ее выдвинула команда китайских ученых в 2019 году, — однако наглядный эксперимент американских ученых смог ее подтвердить.

Ради дополнительной проверки своих выводов исследователи провели второй эксперимент. Участники смотрели на экран. Затем на нем на три сотых секунды появлялось изображение человеческого лица, после чего экран переключался на высококонтрастное изображение, которое оставалось дольше. У тех, кто увидел картинку с лицом, ученые зафиксировали большую активность в островковой доле.

Это еще раз подтвердило ответственность этой части мозга за ворота в наше сознание. Фильтрация сигналов и определение тех из них, которые достигнут нашего сознания — одна из самых важных функций нашего мозга. Поэтому ученые не торопятся делать однозначные выводы, и уверены, что нам потребуются дополнительные исследования, ведь их эксперименты имели ряд ограничений — например, на результаты частично мог повлиять пропофол, ведь каждый анестетик по-разному влияет на мозг.