Vergleich von Affen und menschlichen Gehirnen zeigt die einzigartigen Eigenschaften “der menschlichen Aufmerksamkeit

Das menschliche Gehirn ist ziemlich wählerisch über die Dinge, lohnt es sich die Aufmerksamkeit auf. Unsere Sinne werden ständig durch Gerüche, Farben, Geschmack bombardiert, und die Töne, was bedeutet, dass ein Großteil dieser Informationen herausgefiltert werden muss, so können wir auf die Sachen konzentrieren, was zählt - wie die Dinge, die uns am Leben halten können. Aber die Menschen sind nicht die einzigen Tiere, die auf bestimmte Signale konzentrieren müssen am Leben bleiben, so was, wenn überhaupt, unterscheidet uns?

Wie sich herausstellt, wenn Menschen und Makaken auf der gleichen Aufgabe konzentrieren, mehr Regionen des menschlichen Gehirns aktiv sind, eine kleine Studie, die heute veröffentlicht in den Proceedings der Nationalen Akademie der Wissenschaften zeigt. Der Befund zeigt, dass das menschliche Aufmerksamkeit Netzwerk wahrscheinlich im Laufe der Zeit erweitert. Und das ist ein ziemlich wichtiges Stück unserer evolutionären Rätsel - zumal, wie oft Wissenschaftler die Makakengehirn als Proxy für den eigenen Gebrauch.

"Das ist wirklich zeigt auf, wie einzigartig das menschliche Gehirn."

"Wir waren überrascht, wie unterschiedlich die Makaken Aufmerksamkeitssystem ist in einigen sehr grundlegende Weise endete," Neurowissenschaftler an der Columbia University, sagt Gaurav Patel, und ein Co-Autor der Studie. "Das ist wirklich zeigt auf, wie einzigartig das menschliche Gehirn."

In der Studie verwendeten die Forscher die funktionelle Magnetresonanztomographie oder fMRI, die Gehirnaktivität in acht Menschen und zwei Makaken während einer visuellen Aufmerksamkeit Test zu beobachten. Der Test funktionierte wie folgt: Erstens, die Menschen und die Affen hatten ein Stück Clip Art, wie ein grünes Auto zu merken, zum Beispiel. Dann wurden sie auf einem Punkt in der Mitte eines Computer-Bildschirm zu fixieren gesagt (die Affen erhielten eine zusätzliche Ausbildung für diesen Teil). Wie die Affen und die Menschen an der Stelle, spielten, tauchte ein Strom von Bildern mit einer Geschwindigkeit von etwa 10 Objekten pro Sekunde in verschiedenen Teilen des Bildschirms. Das Ziel war, einen Knopf zu drücken, wenn sie das grüne Auto erscheinen sehen.

Vergleich von Affen und menschlichen Gehirnen zeigt die einzigartigen Eigenschaften "der menschlichen Aufmerksamkeit

Abgebildet sind die Erhöhungen (orange-gelb), und verringert (blau) der neuralen Aktivität im menschlichen Gehirn. Credit: Gaurav Patel / Columbia University Medical Center

Die fMRI-Daten während des Tests erfassten zeigten, dass die temporoparietalen Kreuzung - eine Region des menschlichen Gehirns, die eine Schlüsselrolle spielt Aufmerksamkeit in Umleiten - in Makakengehirn kein Äquivalent hat. "Wir sahen keine Aktivität in der temporoparietalen Kreuzung in den Makaken," Patel sagt. Die Forscher fanden auch, dass einige Gehirnareale während der Aufmerksamkeit Aufgabe beim Menschen als bei Makaken mehr aktiv waren. Schließlich gab es mehr Kommunikation zwischen den beiden Gehirnhälften beim Menschen im Vergleich zu den Makaken - ein Befund, dass Patel sagt sehr überraschend war.

Reaktionsgeschwindigkeit könnte wichtiger für Makaken sein

Die erhöhte Kommunikation bedeutet nicht zwangsläufig, dass die Art und Weise das menschliche Gehirn funktioniert besser, aber. Der Austausch von Informationen mit anderen Teilen des Gehirns kann bestimmte Prozesse beim Menschen verlangsamen, sagt Patel. Wenn das der Fall ist, ist es wahrscheinlich ein Zeichen dafür, dass die Lage, schnell das zu einem Raubtiere Ansatz zu reagieren, zum Beispiel, ist wichtiger für Makaken. Menschen, auf der anderen Seite haben "gehandelt Geschwindigkeit für eine Art kognitiver Flexibilität," Patel sagt.

