Badanie selektywności uwagi w mózgu
Nasze zmysły są stale bombardowane informacjami, jednak w danym momencie tylko niewielka ich część ma znaczenie dla podejmowanych przez nas czynności. Dlatego też niezbędna jest selektywność uwagi, dzięki której mózg szybko rozpoznaje najważniejsze dane i na ich podstawie podejmuje decyzje dotyczące reakcji. Uwaga jest więc niezbędna do przetwarzania danych z narządów zmysłów i do przetrwania. Co więcej mózg musi dokonywać zmian w selekcji informacji niezwykle szybko. Projekt SPATIAL ATTENTION (Neural mechanisms underlying rapid modulation of spatial attention in cortex and superior colliculus) ustanowiono w celu wyjaśnienia mechanizmów komórkowych tej selekcji. Jego uczestnicy jako pierwsi opracowali zadanie, które sprawdza uwagę przestrzenną u myszy. Na przykładzie tego modelu zwierzęcego badali mikroobwody i mechanizmy synaptyczne warunkujące zmiany w przetwarzaniu bodźców zmysłowych. Celem było ukazanie nieznanych dotąd, fundamentalnych zasad kontroli szybkich zmian w przetwarzaniu informacji zmysłowych w mózgu. Dodatkowym zadaniem było określenie mechanizmów neuronalnych w korze przedczołowej (PFC) wzgórku górnym (SC), odpowiadających za szybkie kierowanie informacji zmysłowych w ramach uwagi przestrzennej. Zaprojektowano i przeprowadzono zadania behawioralne korzystając z oprogramowania Matlab, Psychophysics toolbox i RT-LINUX. Na początku każdego eksperymentu sygnał dźwiękowy informował myszy, czy mają zgłosić zmianę w oświetleniu górnego albo dolnego pola widzenia (półpola). Myszy nauczyły się też inicjować i kontrolować wskazówki wzrokowe na monitorze poprzez bieg na bieżni. Tym samym zwierzęta uczestniczyły w świecie wirtualnym podobnym do gry komputerowej. Myszy przesuwały wskazówki wzrokowe do miejsca w górnym albo dolnym półpolu. Opracowano też innowacyjną technikę chirurgiczną, aby obrazować SC. Korzysta ona z indywidualnie przygotowanych, ciętych laserowo optycznych rozpórek polibiwęglanowych w kształcie piramidy, które delikatnie odsuwają zatokę środkową i udostępniają SC do obrazowania. Wyniki projektu SPATIAL ATTENTION wskazują, że myszy mogą nauczyć się rozróżniać określone bodźce w różnych położeniach przestrzennych. Ponadto mogą szybko modyfikować czynności ruchowe zależnie od położenia przestrzennego i wskazówek słuchowych. Połączenie tych złożonych testów behawioralnych z najnowocześniejszymi technikami optogenetyki i obrazowania stawia projekt SPATIAL ATTENTION w czołówce badań neuronauki.
Słowa kluczowe
Model myszy, uwaga przestrzenna, selektywność uwagi, kora przedczołowa, wzgórek górny, Matlab, Psychophysics toolbox, RT-LINUX, półpole, polibiwęglany