Neurobiologiskt underlag för uppmärksamhet och medvetande Flashcards
Förklara vilka strukturer och system/nätverk i hjärnan som är involverade när vi använder våra olika uppmärksamhetsfunktioner, utifrån Posners modell.
Posners modell för uppmärksamhet innebär att det finns tre huvudsakliga nätverk eller funktionella system i hjärnan som är involverade när vi använder våra olika uppmärksamhetsfunktioner.
- Alterting
- Orienting
- Executive
Alerting network
Nätverket för att vara alert – alerting network: Ett system av strukturer och bansystem i hjärnan som ansvarar för att upptäcka nya och viktiga stimuli. Innefattar främst locus coeruleus, Frontal och parietal cortex
Två delar av ’alerting network’:
Phasic alerting – ”cues”
Snabbt system: Uppmärksamma en plötslig signal som ger oss information (stimulidriven uppmärksamhet) Exempelvis mikron plingar till. I detta är vänster hemisfär aktivt
Tonic alerting- ”vigilance”
”Långsamt” system: bibehålla uppmärksamheten över lång tid trots att inte mycket händer (kontrollerad uppmärksamhet) T.ex. när vi kör bil, eller arbetsuppgifter där det inte alltid händer saker men vi måste vara uppmärksamma. Mer höger hemisfär
Innefattar:
1) Thalamus (Thalamus fungerar som en gateway för sensorisk information och hjälper till att aktivera och upprätthålla uppmärksamheten)
2) Olika cortexområden (bearbetning sinnesintryck, minnen, anteriora cingulate cortex är inblandad i att övervaka vår nivå av uppmärksamhet och beredskap)
3) Hypothalamus (reglerar grundläggande kroppsfunktioner)
4) Hjärnstammen (RAS)
* Ett nätverk som binder samman subkortikala och kortikala regioner
* Något annat än bara grundläggande vakenhet – innebär också en selektion av vad vi ska fokusera på
Fokuserad uppmärksamhet/koncentration Att fokusera på något (en förutsättning för
bibehållen uppmärksamhet)
Bibehållen uppmärksamhet (sustained attention) Att vara uppmärksam över tid, och
Samtidigt bibehålla en stadig prestation. Kontrollera uppmärksamheten under längre tid. Stadig prestation. T.ex. att vara målvakt måste hela tiden vara beredd.
Orienting network
Hanterar vår förmåga att välja ut information, både inifrån och utifrån. Ett system av strukturer och bansystem i hjärnan som ansvarar för att koordinera uppmärksamheten till relevanta stimuli. processen att orientera om.Till för att orientera om uppmärksamheten beroende på vad som är mest relevant för oss. Orienteringssystemet prioriterar sensorisk input genom att välja en sensorisk modalitet (t.ex. syn, ljud, beröring) eller en plats i omgivningen. Alternerande uppmärksamhet (tillsammans med exekutiva nätverket)
Strukturer som innefattas är temporal parietal junction, Frontala synfält, Superior colliculus, Pulvinar, superior parietal
Innefattar:
1) Thalamus (omkoppling sinnen)
2) Olika cortexområden (bearbetning sinnesintryck, minnen)
3) Hjärnstammen (särskilt superior colliculus)
4) Cerebellum (reglering motorik)
Nätverket för orientering kan delas upp i två delar, ett medvetet och ett omedvetet
Det dorsala systemet är det medvetna- övre delen. Mellan frontala och parietala delar. När jag orienterar min uppmärksamhet i en ”top-down-process”. När jag vill fokusera och sortera bort annat ökar dorsal aktivitet medan ventral aktivitet minskar. Involverar alltså även att sortera bort stimuli. Mer ansträngande process
Ventrala systemet är omedvetet. Hjälper mig att orientera om min uppmärksamhet vid behov, i en bottom-up-process. Innefattar att kunna bryta och skifta fokus. Om något viktigt händer utanför mitt fokus ökar ventral aktivitet och dorsal minskar. Mer som en reflex, omedvetet
Båda nätverken drivs av acetylkolin
Samverkar även med det emotionella nätverket – t.ex. när vi blir rädda
Theory of mind när vi orienterar om vår uppmärksamhet till andras mentala värld, andras perspektiv. Att kunna förstå vad någon annan upplever.Denna förmåga beskrivas inom ramen
för våra orienteringsfunktioner, dvs vår förmåga att orientera om vår uppmärksamhet till någon annans perspektiv. Ett område i cortex som är centralt för det orienterande nätverket har också setts vara mycket aktivt när vi utför just denna typ av uppgifter, närmare bestämt temporo-parietal junction (TPJ), ett område i korsningen mellan temporal-loben och parietalloben.
