גיאומטריה של דינמיקת עצבים לאורך נוף האטרקטורים הקורטיקלי משקפת שינויים בתשומת הלב

נוף של מצבי מוח

המחברים מדמיינים את הפעילות הכוללת של המוח כנקודה שנעה ב”מרחב מצבים“, שבו כל מיקום משקף כמה פעילים אזורים מוחיים שונים. במרחב זה, דפוסי פעילות מסוימים יציבים במיוחד ונוטים למשוך אליהם את הפעילות, כמו עורקים בעמק גבעי. עימקים אלה, שנקראים אטרקטורים, מתאימים לדפוסי פעילות רחבי-היקף חוזרים, או ל”מצבי מוח“. באמצעות מודלים מתמטיים המיושמים על נתוני fMRI ממאות ריצות של מנוחה, משימות וצפייה בסרטים, המחקר מראה שרוב הזמן פעילות המוח, בהיעדר השפעות חדשות, היתה שוקעת בקבוצה קטנה של עימקים כאלו במקום לשוטט ללא גבול.

מיפוי דפוסים יציבים ברחבי הקורטקס

כדי לאתר היכן נמצאים העמקים האלה, החוקרים התאימו מודל מערכות דינמיות לנתוני מוח משני מאגרים ציבוריים. המודל מפריד בין השפעות פנימיות — כיצד אזורים מוחיים משפיעים זה על זה — להשפעות חיצוניות, כגון תמונות וקולות. לאחר מכן הם סימולצו מה יקרה אם יאפשרו לפעילות המודל להתקדם בזמן מתוך נקודות התחלה שונות רבות. סימולציות אלה כמעט תמיד התייצבו לכמה דפוסים יציבים. כאשר קיבצו דפוסים אלה, הם מצאו שהאטרקטורים שנוצרו מתיישרים עם רשתות רחבות-היקף מוכרות במוח: אזורים המעורבים במחשבות פנימיות (המכונים לעיתים אזורי רשת ברירת מחדל), ואזורים המטפלים בקלט חושי ותנועה. במילים אחרות, ה”עמקים” בנוף נקבעים במידה רבה על-ידי חיווט בסיסי של המוח והרשתות הפונקציונליות המוכרות לו.

תשומת הלב משנה את הנתיב, לא את הציון

למרות שהעמקים העיקריים נשארו במקומות דומים, המוח לא תמיד נע על הנוף באותו האופן. הצוות בחן, רגע אחרי רגע, באיזו מהירות ובאיזה כיוון פעילות המודל נעה יחסית לאטרקטור הקרוב ביותר. הם הבחינו בין תנועה המונעת על-ידי דינמיקה פנימית של המוח ותנועה שמושפעת על ידי גירויים נכנסים. במהלך משימות שמצריכות תשומת לב מאומצת — שבהן המשתתפים נדרשו להגיב בצורה אמינה לתמונות שהוצגו במהירות — הדינמיקה הפנימית של המוח נעה ישירות לעבר אטרקטור מסוים המשויך לרשת ברירת המחדל ונכנסה אליו במהירות, כאילו אותו חלק מהנוף הפך תלול וממקד יותר. לעומת זאת, בעת צפייה בסיטקום, כאשר המשתתפים דיווחו על מעורבות גבוהה, הדינמיקה הפנימית נטתה לנוע לאט יותר ולהתרחק מהאטרקטורים, משייטת באזור שטוח ומרכזי יותר של הנוף.

קשרים שונים, שיפועים שונים

דפוסים מנוגדים אלה מצביעים על כך שתשומת הלב אינה פשוטה כ”גבוהה” או “נמוכה”, אלא מבטאת עצמה באופן שונה בהתאם להקשר ולפעילות. במשימות דורשות מאמץ, היותנו קשובים מתבטאת בהתהוות מהירה של המוח לתוך עמק רלוונטי למשימה, מה שהופך את הדינמיקה ליציבה ומכוונת יותר. במהלך סיפורים שגורמים לספיגה, מעורבות קשובה נראית כמצב שבו המוח מרחף באזור רדוד בין העמקים, פחות נמשך לעבר מצב בודד קבוע. חשוב שלאותם שינויים ייחסו דינמיקת המוח הפנימית ולא עוצמת הקלט החושי הגולמית, מה שמעיד שמנגנונים פנימיים — ייתכן שמעורבים בהם מערכות איתות כימיות במוח — מעצבים מחדש את החוויה של הנוף מבלי להזיז את העמקים הבסיסיים עצמם.

מה משמעות הדבר להבנת ריכוז

לקריאה שאינה מקצועית, המסקנה היא שמפת האפשרויות של מצב המוח שלך יחסית יציבה, אך האופן שבו אתה נע על פני המפה משתנה עם מצב התשומת לב וההקשר. כשאתה מתרכז במשימה תובענית, פעילות המוח שלך נופלת במהירות לתעלה עמוקה מסוימת התומכת בביצועים יציבים ומדויקים. כשאתה שקוע בסרט, המוח מחליק במקום זאת באיזור שטוח יותר, נשאר גמיש ופחות נעול לדפוס יחיד. על-ידי דימוי דינמיקות אלה כתנועה על גבי נוף, עבודה זו מציעה דרך גיאומטרית להבין כיצד מצבים פנימיים משתנים — כמו תשומת לב — נוצרים מתוך דפוסים רחבי-היקף של פעילות מוחית.

ציטוט: Song, H., Chen, R., Botch, T.L. et al. Geometry of neural dynamics along the cortical attractor landscape reflects changes in attention. Nat Commun 17, 2673 (2026). https://doi.org/10.1038/s41467-026-69041-8

מילות מפתח: תשומת לב, רשתות מוחיות, דינמיקת עצבים, נוף אטרקטורים, fMRI