سیستم‌های توجه در مغز و مدارهای عصبی آن‌ها
سیستم‌های توجه (Attention Systems) در مغز و مدارهای عصبی آن‌ها
توجه (Attention) یکی از بنیادی‌ترین کارکردهای شناختی مغز است که به سیستم عصبی اجازه می‌دهد از میان حجم عظیمی از اطلاعات حسی، شناختی و هیجانی، تنها بخشی از اطلاعات را برای پردازش انتخاب کند. بدون توجه، ادراک، حافظه، یادگیری، تصمیم‌گیری و حتی آگاهی به شکل طبیعی امکان‌پذیر نیست.
امروزه توجه به‌عنوان یک سیستم واحد در نظر گرفته نمی‌شود، بلکه مجموعه‌ای از شبکه‌های عصبی تخصص‌یافته است که هر کدام جنبه خاصی از توجه را کنترل می‌کنند.
مطالعات تصویربرداری عملکردی، الکتروفیزیولوژی، ضایعات مغزی و تحریک مغزی نشان داده‌اند که سه شبکه اصلی توجه در مغز وجود دارد:
Alerting Network (شبکه هشیاری و آماده‌باش)
Orienting Network (شبکه جهت‌دهی توجه)
Executive Control Network (شبکه کنترل اجرایی توجه)
این تقسیم‌بندی عمدتاً از مدل مشهور Michael Posner و همکارانش سرچشمه گرفته است.
۱. شبکه هشیاری (Alerting Network)
این سیستم مسئول ایجاد و حفظ حالت آمادگی ذهنی برای دریافت محرک‌ها است.
برای مثال:
انتظار برای شروع آزمون
آماده بودن برای شنیدن صدای زنگ
تمرکز هنگام رانندگی
در این شرایط مغز هنوز محرک خاصی را انتخاب نکرده، اما سطح آمادگی پردازش افزایش یافته است.
ساختارهای اصلی
Locus Coeruleus
Thalamus
Right Frontal Cortex
Right Parietal Cortex
نوروترانسمیتر اصلی
نوراپی‌نفرین (Norepinephrine)
منبع اصلی:
Locus Coeruleus
مدار
Locus Coeruleus
↓
Thalamus
↓
Right Frontal Cortex
↓
Right Parietal Cortex
این مدار سطح برانگیختگی قشری را افزایش می‌دهد و آمادگی پاسخ را فراهم می‌کند.
۲. شبکه جهت‌دهی توجه (Orienting Network)
این شبکه تعیین می‌کند توجه به کدام محرک معطوف شود.
مثال:
در یک مهمانی شلوغ ناگهان نام خود را می‌شنوید و توجه شما به آن سمت جلب می‌شود.
یا:
در حال مطالعه هستید و نور شدیدی در گوشه اتاق روشن می‌شود.
در این شرایط سیستم جهت‌دهی فعال می‌شود.
ساختارهای اصلی
Superior Parietal Lobule
Intraparietal Sulcus
Frontal Eye Fields
Pulvinar
Superior Colliculus
کارکرد
انتقال توجه از یک مکان به مکان دیگر
انتخاب محرک هدف
توجه فضایی (Spatial Attention)
کنترل حرکات چشمی توجهی
مدار کلاسیک
Visual Cortex
↓
Superior Parietal Lobule
↓
Intraparietal Sulcus
↓
Frontal Eye Fields
↓
Superior Colliculus
↓
حرکت چشم و انتقال توجه
سیستم توجه درونی و بیرونی
در سال‌های اخیر مشخص شده است که شبکه جهت‌دهی خود شامل دو سامانه بزرگ‌تر است:
الف) شبکه توجه پشتی (Dorsal Attention Network; DAN)
فعالیت ارادی و هدف‌محور توجه را کنترل می‌کند.
ساختارها:
Intraparietal Sulcus
Superior Parietal Lobule
Frontal Eye Fields
مدار:
Parietal Cortex
↔
Frontal Eye Fields
این سیستم زمانی فعال است که فرد آگاهانه روی موضوعی تمرکز می‌کند.
مثال:
مطالعه یک کتاب در محیط شلوغ.
ب) شبکه توجه شکمی (Ventral Attention Network; VAN)
این سیستم محرک‌های غیرمنتظره و مهم را شناسایی می‌کند.
