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加州大学圣芭芭拉分校新闻

有一些关于阿尔法的东西

想象一下,你需要拨一个刚刚查过的电话号码。你可以把它记在一张纸上,这样你在拨号时就可以参考了。或者,你可以在打电话的时候在脑中重复这些数字,不久之后就忘记了。这些都是选择性注意和工作记忆的例子,它们是人类日常行为的重要方面。

科学家们认为,人类的选择性注意力和工作记忆都与一个单一的大脑过程有关,因为两者都会产生8-12赫兹范围内的电子模式,也就是众所周知的alpha波段。然而,加州大学圣巴巴拉分校的神经科学家最近进行的一项实验对这一观点提出了质疑。这项研究发表在《神经科学杂志》上。

科学家可以使用脑电图(EEG)来测量大脑的电信号模式。产生阿尔法振荡的过程似乎在人类大脑活动中扮演着重要的角色。目前的证据表明,这些振荡与视觉活动有关,而且由于视觉占人类行为的很大一部分,阿尔法波相当突出,首席作者玛丽·麦克林解释说。

“阿尔法波真的已经成为我们研究领域的重要组成部分,每个人都在试图说出他们在做什么,”麦克林说,他是心理与心理学系的博士后研究员大脑科学。“我们所展示的是,尝试这么做的一个问题是,它可能并不总是与你所看到的过程相同。”

产生阿尔法振荡的过程似乎在选择性注意和工作记忆中扮演着重要的角色。选择性注意包括感知和处理与手头任务相关的环境信息,而工作记忆则包括在不再被感知的情况下保持、维持和操纵信息。

由于选择性注意和工作记忆都表现为α波段振荡,科学家们认为它们可能源于类似的潜在大脑活动。因此,研究小组设计了一个实验来验证这一点。

参与者首先在屏幕上看到一个灰点,这个灰点会出现在离中心一定距离的地方。圆点消失后,参与者被要求点击它之前的位置。在一个版本中,参与者一直睁着眼睛;在另一篇文章中,他们在做出选择之前短暂地关闭了它们。最后,参与者重复这个任务——睁着眼睛和闭着眼睛——但在圆点消失后,在要求他们指出之前的位置之前,棋盘上的图案会短暂地出现。这用于覆盖或掩盖视觉输入。

研究人员使用基于回归的建模技术,直接从参与者的阿尔法波中恢复圆点的位置。如果选择性注意和工作记忆确实有共同的路径,那么算法应该不会发现参与者闭上眼睛和睁着眼睛的实验之间有什么区别。

麦克林说:“注意力和工作记忆都是阿尔法反应,但这并不意味着它们是同一种机制。”“它可以做不止一件事,”这正是他们发现的。

掩蔽模式只是短暂地中断了alpha波段的振荡,很快又恢复到选择性注意模式。相比之下,当参与者闭上眼睛时,它改变了引起波动的潜在活动,变成了一种不同的模式。

不幸的是,这些模式看起来仍然非常相似。只有通过统计分析,研究人员才发现两者之间有任何区别。“在某种程度上,这有点令人困惑,”麦克林说。“这种差异并没有给我们任何关于功能或解剖学差异的见解。”

然而,研究结果表明,阿尔法振荡并不是由一个负责选择性注意和工作记忆的大脑过程产生的。多年来,人们对这一现象的思考大多被认为是理所当然的。

该团队目前正在开发该实验的下一个迭代。一种可能性是让参与者睁大眼睛,但不断移动他们的目光。这仍然会干扰视觉输入,而参与者的眼睛并没有被关闭,控制人们不得不闭上眼睛,同时仍然迫使他们依赖记忆。研究人员还可能使用特殊的眼镜来遮挡参与者的视野。

此外,团队可能会更改他们的工具。脑电图测量头皮上的脑活动,它提供了极好的时间分辨率,但远不是在空间环境中研究过程的理想方法。功能性磁共振成像(fMRI)能够以更高的保真度和三维度来解析大脑活动。这将对阿尔法波背后的过程和大脑区域提供更多的了解。

麦克林说:“阿尔法似乎对人类大脑的功能至关重要,但我们对它的作用机理甚至作用机理知之甚少。”“我们只是让事情变得更加复杂。”

新闻旨在传播有益信息,英文原版地址:https://www.news.ucsb.edu/2019/019612/there-s-something-about-alpha