Exekutiva nätverket
Ett system av strukturer och bansystem i hjärnan som ansvarar för att reglera uppmärksamhet resurser baserat på våra mål och intentioner. Här ingår att kontrollera och monitorera uppmärksamhet, och att lösa eventuella uppmärksamhets-konflikter. Saker och ting händer samtidigt, vi måste välja. Funktioner som innefattas är delad uppmärksamhet, alternerande uppmärksamhet, selektiv uppmärksamhet, planeiring, organisering och utvärdering av uppmärksamhet, problemlösning. Ju mer komplex situation, desto mer använder vi oss av exekutiva nätverket
Kan delas upp i :
1) fronto-parietala nätverket
- Att starta och stoppa en uppgift
- Arbetsminne
- Beslutsfattande inom uppgiften
- Kontrollera en uppgift ”moment-to- moment”. Varje steg så gör jag det i rätt ordning. Vad kan jag säga härnäst?
Framför allt frontala och parietala cortex områden
2) cingulo-operkulära nätverket
- Bibehålla prestation kopplat till övergripande mål
- Upptäcka fel
- Lösa konflikter
- Delad uppmärksamhet
Delarna som knyts ihop i det cingulooperkulära nätverket (Gyrus cinguli och operculum)
Ge exempel på olika vardagssituationer då de olika nätverken är aktiverade.
När kan enbart ett nätverk vara aktivt? Några vardagsexempel
Orienting:
Du sitter på en föreläsning (som inte kräver problemlösning där och då): Du orienterar hela tiden om uppmärksamheten mellan lärarens ord, bilder, dina anteckningar…
När du kör bil och måste snabbt reagera på en bil som plötsligt byter körfält
När du går på gatan och plötsligt hör en oväntad hög ljudvolym. Orienteringsnätverket hjälper dig att snabbt rikta din uppmärksamhet mot ljudkällan för att avgöra om det är något som kräver din uppmärksamhet.
Alerting:
Du väntar på att brödet ska hoppa upp från brödrosten : Du behöver inte ständigt orientera om din uppmärksamhet, och uppgiften är inte komplex
När du väntar på att ett trafikljus ska ändra till grönt. Uppföljningsnätverket hjälper dig att upprätthålla din uppmärksamhet och vara beredd att reagera när ljuset ändrar sig.
Exekutivt:
Du löser ett svårt korsord, i en lugn och trygg miljö: problemlösning
När du deltar i en intensiv diskussion eller debatt som kräver att du håller flera tankar och argument i åtanke. Exekutiva nätverket hjälper dig att hantera och växla mellan olika aspekter av diskussionen och fokusera på det mest relevanta.
När är flera nätverk aktiva? Några vardagsexempel
De flesta aktiviteter där du ansvarar för ett barn och samtidigt måste göra något annat
Du ska genomföra ett neuropsykologiskt testbatteri som testledare
Du kör bil: du behöver vara uppmärksam på plötsliga signaler och händelser, du behöver omorientera din uppmärksamhet, du behöver planera din körning
Beskriv vilken betydelse det retikulära aktiveringssystemet har för vår uppmärksamhet.
