神经科学家通过用光照射改造过的神经元，增加了特定区域的大脑活动。这导致非人类灵长类动物在进行视觉注意任务时的表现有所改善，突出注意力在感觉知觉中的重要性。蓝斑（LC）是一个产生去甲肾上腺素的脑干区域，这种化学物质影响唤醒和觉醒。芝加哥大学的研究展示了蓝斑在身体对压力或恐慌反应中的作用。最近发表在《神经元》杂志上的一项研究考察了蓝斑在视觉感知处理中的作用。神经科学家通过遗传改造的神经元人工增加蓝斑中的神经活动进行了这项研究。这种操控被发现能改善非人类灵长类动物在视觉注意任务中的表现，突显注意力在感觉知觉中的重要角色。约翰·M说：“我们想了解当你注意环境中的某件事时大脑中发生了什么变化，因为注意力极大地影响你分辨刺激的能力。”芝加哥大学阿尔伯特·D·拉斯克杰出神经生物学服务教授及神经科学研究所所长马恩塞尔博士和该研究的合著者表示：“我们发现了一个脑结构，它显示出与受试者是否集中在某个刺激上相关的强烈信号，我们观察到该神经元的反应基于注意力的指向位置存在显著差异。”马恩塞尔和合著者、博士后研究员苏普里亚·戈什将他们的研究重点放在在受试者集中于某个刺激时，大脑不同区域的神经元如何适应以代表感觉输入上。当受试者注意与这些神经元所代表的刺激时，大脑皮层中的神经元活动可以增加10-25%。之前的研究表明，蓝斑的激活及其结果去甲肾上腺素的产生可能增强对需要注意以区分视觉刺激的任务的表现。
戈什，这位亚皮层脑结构专业人士，提出蓝斑可能是研究这些效应的一个有前途的领域。研究团队训练两只猴子专注于屏幕的左侧或右侧，作为视觉任务的一部分。最初，示例图像会出现在屏幕的两侧。
研究人员进行了一个实验，其中一只猴子在屏幕的两侧都看到一个示例图像。然后，经过一段时间后，测试图像会出现在屏幕的一侧。猴子会通过将它的眼睛移动到两个目标之一来表示测试图像的方向是否与之前在该侧显示的示例图像不同。在这个任务中，研究人员记录了蓝斑的神经元活动，发现只有当猴子注意到出现在由这些神经元监控的屏幕一侧的图像时，活动量显著增加。
为了确定这种活动增加与表现之间是否存在因果关系，研究人员使用光遗传学来增加活动。在猴子进行任务时，研究人员利用光遗传学通过光控制去甲肾上腺素表达细胞的活动。他们对神经元进行了基因改造，以产生一种被称为视紫红质的光敏蛋白，这种蛋白类似于眼中检测光的蛋白。当特殊光照射到这些神经元时，视紫红质使神经元发射。通过光遗传学增强神经元的反应，动物在屏幕一半上区分形状的能力显著提高，而不影响运动处理。
戈什表示：“这种合成改善该功能的方式并未干扰其他认知元素，如身体运动或与选择相关的行为。因此，它可能以非常有针对性的方式特别增强感觉刺激的意识。”
戈什强调区分注意力的影响与其他因素（如决策或身体动作）的重要性。这些过程在大脑的不同区域进行，可能独立影响表现。调查像蓝斑这样相对较小的脑结构如何影响像注意力这样的重要功能是一个关键步骤。“解决整个大脑的难题。每次我们对特定脑结构的潜在作用或它可能具有的广泛功能获得更多的洞察时，这使我们更有能力理解它们之间的关系，”马恩塞尔解释道。“没有任何单一的脑部分能够单独负责有趣的行为。”
