ระบบความสนใจและการตื่นตัว
ระบบความสนใจและการตื่นตัวกำหนดระดับการกระตุ้นโดยรวมของสมอง และจัดลำดับความสำคัญของข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับพฤติกรรมแบบเลือกสรร การตื่นตัวสะท้อนถึงสถานะโดยรวมของการตื่นและตื่นตัวที่คงไว้โดยระบบก้านสมองส่วนบนและไฮโปทาลามัส ในขณะที่ความสนใจคือชุดของกลไกที่เลือกจากข้อมูลนำเข้าที่แข่งขันกันและนำทางการประมวลผลไปสู่เป้าหมาย
Definition
การตื่นตัวคือสถานะโดยรวมของการกระตุ้นทางสรีรวิทยาและเปลือกสมองที่เป็นพื้นฐานของการตื่นและการตอบสนอง ซึ่งถูกควบคุมโดยระบบเรติคูลาร์และระบบปรับประสาทจากส่วนล่างขึ้นบน; ความสนใจคือชุดของกลไกการเลือกสรรที่ระบบประสาทจัดลำดับความสำคัญของแหล่งข้อมูลบางอย่างเหนือแหล่งข้อมูลอื่น ๆ เพื่อการประมวลผลต่อไป
Scope
บทความนี้ครอบคลุมระบบการตื่นตัวจากส่วนล่างขึ้นบนที่ควบคุมการตื่น และเครือข่ายความสนใจที่เลือกข้อมูล รวมถึงความแตกต่างระหว่างความสนใจที่มุ่งเน้นเป้าหมายและความสนใจที่ถูกกระตุ้นด้วยสิ่งเร้า บทความนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อการอ้างอิงและให้ความรู้ และไม่ได้กล่าวถึงการวินิจฉัยหรือการรักษาความผิดปกติของความสนใจ การตื่นตัว หรือสติสัมปชัญญะ
Core questions
- สถานะโดยรวมของการตื่นและการกระตุ้นเปลือกสมองเกิดขึ้นและคงอยู่ได้อย่างไร?
- สมองเลือกข้อมูลที่เกี่ยวข้องจากข้อมูลนำเข้าที่แข่งขันกันได้อย่างไร?
- ความสนใจที่มุ่งเน้นเป้าหมายและความสนใจที่ถูกกระตุ้นด้วยสิ่งเร้าแตกต่างกันอย่างไรในพื้นฐานทางประสาท?
- ความสนใจและการตื่นตัวมีความสัมพันธ์กันอย่างไร?
Key concepts
- ระบบกระตุ้นเรติคูลาร์จากส่วนล่างขึ้นบน
- การตื่นและการกระตุ้นเปลือกสมอง
- ความสนใจที่มุ่งเน้นเป้าหมาย (จากบนลงล่าง)
- ความสนใจที่ถูกกระตุ้นด้วยสิ่งเร้า (จากล่างขึ้นบน)
- เครือข่ายความสนใจส่วนหลังและส่วนหน้า
- ระบบการตื่นตัวที่ปรับประสาท
Key theories
- เครือข่ายความสนใจสองเครือข่าย (ส่วนหลังและส่วนหน้า)
- Corbetta และ Shulman เสนอว่าความสนใจได้รับการสนับสนุนโดยเครือข่ายหน้าผาก-ข้างขม่อมส่วนหลังที่ทำหน้าที่เป็นสื่อกลางในการวางแนวโดยสมัครใจและมุ่งเน้นเป้าหมาย และเครือข่ายส่วนหน้าด้านขวาที่ตรวจจับสิ่งเร้าที่เด่นชัดหรือไม่คาดคิดและปรับทิศทางความสนใจใหม่
Mechanisms
การตื่นตัวขึ้นอยู่กับการส่งสัญญาณจากส่วนล่างขึ้นบนจากเรติคูลาร์ฟอร์เมชันของก้านสมองและนิวเคลียสปรับประสาทที่เกี่ยวข้องไปยังทาลามัสและเปลือกสมอง; Moruzzi และ Magoun แสดงให้เห็นว่าการกระตุ้นเรติคูลาร์ฟอร์เมชันของก้านสมองทำให้เกิดการกระตุ้นเปลือกสมองในลักษณะที่เห็นในการตื่น ซึ่งเป็นการกำหนดระบบกระตุ้นเรติคูลาร์จากส่วนล่างขึ้นบน วงจรไฮโปทาลามัส ซึ่งสรุปโดย Saper และคณะ ควบคุมการสลับระหว่างการตื่นและการนอนหลับ และกำหนดโครงสร้างวงจรชีวิตของการตื่นตัว ความสนใจทำงานบนพื้นฐานของสถานะนี้: Posner และ Petersen ได้สรุปหน้าที่ความสนใจที่แยกจากกัน, Knudsen จัดระเบียบความสนใจออกเป็นองค์ประกอบพื้นฐาน เช่น ความจำใช้งาน, การเลือกที่แข่งขันกัน, การควบคุมความไวจากบนลงล่าง, และการกรองความเด่น, และ Corbetta และ Shulman ได้แยกแยะเครือข่ายส่วนหลังสำหรับการวางแนวโดยสมัครใจออกจากเครือข่ายส่วนหน้าสำหรับการตรวจจับเหตุการณ์ที่เด่นชัด