Var? Subkortikalt, i hjärnstammen, närmare bestämt i Pons. En nyckelkomponent i RAS är den neuromodulerande noradrenerga projektionen från locus coeruleus i hjärnstammen till framhjärnan, som verkar för att förbereda regioner, särskilt i prefrontal och bakre parietal cortex, för att snabbt upptäcka stimuli. Till exempel ger en varningssignal ingen information om vad som ska följas, men när den dyker upp snabbar sig en experimentdeltagares orientering och svar på målet automatiskt.
Vad? Kärnor av neuron som projicerar ut axon till andra delar av hjärnan, och vars signaler mobiliserar aktivitet. Kopplingar upp till cortex och ner till kroppen om det ska ske en viss aktivitet.
När? Stress, rädsla, plötsliga händelser, fight och flight, men också vardaglig funktion. Till exempel, när du hör en plötslig och hög ljudvolym, kan RAS reagera genom att öka din uppmärksamhet och väcka dig om du sover.
Hur? Med neurotransmittorn noradrenalin
Det fungerar som en sorts “väckarklocka” för hjärnan och är involverat i att reglera vår vakenhet och uppmärksamhet.
* Hjälper oss att inte bli överväldigade av intryck. Vi kan inte ta in allt på samma nivå. Vi behöver ett filter
* Sortera bort oviktigt. Det hjälper hjärnan att bestämma vilken sensorisk information som är relevant och bör uppmärksammas och vilken som kan ignoreras.
* Uppmärksamma resten av hjärnan på viktigheter
* Kan sätta igång limbiska systemet vid fara. Det kan öka vår arousal när det finns behov av ökad uppmärksamhet, som under en krävande uppgift, eller minska arousal när det är dags att koppla av och gå till sömnen.
* Alltså viktigt för vår upplevelse av motivation
När vi vaknar på morgonen, eller när vi utsätts för en plötslig och oväntad stimulus, aktiverar RAS vårt nervsystem och väcker oss från en tillstånd av sömn eller trötthet till ett uppvaknat och medvetet tillstånd.
Det retikulära aktiveringssystemet filtrerar fram vad du fortsättningsvis uppmärksammar,
baserat på dina aktiviteter. Till exempel har vi gjort något som är väldigt monotont, ex spela tetris, så finns det kvar i vardagen efteråt. Aktivering i det retikulära aktiveringssystemet som noterar att det här har uppmärksammats mycket, måste vara något viktigt.
Förklara hur posteriora respektive frontala regioner i hjärnan är viktiga för vårt medvetande.
Medvetande – posteriora hjärnregioner
De posteriora regionerna av hjärnan, särskilt den posteriora parietala cortex och occipitala cortex, är centrala för bearbetning av sensorisk information och rumsuppfattning.
* Modalitetsspecifik aktivering – när vi blir medvetna om ett specifikt stimuli aktiveras celler i bakre regioner som är specialiserade för att bearbeta information från olika sinnen (dvs det sensoriska systemets funktion)
* Hör samman med det fenomenologiska medvetandet
Den occipitala cortex är särskilt viktig för synfunktionen och hjälper till att tolka och skapa visuella intryck. Detta gör att vi kan vara medvetna om vad vi ser.
Medvetande - frontala hjärnregioner
Något vi är vana vid krävs inte mycket aktivitet i frontala hjärn regionerna
* För att tolka det vi upplever som en helhet behövs de frontala regionerna.
* Top-down bearbetning. Om tolkningen av en viss scen underlättas, till exempel genom att ha exponerats för den flertal gånger, så ska frontallobernas roll få mindre betydelse.
* Dynamisk roll – frontala regioner behövs mindre om stimuli är tidigare känt för dig, men blir viktiga för att förstå nytt komplext material. Inte kritiskt för enkel perceptuell identifiering men nödvändiga då en situation kräver mer analys och tolkning.
* Frontala regioner är alltså inte nödvändiga för att medvetandegöra det vi upplever, men för att tolka informationen om den är komplex
* Dvs, krävs för det reflekterande medvetandet
Vad sker när vi inte håller på med en uppgift?
* Ett samspel mellan posteriora (modalitet specifika) och frontala (exekutiva) processer
* När vi är i det fenomenologiska medvetandet, kan frontala regioner få vila…?
