大脑中的蓝斑如何帮助我们迅速集中注意力？

　　

我们如何从注意力不集中的状态转变为高度集中的状态呢？蓝斑核（locus coeruleus）也许与此相关，它的字面意思是“蓝斑”，是大脑底部的一小簇细胞。作为去甲肾上腺素这种神经递质的主要来源，它帮助我们控制注意力。

马克斯•普朗克人类发育研究所和南加州大学的研究人员近日开发出一个新的模型，描述在需要集中注意力的情况下，蓝斑如何调节我们的大脑对相关信息的敏感度。他们的研究结果于近日发表在《Trends in Cognitive Sciences》杂志上。

我们的注意力不断变化。有时，我们会走神，不留意身边发生的事情，而有些时候，我们又会专注于重要的事情。设想一下，你在下班后步行回家，也许脑子里正想着晚上吃什么——这时你处于一种注意力不集中的状态。突然，旁边有一辆汽车鸣笛，你很容易转移注意力并对这种新情况作出反应。那么，大脑是如何实现这种状态转变的呢？

在注意力不集中的状态下，我们的大脑受到缓慢而有节奏的神经活动波动的控制。特别是频率在10赫兹左右的神经节律，称为α振荡，被认为在注意力不集中时抑制感觉输入的主动处理。因此，α振荡可以被视为一个过滤器，调节我们的大脑对外部信息的敏感度。

马克斯•普朗克人类发育研究所的高级科学家Markus Werkle-Bergner表示：“尽管人们已经建立了α振荡的起伏和注意力之间的联系，但是这些节律性放电模式为何不断变化，我们还知之甚少。”

为了探究这个问题，研究人员将注意力集中在蓝斑上，这是一种位于脑干中的微小细胞结构，深藏在大脑皮层之下。这个细胞簇只有约15毫米大小，但它可以通过一个广泛的远程神经纤维网络连接到大脑。蓝斑是去甲肾上腺素的主要来源。通过调节神经交流，去甲肾上腺素有助于控制压力、记忆和注意力。

南加州大学的Mara Mather教授称：“由于蓝斑体积小且位于脑干深处，以前几乎不可能在活人身上进行无创研究。幸运的是，在过去的几年里，动物研究表明瞳孔大小的波动与蓝斑的活动有关。因此我们可以将眼睛视为一扇窗户，以此来研究长期以来似乎无法触及的大脑区域。”

为了研究蓝斑的去甲肾上腺素是否能够调节α振荡，研究人员在参与者完成一项需要集中注意力的任务时记录了瞳孔大小和神经振荡。与预想的一致，在瞳孔较大的瞬间（说明去甲肾上腺素能活性更高），α振荡消失了。这些研究结果于2020年发表在《Journal of Neuroscience》杂志上，表明通过调节α振荡，蓝斑可以帮助我们集中注意力。

不过这项研究中仍未回答的是去甲肾上腺素如何影响α振荡。为了解决这个问题，研究人员又转向了之前的动物研究，这些研究直接记录了丘脑神经元的神经活动。丘脑是大脑中部的一个区域，起着α节律起搏器的作用。他们发现，这些神经元在休息时的节律性放电会引起大脑皮层的α振荡，也就是注意力不集中时的这种振荡。然而，在这些神经元中添加去甲肾上腺素会破坏它们的节律性。

研究人员表示：“综合这些结果，我们能够描述去甲肾上腺素和丘脑如何相互作用，控制α节律活动。我们认为，蓝斑的去甲肾上腺素通过抑制丘脑中的alpha生成器，调节了我们大脑处理相关信息的敏感度。”

因此，在需要突然转移注意力的情况下，去甲肾上腺素的激增可以帮助我们重新集中注意力，并迅速躲避驶来的汽车。未来，评估同一参与者的蓝斑和丘脑的长期研究可能会阐明注意力的神经机制，及其在衰老和疾病中的下降。

相关文献：

1.           Dahl, M. J., Mather, M., & Werkle-Bergner, M. (2022). Noradrenergic modulation of rhythmic neural activity shapes selective attention. Trends in Cognitive Sciences, 26(1), 38–52. https://doi.org/10.1016/j.tics.2021.10.009

2.           Dahl, M. J., Mather, M., Sander, M. C., & Werkle-Bergner, M. (2020). Noradrenergic responsiveness supports selective attention across the adult lifespan. Journal of Neuroscience, 40(22), 4372–4390. https://doi.org/10.1523/JNEUROSCI.0398-19.2020