الإمكانات المتعلقة بالحدث ومهمة غريبة الأطوار

بالنظر إلى الكم الهائل من المعلومات الحسية في بيئتنا ، يجب أن يكون الدماغ قادرا على إعطاء الأولوية لمعالجة محفزات معينة ، بحيث يبذل جهدا أقل على ما قد لا يكون مهما حاليا ، والاهتمام بما هو موجود.

كل يوم ، يتعرض الشخص لمشاهد وأصوات متعددة ، مثل الأشخاص الذين يكتبون في المكتب أو المرئيات على شاشة الكمبيوتر.

يعتمد الاهتمام الذي يوليه شخص ما لمثل هذه المحفزات ، جزئيا ، على أهدافه في أي لحظة. على سبيل المثال ، قد يركزون عن قصد على شاشتهم لمراجعة العرض التقديمي. عندما يحدث هذا ، يتجاهل الدماغ العناصر المتكررة وغير المهمة - مثل كتابة زملاء العمل - وبدلا من ذلك يحضر الشرائح على الشاشة.

هذا مثال على عملية تسمى الانتباه من أعلى إلى أسفل ، حيث يقوم الدماغ بتصفية المعلومات التي لا تتعلق بهدف.

في المقابل ، يتعامل الانتباه من الأسفل إلى الأعلى مع محفزات فريدة وغير متوقعة ، والتي لديها القدرة على جذب انتباه الشخص ، على الرغم من أنها لا ترتبط بهدف.

تسمى هذه الضوضاء أو المشاهد النادرة بمحفزات غريبة الأطوار ، ونظرا لحداثتها ، يعطيها الدماغ الأولوية للمعالجة ، لأنها قد تكون مهمة. قد تعني الضوضاء في المطبخ أن شخصا ما قد أصيب أو أنه قد يكون هناك وجبات خفيفة.

استجابة لمثل هذه الأحداث الحسية المهمة - الانهيار في المطبخ - يمكن تنشيط خلايا عصبية متعددة في نفس المنطقة من الدماغ ، مما يعزز انتشار إشارة كهربائية.

يمكن قياس هذه الاستجابة الكهربائية في فروة الرأس باستخدام أقطاب كهربائية من خلال تقنيات تخطيط كهربية الدماغ - والتي يتم اختصارها باسم مخطط كهربية الدماغ - ويسمى المقياس الناتج إمكانات مرتبطة بالحدث ، أو تخطيط موارد المؤسسات.

في هذا الفيديو ، سوف نحقق في تخطيط موارد المؤسسات خلال نموذج غريب الأطوار ، حيث يتم عرض محفزات بصرية فريدة وشائعة. سنوضح كيفية إعداد تجربة مخطط كهربية الدماغ ، وتحليل بيانات تخطيط موارد المؤسسات ، واستكشاف كيفية تطبيق الباحثين لهذه التقنية لدراسة جوانب أخرى من الانتباه.

في هذه التجربة ، يتم قياس نشاط الدماغ للمشاركين الذين يشاهدون نوعين من المحفزات القائمة على الشكل - خط الأساس والكرة الغريبة - باستخدام مخطط كهربية الدماغ ، من أجل اكتساب نظرة ثاقبة حول كيفية تحديد الدماغ غير ذي صلة من المعلومات الحسية المهمة.

للتحضير لمخطط كهربية الدماغ ، يضع الباحثون الأقطاب الكهربائية التي تم إدخالها بالفعل في غطاء على المشاركين؟ فروة الرأس في مواقع تشريحية محددة ، بحيث يمكن تسجيل النشاط الكهربائي في الدماغ.

يتم وضع أقطاب كهربائية إضافية حول العينين لقياس نشاط العضلات - والتي يمكن أن تنتج قطع أثرية متحركة في بيانات مخطط كهربية الدماغ - وخلف الأذنين في مواقع الخشاء التي تعمل كمراجع حيث يتم جمع المعلومات غير العصبية.

ثم يتم تعريف المشاركين على نوعي المحفزات التي سيرونها. هنا ، تتكون المرئيات الأساسية من دائرة حمراء واحدة ، بينما تتكون الصورة الغريبة من دائرة خضراء فردية.