ساختارها:
Temporoparietal Junction
Ventral Frontal Cortex
بیشتر در نیمکره راست قرار دارد.
مدار:
Temporoparietal Junction
↓
Ventral Frontal Cortex
↓
بازجهت‌دهی توجه
آسیب این مدار می‌تواند منجر به Neglect Syndrome شود.
۳. شبکه کنترل اجرایی توجه (Executive Attention Network)
این شبکه عالی‌ترین سطح توجه را کنترل می‌کند.
وظایف:
مهار محرک‌های مزاحم
حل تعارض شناختی
کنترل پاسخ
تصمیم‌گیری
تمرکز پایدار
مثال:
در آزمون استروپ (Stroop Test) وقتی کلمه «قرمز» با رنگ آبی نوشته شده باشد، این سیستم فعال می‌شود.
ساختارهای اصلی
Anterior Cingulate Cortex
Dorsolateral Prefrontal Cortex
Basal Ganglia
نوروترانسمیتر اصلی
دوپامین (Dopamine)
مدار
Sensory Inputs
↓
Anterior Cingulate Cortex
↓
Dorsolateral Prefrontal Cortex
↓
Basal Ganglia
↓
Thalamus
↓
Prefrontal Cortex
این مدار مسئول توجه ارادی و کنترل شناختی است.
نقش تالاموس در توجه
Thalamus تنها یک ایستگاه انتقالی نیست.
هسته‌های مهم:
Pulvinar
Mediodorsal Nucleus
عملکرد:
فیلتر کردن اطلاعات حسی
تقویت اطلاعات مهم
سرکوب اطلاعات غیرضروری
به همین علت تالاموس را گاهی «دروازه توجه» می‌نامند.
نقش کولیکولوس فوقانی
Superior Colliculus
وظایف:
حرکات ساکادیک چشم
توجه فضایی
جهت‌دهی سریع به محرک‌های محیطی
این ساختار به‌ویژه در توجه بازتابی (Reflexive Attention) اهمیت دارد.
نقش سیستم کولینرژیک
منشأ:
Basal Forebrain
به‌ویژه:
Nucleus Basalis of Meynert
استیل‌کولین موجب:
افزایش نسبت سیگنال به نویز
انتخاب محرک مهم
بهبود توجه پایدار
می‌شود.
نوروترانسمیترهای اصلی توجه
نوراپی‌نفرین
هشیاری و Alertness
استیل‌کولین
انتخاب محرک و توجه پایدار
دوپامین
کنترل اجرایی و توجه هدف‌محور
گلوتامات
انتقال اطلاعات در شبکه‌های توجه
GABA
مهار اطلاعات مزاحم
نکته بسیار مهم در علوم اعصاب
بسیاری از داوطلبان تصور می‌کنند توجه یک سیستم واحد است، در حالی که امروزه توجه حاصل همکاری چند شبکه مجزا است:
Alerting Network → نوراپی‌نفرین → Locus Coeruleus
Orienting Network → سیستم پاریتال–فرونتال–پولوینار
Executive Network → ACC و DLPFC و دوپامین
این تقسیم‌بندی یکی از پرسش‌های کلاسیک آزمون‌های دکتری علوم اعصاب شناختی است.
جمع‌بندی نهایی
سیستم توجه مغز از سه شبکه اصلی تشکیل شده است: شبکه هشیاری (Alerting) که با محوریت Locus Coeruleus و نوراپی‌نفرین سطح آمادگی مغز را تنظیم می‌کند؛ شبکه جهت‌دهی (Orienting) که با مشارکت Superior Parietal Lobule، Intraparietal Sulcus، Frontal Eye Fields، Pulvinar و Superior Colliculus مکان و هدف توجه را تعیین می‌کند؛ و شبکه کنترل اجرایی (Executive Attention Network) که با محوریت Anterior Cingulate Cortex و Dorsolateral Prefrontal Cortex تعارض شناختی، مهار پاسخ و تمرکز ارادی را کنترل می‌نماید. تعامل این شبکه‌ها امکان انتخاب، حفظ و هدایت توجه را فراهم می‌کند و زیربنای عملکردهای شناختی پیشرفته انسان را تشکیل می‌دهد.
