Filtr pozornosti sedí v pravěké části mozku, ukázaly myši

Tým z Johnsovy Hopkinsovy univerzity objevil v mozkovém kmeni myší nepatrnou skupinku neuronů, která rozhoduje o tom, čemu věnujeme pozornost a co naopak přejdeme bez povšimnutí. Tyto buňky fungují jako jakýsi vestavěný filtr. Odstiňují rušivé podněty a nasměrují mozek k tomu, co je zrovna nejdůležitější. Když je badatelé dočasně umlčeli, myši se rázem staly nezvykle nesoustředěnými, podobně jako u ADHD. Hned druhý den, jakmile se neurony znovu zapnuly, se schopnost soustředit se vrátila. Informoval o tom server ScienceDaily.

Výsledky nedávno vyšly v časopise Nature Communications a redakce je zařadila mezi vybrané články čísla. Podstatné je, že nejde o systém výlučně lidský. Objevené buňky sdílejí všichni obratlovci, tedy i ryby a ptáci.

Pradávná oblast, kterou dosud nikdo nespojoval s pozorností

Lidé i zvířata neustále třídí příval konkurenčních informací. Vybíráme si, co je důležité, a zbytek odsouváme stranou. Právě díky téhle schopnosti dokážeme sledovat jeden hovor v hlučné hospodě nebo v davu vyhmátnout známou tvář. Odborně se tomu říká selektivní prostorová pozornost. Když s ní má někdo potíže, bývá to spojováno s autismem nebo s poruchou pozornosti s hyperaktivitou (ADHD).

Dlouhá léta panovalo přesvědčení, že pozornost řídí především prefrontální kůra, tedy oblast obzvlášť vyvinutá u lidí a dalších primátů. Jenže tahle teorie nechávala jednu věc bez odpovědi. Soustředit se totiž umí i tvorové, kteří žádnou rozvinutou prefrontální kůru nemají.

„Když se vrátíme v evoluci o stovky milionů let zpátky, ptáci tuhle schopnost měli, ryby ji měli. A přitom obvykle nemají vyvinutou prefrontální kůru, tak jak ten problém mozek řeší?“ ptá se hlavní autor studie Ninad Kothari, postdoktorand z katedry psychologických a mozkových věd. „Podařilo se nám najít evolučně starou oblast v mozkovém kmeni, která tuhle schopnost umožňuje.“

Konkrétně jde o skupinu tlumivých neuronů, které se u obratlovců napříč druhy nacházejí ve středním mozku. Odborně nesou označení PLTi (parvalbumin-pozitivní laterální tegmentální inhibiční neurony) a leží v oblasti zvané parabigemino-laterální tegmentální komplex. Jsou GABAergní, tedy uvolňují neurotransmiter GABA, jímž tlumí cílové struktury. U ptáků, třeba u sov a holubů, jim odpovídá útvar zvaný Imc, jak popisuje server Tech Times.

Když se buňky vypnou, myš se snadno rozptýlí

Aby role těchto neuronů prověřili, sestavili vědci úkol podobný testům, jaké se používají u lidí. Myši sledovaly na obrazovce vizuální signály a dostaly odměnu, když správně zareagovaly na to, co se objevilo přímo před nimi, a zároveň nevšímaly si rušivých podnětů po straně. Dokud jim vše fungovalo, zvládaly to bez problémů. Jakmile ale badatelé neurony v mozkovém kmeni dočasně vyřadili, situace se změnila.

„Když tyhle neurony deaktivujeme, myši se stanou extrémně rozptýlitelnými,“ popisuje Kothari.

Tým si dal záležet, aby vyloučil jiná vysvětlení. Testoval, jestli za selháním nestojí problém se zrakem nebo s pohybem. Obojí padlo. Ukázalo se, že zvířata ztratila jednu jedinou schopnost, totiž porovnat konkurenční informace a zaměřit se na tu podstatnou.

„Jediné, co bylo narušené, byla jejich schopnost vzít konkurenční kousky informací, porovnat je a věnovat pozornost místu s tou nejdůležitější,“ říká vedoucí autor studie Shreesh Mysore, neurovědec, který zkoumá nervové okruhy spojené s chováním. „Tahle část mozku je jako motor výběru pozornosti. Pomáhá vyřešit otázku, čemu bych měl teď věnovat pozornost.“

Právě tady se objevuje paralela s ADHD. „Charakteristickým rysem ADHD je, že i slabé rušivé podněty odvádějí pozornost, a přesně to tady vidíme, když jsou neurony umlčené,“ vysvětluje Mysore. „Ale hned další den, když je zase zapneme, dokáže totéž zvíře rušivé podněty ignorovat, i ty velmi silné.“

Dlouhá cesta od sov k myším

Nová práce nespadla z čirého nebe. Mysorova laboratoř se k mozkovým okruhům pozornosti dostala přes sovy, žáby a želvy. Sovy sloužily jako model, na kterém se dalo pochopit, jak mozek řídí soustředění, s dlouhodobým cílem přijít na to, co se odehrává v hlavách lidí s poruchami pozornosti. Už v roce 2018 Mysore v rozhovoru pro NPR naznačoval, že odpověď se nejspíš skrývá v jakési pradávné mozkové oblasti se speciálními buňkami, které nám říkají, co ignorovat. Myší studie je tak vyvrcholením výzkumné linie táhnoucí se přinejmenším sedm let.

Objev by mohl mít praktický dopad. ADHD dnes není okrajová záležitost. Podle nejnovějších dat amerického Centra pro kontrolu a prevenci nemocí (CDC) žije jen ve Spojených státech asi 15,5 milionu dospělých s diagnostikovaným ADHD, tedy zhruba 6 procent populace. Celosvětové odhady pro roky 2025 a 2026 mluví o více než 404 milionech dospělých se symptomy. Přitom 36,5 procenta amerických dospělých s ADHD nedostává podle přehledu statistik žádnou léčbu. Terapeutický cíl v mozkovém kmeni, který navíc nevyžaduje zásah do evolučně mladší mozkové kůry, by mohl otevřít cestu k cílenějším přístupům.

Vědci teď chtějí zjistit, jak přesně tyto buňky prostorovou pozornost ovlivňují napříč obratlovci a jestli u člověka fungují stejně. „Všechny dosavadní důkazy naznačují, že tyto neurony existují i u lidí,“ říká Mysore. „Ale jsou zodpovědné za selektivní prostorovou pozornost u lidí? Vzrušující hypotéza je, že hrají zásadní roli.“ Budoucí studie by mohly sledovat aktivitu těchto buněk u lidí s ADHD a autismem. Na práci se podíleli také Arunima Banerjee, Qingcheng Zhang a Wen-Kai You z Johnsovy Hopkinsovy univerzity.

Zdroje:

• ScienceDaily
• npr.org
• techtimes.com
• huntingtonpsych.com

Na přípravě článku se podílela umělá inteligence.