Parlando di concentrazione, immagina un ristorante affollato: piatti che tintinnano, musica che suona, persone che parlano ad alta voce l’una sopra l’altra. È sorprendente che qualcuno in quel tipo di ambiente possa avere abbastanza concentrazione da sostenere una conversazione.
Un nuovo studio sulla concentrazione condotto da ricercatori del Carney Institute for Brain Science della Brown University fornisce alcune delle informazioni più dettagliate finora sui meccanismi cerebrali che aiutano le persone a prestare attenzione in mezzo a tali distrazioni, e su cosa succede quando non riescono a concentrarsi.
La mancanza di concentrazione non equivale a mancanza di intelligenza
In un precedente studio di psicologia , i ricercatori hanno stabilito che le persone possono controllare separatamente quanto si concentrano (migliorando le informazioni rilevanti ) e quanto filtrano (eliminando le distrazioni). La nuova ricerca del team, pubblicata su Nature Human Behavior , svela il processo mediante il quale il cervello coordina queste due funzioni critiche della concentrazione.
L’autore principale e neuroscienziato Harrison Ritz ha paragonato il processo al modo in cui gli esseri umani coordinano l’attività muscolare per eseguire compiti fisici complessi.
“Allo stesso modo in cui riuniamo più di 50 muscoli per eseguire un compito fisico come usare le bacchette, il nostro studio ha scoperto che possiamo coordinare più forme diverse di attenzione per eseguire atti di destrezza mentale”, ha detto Ritz, che ha condotto il test. studiare mentre un dottorato di ricerca. studente alla Brown.
I risultati forniscono informazioni su come le persone usano la loro capacità di concentrazione e su cosa la fa fallire, ha affermato il coautore Amitai Shenhav, professore associato presso il Dipartimento di Scienze cognitive, linguistiche e psicologiche della Brown.
“Questi risultati possono aiutarci a capire come noi, come esseri umani, siamo in grado di esibire una flessibilità cognitiva così straordinaria, di prestare attenzione a ciò che vogliamo, quando lo vogliamo”, ha detto Shenhav. “Possono anche aiutarci a comprendere meglio i limiti di tale flessibilità e come i limiti potrebbero manifestarsi in alcuni disturbi legati alla concentrazione come l’ADHD“.
Per condurre lo studio, Ritz ha somministrato ai partecipanti un compito cognitivo mentre misurava la loro attività cerebrale in una macchina fMRI. I partecipanti hanno visto una massa vorticosa di punti verdi e viola muoversi a destra e a sinistra, come uno sciame di lucciole.
I compiti, di varia difficoltà, prevedevano la distinzione tra il movimento e i colori dei punti. Ad esempio, ai partecipanti di un esercizio è stato chiesto di selezionare quale colore fosse prevalente per i punti in rapido movimento quando il rapporto tra viola e verde era quasi 50/50.
Ritz e Shenhav hanno poi analizzato l’attività cerebrale e la concentrazione dei partecipanti in risposta ai compiti.
Ritz, che ora è ricercatore post-dottorato presso il Princeton Neuroscience Institute, ha spiegato come le due regioni del cervello lavorano insieme durante questi tipi di compiti.
Si può pensare al solco intraparietale come se avesse due manopole sul quadrante di una radio: una che regola la messa a fuoco e l’altra che regola il filtraggio”, ha detto Ritz. “Nel nostro studio, la corteccia cingolata anteriore tiene traccia di ciò che sta accadendo con i punti.
Quando la corteccia cingolata anteriore riconosce che, ad esempio, il movimento sta rendendo il compito più difficile, dirige il solco intraparietale per regolare la manopola di filtraggio al fine di ridurre la sensibilità al movimento.
“Nello scenario in cui i punti viola e verdi sono quasi al 50/50, potrebbe anche indirizzare il solco intraparietale a regolare la manopola di messa a fuoco per aumentare la sensibilità al colore.
Ora le regioni cerebrali interessate sono meno sensibili al movimento e più sensibile al colore appropriato, in modo che il partecipante sia maggiormente in grado di effettuare la selezione corretta.”
La descrizione di Ritz evidenzia l’importanza della coordinazione mentale rispetto alla capacità mentale di concentrazione, rivelando che un’idea spesso espressa è un’idea sbagliata.
“Quando le persone parlano dei limiti della mente, spesso lo mettono in termini di ‘gli esseri umani semplicemente non hanno la capacità mentale ‘ o ‘gli esseri umani non hanno potenza di calcolo'”, ha detto Ritz.
“Questi risultati supportano una prospettiva diversa sul motivo per cui non siamo sempre concentrati. Non è che i nostri cervelli siano troppo semplici, ma piuttosto che i nostri cervelli sono davvero complicati, ed è la coordinazione che è difficile.”
I progetti di ricerca in corso si stanno basando sui risultati di questi studi. Una partnership con medici-scienziati della Brown University e del Baylor College of Medicine sta studiando strategie di focalizzazione e filtro in pazienti con depressione resistente al trattamento.
