科学家发现大脑信息总台有个接线员

中国科技网讯 据物理学家组织网8月17日报道，普林斯顿大学研究人员最近发现，在人脑深处有一个叫做丘脑枕（pulvinar）的区域，就像是个信息总台接线员，负责将外界的刺激信息分类整理，将人的注意力放在对行为与生存最重要的信息上。研究人员指出，这一发现有望为缺乏注意力而导致的紊乱类疾病带来新疗法，如注意力缺陷多动障碍（ADHD）、精神分裂症等。相关论文发表在最近出版的《科学》杂志上。

　　论文领导作者、普林斯顿神经科学院（PNI）副研究员尤利·萨奥曼解释说：“根据我们的研究，在大脑中心有一个神秘区域叫做丘脑枕，在脑皮层的视觉区之间扮演了总台接线员的角色。当我们注意重要视觉信息时，丘脑枕确保了信息通过不同神经集丛的一致性和行为相关性。”

　　对大脑来说，一个根本问题是信息太多无法同时详细处理，于是大脑会选择性地将注意力集中在与行为最相关的人或物上，而过滤掉其它的。比如过马路时，大脑会封锁我们身后喧闹的人群，将注意力集中在正开过来的车辆上。而且，这种与行为相关的信息在不同脑区之间的传输，是密切同步的。比如一个脑区发出信号：一辆车正开过来，另一个脑区马上就会接受并做出反应：加快过马路的速度。长期困扰神经科学家的一个问题是，当各种刺激信号浪潮般地涌向大脑，不同脑区如何实现这种同步性以保证重要信息不被淹没。

　　研究人员开发出一种新技术，能直接跟踪视觉皮层区和丘脑枕区的神经集丛间的通讯。他们用核磁共振成像绘制了猕猴的神经连接图，然后按照这些图，沿着通讯路径植入电极，对其脑信号进行监控。

　　他们训练了猕猴玩视频游戏，通过视觉信号找出特殊的形状，同时伴有各种干扰信息，并记录了猕猴丘脑枕和两个不同视觉皮层区的脑电活动，发现从一个视觉皮层区到另一个，以及从丘脑枕到视觉皮层区都形成了清晰的连接路径。萨奥曼说：“当猕猴注意力集中在视觉信息时，丘脑枕向视觉皮层区某些集丛的脑细胞，同步发送电脉冲，让它们能有效沟通。”

　　研究人员解释说，丘脑枕调控着脑细胞集丛之间的沟通。比如，当我们集中注意力观察一个人或物体时，丘脑枕确保了视觉皮层区能单独与刺激信息沟通，如果没有丘脑枕引导，一些重要的信息就会淹没在杂乱的信息海洋里。

　　研究人员指出，他们绘制了神经通讯网络图，发现丘脑枕是注意力的关键，这些成果有助于人们进一步理解大脑如何传输信息，研究高等认知功能的生理机制。以往的观念认为，视觉信息只是通过视觉皮层区的神经网络来传输，而他们的发现表明，丘脑枕是个重要的神经传输调控器。（常丽君）

　　《科技日报》（2012-08-21 二版）