Внимание под прицелом: почему важные сигналы могут исчезать в шуме

Вы когда-нибудь задумывались, почему в шумной комнате вы можете услышать именно тот голос, который вам нужен, и игнорировать остальные звуки? Ответ кроется в удивительном механизме работы нашего мозга, который недавно впервые был доказан учёными из Бременского университета.

Эффект "коктейльной вечеринки": как мозг настраивается на нужный сигнал

Известно, что мозг обрабатывает в первую очередь ту информацию, на которую мы обращаем внимание. Исследователь Эрик Дребиц объяснил, что в окружении множества голосов и шума мозг умудряется сосредоточиться на одном собеседнике, хотя остальные звуки не становятся тише, просто воспринимаются слабее.

Это происходит потому, что мозг придаёт приоритет именно актуальным в данный момент сигналам, отбрасывая менее важные.

Мозг не просто случайно выбирает, на что обратить внимание. Это жизненно важный механизм. Представьте, что вы переходите улицу, и внезапно сбоку появляется машина. Мозг мгновенно переключается на обработку этого опасного объекта, игнорируя другие визуальные раздражители — знаки, прохожих, рекламу.

"Только благодаря такой приоритетной обработке мы можем быстро среагировать и избежать опасности", — говорит Дребиц.

Временная координация нервных клеток — ключ к выбору сигналов

Нейробиологи Андреас Крайтер и Эрик Дребиц впервые доказали, что критически важна не просто сила сигнала, а время его поступления. Нервные клетки мозга работают циклично: они активны несколько миллисекунд, затем наступает период снижения возбудимости, и цикл повторяется каждые 10-20 миллисекунд.

Только если сигнал поступает незадолго до пика активности нейронов, он влияет на их поведение и дальнейшую обработку информации. Внимание синхронизирует работу нейронов так, чтобы значимые сигналы попадали именно в этот "окно возможностей", а остальные игнорировались.

Эксперименты на макаках: доказательства избирательной передачи сигналов

Чтобы подтвердить эту гипотезу, учёные провели эксперимент с макаками-резусами, чья кора головного мозга очень похожа на человеческую. Животные выполняли визуальное задание, а в одной из областей мозга (V2) генерировались слабые искусственные электрические стимулы, не связанные с задачей.

Результат:

• сигналы влияли на нижележащую область (V4) только при поступлении в фазу повышенной восприимчивости.
• если сигнал поступал слишком рано или поздно — эффекта не было.
• при попадании в нужный временной интервал искусственный сигнал не только менял активность нейронов, но и ухудшал поведение животных — они медленнее реагировали и допускали ошибки.

Таким образом, даже нейтральная информация может вмешиваться в обработку, если она поступает в критический момент.

Значение открытия для науки, медицины и технологий

По словам Дребица, эти результаты помогут создать более точные модели работы мозга, показывающие, как информация отбирается и приоритизируется перед восприятием и поведением.

Кроме того, это открытие важно для медицины: многие заболевания, например болезнь Альцгеймера и СДВГ, связаны с нарушениями в избирательной обработке информации.

Также принципы временной синхронизации нервных клеток могут быть полезны для развития интерфейсов "мозг-компьютер" и искусственного интеллекта. Для эффективной работы таких систем важно подавать и считывать сигналы в точные временные интервалы, имитируя естественные процессы мозга.