I ricercatori del laboratorio di Shenhav stanno esaminando il modo in cui la motivazione guida l’attenzione; uno studio co-condotto da Ritz e Brown Ph.D. lo studente Xiamin Leng esamina l’impatto dei premi e delle sanzioni finanziarie sulle strategie di focalizzazione e filtro.
Il meccanismo cerebrale che guida la concentrazione
Cerchi di finire i compiti mentre la partita importante è in TV? Secondo un nuovo studio condotto da neuroscienziati della Perelman School of Medicine dell’Università della Pennsylvania, i neuroni del “movimento visivo” nella parte anteriore del cervello possono aiutarti a rimanere concentrato.
Gli scienziati hanno cercato di illuminare il meccanismo neurale che aiuta il cervello a decidere se focalizzare l’attenzione visiva su un compito gratificante o su una distrazione allettante.
Analizzando l’attività dei neuroni in modelli animali mentre affrontavano questo tipo di conflitto attenzionale, i ricercatori hanno scoperto che un modello di attività coordinata chiamato “beta burst” in un insieme di neuroni nella corteccia prefrontale laterale (LPFC), una sezione nella parte anteriore del cervello.
il cervello responsabile della motivazione e delle ricompense – sembra avere un ruolo importante nel mantenere l’attenzione focalizzata sul compito, essenzialmente sopprimendo l’influenza dello stimolo distraente.
“La nostra ricerca suggerisce che mentre tutti i cervelli hanno la capacità di concentrarsi su un compito gratificante e di filtrare le distrazioni, alcuni sono più bravi di altri”, ha affermato l’autore senior Bijan Pesaran Ph.D., Professore di Neurochirurgia Robert A Groff II presso Medicina Penn.
“Capendo come il nostro cervello elabora gli stimoli gratificanti, speriamo di essere in grado di comprendere anche i fallimenti nel farlo in una varietà di disturbi cognitivi e psichiatrici , tra cui il disturbo da deficit di attenzione , la schizofrenia e il disturbo ossessivo-compulsivo”.
Gli esseri umani e altri grandi mammiferi possono eliminare le distrazioni per mantenere la loro attenzione focalizzata su azioni che mirano a raggiungere obiettivi. Questo è chiamato controllo “dall’alto verso il basso”, in cui l’attenzione è diretta verso un compito con l’intenzione di raggiungere un obiettivo gratificante.
I grandi mammiferi come i primati hanno anche circuiti cerebrali che reindirizzano automaticamente la loro attenzione in base alle immagini e ai suoni in arrivo e ad altri stimoli sensoriali “salienti”, altrimenti noti come controllo “dal basso verso l’alto”.
Finora non è mai stato del tutto chiaro come il cervello sopprima tali distrazioni per mantenere l’attenzione e la concentrazione focalizzata su un compito correlato a un obiettivo.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno cercato di capire cosa dirige l’attenzione e la concentrazione su alcuni stimoli, ma ne sopprime altri in modo più dettagliato.
Utilizzando modelli animali, i ricercatori hanno registrato come l’attività nell’LPFC cambia mentre si completa un’attività e vengono presentate distrazioni visive. I neuroscienziati hanno trovato prove evidenti che un tipo specifico di neuroni LPFC, chiamati neuroni del movimento visivo, dirigono l’attenzione verso la forma gratificante o quella che distrae.
I ricercatori hanno anche osservato che i neuroni del movimento visivo nell’LPFC si attivavano insieme alla stessa frequenza, chiamata “beta burst”, durante i periodi di concentrazione (quando si ignorano le distrazioni visive e si completano i compiti). Quando questi beta burst si verificavano nei momenti precedenti la presentazione degli stimoli visivi, era molto più probabile che i soggetti ignorassero gli stimoli visivi e completassero il compito.
Al contrario, quando i beta burst erano deboli o assenti prima che venissero presentati gli stimoli visivi, i soggetti erano più propensi a spostare la loro attenzione e concentrazione sulle forme luminose ma poco gratificanti.
“Questo ci suggerisce che i beta-burst hanno origine in una rete di neuroni del movimento visivo e agiscono come ‘direttori del traffico’ per i neuroni che elaborano diversi stimoli visivi ,” ha detto la prima autrice Agrita Dubey, Ph.D., ricercatrice post-dottorato. ricercatore nel laboratorio Pesaran.
“Suggerisce anche che la concentrazione su un compito gratificante richiede una grande quantità di energia e che potrebbe essere qualcosa che può essere migliorato, specialmente negli individui con deficit di attenzione.”
I bambini imparano anche se non prestano attenzione
Un team di ricercatori ha dimostrato che l’apparente incapacità dei bambini di prestare attenzione e concentrazione consente loro di superare gli adulti quando si tratta di conservare informazioni che sono stati istruiti a ignorare.