* Men, att bara låta tanken flöda (fenomenologiskt medvetande) innebär samtidigt att stora delar av hjärnan ändå är aktiverade (’default mode network’)
Ge exempel på när vi befinner oss i olika nivåer av medvetande.
Fullt medvetande:
Pigg och vaken: När vi är vakna och medvetna om vår omgivning och våra tankar befinner vi oss i en normal nivå av medvetande. Vi kan reagera på stimuli, tänka, kommunicera och utföra uppgifter medvetet
Sänkt medvetande:
Uppvaknande från sömn: När vi vaknar från en djup sömn och gradvis återvänder till full vakenhet befinner vi oss i en övergångsnivå av medvetande. I denna fas kan vi vara något förvirrade eller omtöckna innan vi återfår full medvetenhet.
Förändrad medvetandegrad: I vissa situationer kan medvetandegraden vara förändrad på grund av alkohol, droger, medicinering eller medicinska tillstånd. Till exempel kan en person vara i ett berusat tillstånd där medvetandet är nedsatt, eller i ett tillstånd av eufori eller hallucinationer.
Tredje stadiet av medvetande:
Drömsömn. Under sömnen går vi igenom olika stadier av medvetande, inklusive drömsömn (REM-sömn) och icke-drömsömn (NREM-sömn). I drömsömn är vi medvetna om våra drömmar, medan medvetandet är minskat eller frånvarande i djup NREM-sömn.
Meditation
Ej medveten:
Koma och medvetslöshet: Vid allvarliga medicinska tillstånd som koma eller medvetslöshet är medvetandet kraftigt nedsatt eller frånvarande. Personen är inte medveten om omgivningen eller kan inte svara på stimuli.
Drömlös sömn
Narkos
Vad innebär ”interna simuleringar”, och hur har dessa använts i studier av medvetandet?
Förmågan att skapa inre bilder eller internt stimulera, scener, ljud och handlingar erbjuder ett sätt att studera medvetande. Om man ombeds att föreställa sig en ros eller att i tanken slå en tennisserve så aktiveras flera av de hjärnområden som engageras då man faktiskt tittat på en ros eller då man utför en tennisserve. Det är troligt att dessa likheter beror på att samma minnesrepresentationer ligger till grund för simulerad som faktiskt utförd perception eller aktivitet. Det har hävdats att en grundförutsättning för att inre simuleringar ska kunna utföras ut ett förstapersonsperspektiv är att man har egna erfarenheter och minnesrepresentationer av det som simuleras. Inre simuleringar har också använts vid studier av skadade personer där det är oklart om medvetande finns bevarat. Bygger på att hjärnregioner som aktiveras när vi t.ex. gör en specifik rörelse också aktiveras när vi tänker på den. Om någon pratar om att sparka en fotboll kommer de delarna aktiveras hos mig även om jag inte själv gör det. Om vi pratar med en person som är medvetslös och ser att rätt hjärnregioner aktiveras borde det ändå vara bevis på att personen i någon mån är vid medvetande.
Det finns ett samband mellan hjärnaktiveringsmönster och bättre prognos (dvs att återfå medvetandet)
Människor kan använda interna simuleringar för att tidsresa i sina minnen eller föreställa sig framtida händelser. Studier av sådana mentala tidsresor har bidragit till förståelsen av hur våra minnen är organiserade och hur vi planerar och förbereder oss för framtiden.
Genom att skapa interna simuleringar kan vi utvärdera våra egna tankar, känslor och beteenden. Detta bidrar till självmedvetenhet och självreflektion.
Patient i koma ombads föreställa sig tennisspel, samt en visuospatial uppgift
Aktiveringsmönstret i hennes hjärna gick inte att skilja från 12 friska kontroller
Senare användes metoden för att ställa ja/nej-frågor till 54 medvetslösa patienter. Fem av dem kunde ge tydliga ja/nej-svar. Personer som man inte trodde var där kanske ändå var lite medvetna
