Способность концентрироваться может зависеть от тонкой настройки генов, отвечающих за баланс сигналов в мозге. Учёные обнаружили, что снижение активности одного из таких генов уменьшает фоновый "шум" нейронов и делает внимание более устойчивым. Это открытие даёт новое понимание того, как формируются когнитивные функции. Об этом сообщает журнал Nature Neuroscience.
Исследование провели специалисты Рокфеллеровского университета, сосредоточившись на роли гена Homer1 в префронтальной коре — области мозга, отвечающей за контроль внимания, принятие решений и саморегуляцию. В эксперименте участвовали почти 200 мышей с разнообразным геномом, что позволило выявить генетические факторы, связанные с различиями в способности сосредотачиваться.
Целью работы было не просто зафиксировать поведенческие особенности, а понять молекулярные механизмы, которые делают нейронные сети более "тихими" и точными в своей работе.
Оказалось, что снижение активности гена Homer1 приводит к усилению регуляции ГАМК-рецепторов — ключевых "тормозных" элементов нервной системы. В результате уменьшается спонтанная фоновая активность нейронов, а их реакции становятся более направленными и избирательными.
Такой эффект можно сравнить с настройкой радиоприёмника: когда помех меньше, полезный сигнал воспринимается чётче. Подобные процессы важны для понимания того, как формируется биологический возраст мозга и его функциональная эффективность.
У животных с высокой концентрацией внимания экспрессия вариантов Homer1a и Ania3 была заметно ниже, чем у остальных. Экспериментальное подавление активности этих форм гена в подростковом возрасте приводило к улучшению скорости и точности реакции, а также к снижению количества отвлечений.
Интересно, что аналогичные манипуляции у взрослых мышей не давали эффекта. Это указывает на существование критического периода развития, когда нейронные сети особенно чувствительны к подобным изменениям и закладываются основы устойчивого внимания.
Исследователи обращают внимание на важное отличие нового подхода от существующих методов терапии. Современные препараты при синдроме дефицита внимания и гиперактивности в основном усиливают возбуждающие сигналы в префронтальной коре.
"Текущие препараты при СДВГ усиливают возбуждение, тогда как наши данные указывают на возможность обратной стратегии — снижения "мозгового шума" и успокоения нейронов", — предположили авторы работы.
Такой подход может изменить представления о том, как корректировать нарушения внимания, особенно с учётом данных о влиянии среды и поведения, включая факторы, влияющие на когнитивное развитие и концентрацию.
Ген Homer1 и взаимодействующие с ним белки уже ранее связывали не только с СДВГ, но и с шизофренией и расстройствами аутистического спектра. Новые результаты подтверждают, что общим звеном для разных состояний может быть нарушение баланса возбуждения и торможения в мозге.
Дальнейшее изучение этих механизмов открывает перспективы для создания более точных и мягких методов коррекции, ориентированных на ранние этапы развития нервной системы.
Традиционные подходы к улучшению внимания делают ставку на усиление активности нейронов. Новый путь, предложенный исследователями, предполагает снижение фонового шума и более точную работу уже существующих цепей. Такой контраст подчёркивает, что эффективность когнитивных процессов зависит не от силы сигнала, а от его чёткости.
Новая концепция выглядит многообещающей, но требует осторожной оценки.
К возможным плюсам относятся:
Среди ограничений:
Учитывать возрастные особенности развития мозга.
Снижать факторы, усиливающие хронический стресс.
Поддерживать баланс активности и отдыха.
Рассматривать внимание как результат долгосрочного развития, а не мгновенной стимуляции.
Пока речь идёт только о фундаментальных исследованиях на животных.
В этот период формируются устойчивые нейронные сети внимания.
Речь идёт скорее о дополнении и пересмотре стратегий, а не о быстрой замене.