Lo studio dei ricercatori mostra che, come previsto, gli adulti fanno un ottimo lavoro concentrando la loro attenzione su un compito assegnato e non prestano attenzione e concentrazione alle informazioni che gli viene detto di ignorare.
I bambini, d’altro canto, assimilano le informazioni secondarie che gli viene detto di ignorare quando gli viene assegnato lo stesso compito. Le informazioni vengono quindi codificate nel loro cervello.
“Quello che abbiamo scoperto è che il cervello dei bambini può trattenere informazioni in un modo diverso da quello degli adulti”, afferma Yaelan Jung, che ha lavorato allo studio come studentessa laureata presso l’Università di Toronto e nella sua attuale posizione di ricercatrice post-dottorato presso l’Università di Toronto. Università di Emory.
“Anche se non è un’idea strana che i bambini abbiano capacità di attenzione e concentrazione inferiori rispetto agli adulti, non sapevamo come questa scarsa attenzione avrebbe influenzato il modo in cui il loro cervello riceve e trattiene altre informazioni”, dice.
“Il nostro studio colma questa lacuna di conoscenza e mostra che la scarsa attenzione e concentrazione dei bambini li porta a trattenere più informazioni dal mondo rispetto agli adulti.”
Il team ha descritto il proprio studio in un articolo pubblicato su The Journal of Neuroscience .
Oltre a Jung, gli autori includono: Tess Forest, che ha anche contribuito allo studio come studentessa laureata alla U of T e nella sua attuale posizione di ricercatrice post-dottorato presso la Columbia University; e Dirk Bernhardt-Walther e Amy Finn, entrambi professori associati nel dipartimento di psicologia della Facoltà di Lettere e Scienze.
“Non è semplicemente che la capacità dei bambini di prestare attenzione e concentrazione è scarsa e non sono in grado di ignorare i distrattori”, afferma Finn. “Il nostro studio suggerisce che i loro cervelli sono costruiti per essere sensibili a tutte le informazioni, indipendentemente dal fatto che siano rilevanti o meno, che i bambini sono più sensibili a più informazioni.
“A seconda della definizione di infanzia, gli esseri umani sono bambini per otto o nove anni”, afferma. “Rispetto ad altre specie, è un tempo lungo e una spiegazione per un’infanzia così lunga è che noi esseri umani abbiamo così tanto da imparare. Un’altra è che è importante per il nostro QI assorbire tante informazioni quante ne riceviamo noi.
Un’altra ancora è che dobbiamo assorbire tutte queste informazioni da bambini per collegare correttamente il nostro cervello, per sviluppare circuiti e percorsi per l’elaborazione delle informazioni.”
Lo studio ha coinvolto 24 adulti con un’età media di 23 anni e 26 bambini con un’età media di 8 anni. Il team ha chiesto ai partecipanti di osservare una serie di quattro illustrazioni statiche: un calabrone , un’auto, una sedia e un albero. Ogni immagine era accompagnata da uno sfondo di punti grigi che si muovevano in una delle quattro direzioni: su, giù, sinistra e destra.
In una fase dello studio, ai soggetti è stato chiesto di ignorare i punti in movimento e di premere un pulsante quando un oggetto, ad esempio il calabrone, appariva più di una volta. In un’altra fase, è stato chiesto loro di ignorare gli oggetti e di premere un pulsante quando veniva ripetuta la direzione del movimento dei punti.
I soggetti hanno svolto il loro compito mentre si trovavano in una macchina per la risonanza magnetica (MRI) presso il Toronto Neuroimaging Facility dell’Università di Toronto. Mentre eseguivano il compito, la risonanza magnetica ha misurato l’attività cerebrale dei soggetti, rivelando come la concentrazione modella ciò che è rappresentato nel cervello dei soggetti.
“Ciò che abbiamo scoperto in questo studio fornisce un nuovo modo di pensare a cosa significhi lo sviluppo del cervello”, afferma Jung. “Spesso diamo per scontato che, man mano che il cervello si sviluppa, farà di più e farà le cose meglio.
Pertanto, spesso pensiamo che gli adulti siano migliori e più intelligenti dei bambini. Tuttavia, il nostro lavoro dimostra che non è sempre così. Piuttosto, il cervello dei bambini può semplicemente fanno le cose in modo diverso dagli adulti e, di conseguenza, a volte possono fare di più degli adulti.”
Finn ha aggiunto: “Lo studio suggerisce che questo approccio di essere più sensibili all’ambiente più ampio, al costo di prestare attenzione e concentrazione a cose specifiche, è migliore per comprendere i sistemi complessi. Può aiutare a raggiungere un livello più elevato di comprensione del nostro ambiente completo.
“Quindi, considero i bambini come queste piccole creature che elaborano le informazioni, maggiormente in grado di rappresentare una parte maggiore del mondo, con cervelli che riflettono il mondo in modo più accurato del nostro.”