Clinical relevance
ความผิดปกติของการตื่นตัวมีตั้งแต่ภาวะโคม่าไปจนถึงความผิดปกติของการนอนหลับและการตื่น ในขณะที่ความผิดปกติของความสนใจรวมถึงภาวะละเลยหลังความเสียหายของสมองกลีบข้าง และกลุ่มอาการไม่ตั้งใจทางคลินิก ดังนั้นการจัดระเบียบปกติของระบบเหล่านี้จึงมีความสำคัญต่อประสาทวิทยาและจิตเวชศาสตร์ทางคลินิก บทความนี้อธิบายการจัดระเบียบปกติเพื่อการอ้างอิงทางการศึกษาและไม่ใช่พื้นฐานสำหรับการวินิจฉัยหรือการรักษาภาวะใดๆ
Evidence & guidelines
ความเข้าใจเกี่ยวกับการตื่นตัวและความสนใจขึ้นอยู่กับการศึกษาการบาดเจ็บและการกระตุ้น, สรีรวิทยาไฟฟ้า, และการถ่ายภาพประสาทในมนุษย์ แนวคิดการตื่นตัวจากส่วนล่างขึ้นบนมาจาก Moruzzi และ Magoun, การควบคุมการนอนหลับ-ตื่นของไฮโปทาลามัสจากงานที่สังเคราะห์โดย Saper และคณะ, และสถาปัตยกรรมเครือข่ายของความสนใจจากกรอบแนวคิดของ Posner และ Petersen, Knudsen, และ Corbetta และ Shulman
History
ความเข้าใจสมัยใหม่เกี่ยวกับการตื่นตัวเริ่มต้นด้วยการสาธิตระบบกระตุ้นเรติคูลาร์จากส่วนล่างขึ้นบนของ Moruzzi และ Magoun ในปี 1949 ประสาทวิทยาศาสตร์ทางปัญญาของความสนใจพัฒนาขึ้นตั้งแต่ทศวรรษ 1980 เป็นต้นมา ด้วยการแยกส่วนความสนใจออกเป็นระบบที่แยกจากกันที่มีอิทธิพลของ Posner และ Petersen และได้รับการขยายโดยการถ่ายภาพประสาทในมนุษย์ไปสู่บัญชีเครือข่ายส่วนหลังและส่วนหน้าของ Corbetta และ Shulman และกรอบแนวคิดองค์ประกอบของ Knudsen ในขณะที่วงจรการนอนหลับ-ตื่นของไฮโปทาลามัสได้ชี้แจงด้านการควบคุมสถานะของการตื่นตัว
Key figures
- Giuseppe Moruzzi
- Horace Magoun
- Michael Posner
- Maurizio Corbetta
- Clifford Saper
Related topics
Seminal works
- moruzzi-magoun-1949
- posner-petersen-1990
- corbetta-shulman-2002
Frequently asked questions
- ความสนใจและการตื่นตัวแตกต่างกันอย่างไร?
- การตื่นตัวคือระดับโดยรวมของการตื่นและการกระตุ้นเปลือกสมองที่กำหนดการตอบสนองโดยรวมของสมอง ในขณะที่ความสนใจคือการจัดลำดับความสำคัญของข้อมูลเฉพาะแบบเลือกสรร; ความสนใจทำงานบนพื้นฐานของสถานะที่กำหนดโดยการตื่นตัว
- ความแตกต่างระหว่างความสนใจจากบนลงล่างและจากล่างขึ้นบนคืออะไร?
- ความสนใจจากบนลงล่าง (มุ่งเน้นเป้าหมาย) จะนำทางการประมวลผลไปยังข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับงานโดยสมัครใจและเกี่ยวข้องกับเครือข่ายหน้าผาก-ข้างขม่อมส่วนหลัง ในขณะที่ความสนใจจากล่างขึ้นบน (ถูกกระตุ้นด้วยสิ่งเร้า) จะถูกดึงดูดโดยเหตุการณ์ที่เด่นชัดหรือไม่คาดคิดและเกี่ยวข้องกับเครือข่ายส่วนหน้ามากกว่า ตามที่ Corbetta และ Shulman อธิบายไว้