Aber diese Unterschiede auf eine größere Nachricht zeigen: Menschen scheinen eine zusätzliche Aufmerksamkeit Kontrolle Netzwerk über evolutionäre Zeit entwickelt zu haben, sagt Patel. Dies ist nicht ganz überraschend. Der letzte gemeinsame Vorfahre von Mensch und Makaken lebten etwa 25 Millionen Jahren, so würde man erwarten, ein paar ziemlich große Unterschiede nach dieser Spaltung erscheinen zu sehen. Aber kontras beiden Gehirne da sie die gleichen Aufgaben ausführen, ist ein guter Weg, um den evolutionären Druck von Zusammenstückeln, die zu diesen Unterschieden führen.

"Die Menschen sind viel komplexer in der Art, wie sie sozial interagieren, so brauchen sie eine größere Fähigkeit - oder eine bessere Fähigkeit - auf diesen subtilen Signale aufzunehmen und diese Informationen nutzen, um ihre zukünftigen Entscheidungen als ein Makaken würde zu führen," Patel sagt. Es ist daher möglich, dass diese zusätzliche Netzwerk-Verhaltensinformationen zu detektieren, dass Makaken nicht brauchen. Die Studie sah sie nicht an Sozialverhalten, jedoch so, dass Idee nur Spekulation für jetzt ist.

"Die aufregendste [Erkenntnis], glaube ich, ist die Tatsache, dass es ein klares Zeichen dafür, dass das menschliche Gehirn hat einige einzigartige Eigenschaften" dass es von anderen Affen und Primaten zu trennen, sagt Patel. (Obwohl er zugibt, dass die Unterschiede zwischen den Menschen und bestimmten anderen Arten sind vielleicht nicht so groß sein.)

"Die Makaken ist ein ausgezeichnetes Modell für die Aufmerksamkeit der Forschung."

Die Studie ist "sehr elegant," sagt Sabine Kastner, aufmerksamkeits Forscher an der Princeton University, der nicht an der Studie nicht funktioniert. Aber die Ergebnisse können nicht wirklich die Verwendung des Makakengehirn Modell zu diskreditieren verwendet werden, sagt sie. "Es gibt eine Fülle von Beweisen, die die Makaken für Aufmerksamkeit Forschung im Allgemeinen ein ausgezeichnetes Modell ist." Robert Desimone, Neurowissenschaftler am MIT, stimmt zu. Viele Studien deuten darauf hin, dass es zahlreiche Ähnlichkeiten auf beiden Arten, sagt er.

Desimone weist auch darauf hin, dass fMRI-Daten begrenzt sind, weil sie auf den Sauerstoffgehalt im Blut basiert sind, anstelle der tatsächlichen neuronalen Aktivität. Dies bedeutet, dass die Daten nicht sehr detailliert; sie sind ein indirektes Maß für die Aktivität einer sehr großen Zahl von Neuronen, sagt Detlef Wegener, Neurowissenschaftler an der Universität Bremen in Deutschland, die nicht an dieser Studie nicht funktionierte. Trotzdem, deutet die Arbeit, dass die menschliche Aufmerksamkeit Netzwerke von Besonderheiten gekennzeichnet sind, dass "kann nicht vollständig von Affen Daten abgeleitet werden," Wegener sagt.

Einige menschliche Besonderheiten "kann nicht vollständig von Affen Daten abgeleitet werden."

Für Patel, zeigt die Studie, dass es einige Aspekte der menschlichen Erkenntnis ist, dass "wir müssen nur beim Menschen studieren," anstelle von Affen. Er hofft auch, dass diese Arbeit werden die Wissenschaftler drängen versuchen mehr über die Makakengehirn zu verstehen und wie sie an ihre Umgebung angepasst ist. Die Konzentration auf der Makakengehirn kann viel verraten über "was das menschliche Gehirn hat seine eigene Umgebung getan anzupassen" in den letzten 25 Millionen Jahren, sagt er.