يطلب من المشاركين البحث عن الأشكال الخضراء ، وتوجيههم للضغط على زر كلما ظهر أحدهم على الشاشة.

أثناء المهمة، تظهر كل دائرة لمدة 1 ثانية على شاشة الكمبيوتر. بعد اختفاء الدائرة ، تظل الشاشة فارغة لمدة 1 ثانية ، ثم يتم تقديم الصورة التالية.

الحيلة هي أن المشاركين يظهرون دوائر خضراء بشكل متقطع - وأقل بكثير - بين عدة صور متسلسلة من الصور الحمراء. من بين 160 محفزا ، 64 فقط خضراء.

الفكرة هي أن هذه الصور المستهدفة "في غير محلها" ستجذب الانتباه من الأسفل إلى الأعلى - لأنها نادرة - والانتباه من أعلى إلى أسفل - حيث أن الهدف من المهمة هو الإشارة إلى وقت ظهور هذه الأشكال.

نتيجة لذلك ، سيستجيب الدماغ لهذه المحفزات ذات الصلة بالهدف والتي يحتمل أن تكون مهمة عن طريق إنتاج إشارات كهربائية قوية.

يتم تسجيل بيانات مخطط كهربية الدماغ بشكل مستمر في جميع التجارب البالغ عددها 160 تجربة. بعد ذلك ، يتم تكرار التسلسل ويتم عرض مجموعة ثانية من 160 صورة ، مما يضمن جمع معلومات كافية للتمييز بين النشاط الحقيقي الناجم عن الكرة الغريبة والضوضاء.

بعد ذلك ، تتم معالجة بيانات مخطط كهربية الدماغ لإنشاء أشكال موجات تخطيط موارد المؤسسات لكل موقع تشريحي يتم وضع قطب كهربائي فوقه.

بناء على الأبحاث السابقة ، من المتوقع أن تكون البيانات الأكثر أهمية بالقرب من قطب Pz ، الموجود في وسط فروة الرأس باتجاه الجزء الخلفي من الرأس ، فوق تقاطع الفصوص الجدارية.

على وجه التحديد ، من المتوقع أن يتم تحسين أحد مكونات ERPs الجدارية هذه ، والذي يسمى P300 - بهذا الاسم لأنه يتكون من ذروة موجبة في شكل الموجة تحدث بعد حوالي 300 مللي ثانية من تقديم الحافز الحسي - استجابة لدوائر غريبة الأطوار الخضراء.

لبدء التجربة ، قم بتحية المشارك وتأكد من توقيعه على جميع نماذج الموافقة المناسبة. تأكد أيضا من أنهم لم يستخدموا أي منتجات للشعر ، مثل الموس ، والتي يمكن أن تتداخل مع تسجيلات مخطط كهربية الدماغ.

قبل المتابعة ، قم أولا بتقليب هلام القطب الكهربائي الموصل لتحرير أي فقاعات هواء. بعد ذلك ، استخدمه لملء حقنة سعة 10 مل ، مما سيساعد في تطبيق هذه المادة على ترتيبات الأقطاب الكهربائية لاحقا في البروتوكول.

بمجرد تحضير المحقنة ، قم بتمشيط شعر المشارك وفروة رأسه جيدا ، ونظف الجزء العلوي من رأسه بشاش قطني مبلل بالكحول.

بعد ذلك ، قم بتعقيم الجلد خلف كل من آذان المشارك أعلى وأسفل العين اليسرى وفي المواضع الأفقية البعيدة لكلتا العينين بطريقة مماثلة.

بعد ذلك ، ضع وجها واحدا من قرص لاصق على الوجهين مقابل قطب. على الجانب الآخر ، ضع الجل على القطب المكشوف ، ثم ألصقه على المنطقة النظيفة فوق العين اليسرى. كرر هذه العملية في المواضع المعقمة المتبقية على الوجه.

لتحديد حجم غطاء مخطط كهربية الدماغ المراد استخدامه ، قم بقياس المسافة من مقدمة رأس المشارك مباشرة بين الحاجبين إلى إسقاط الجمجمة ، الموجود أسفل النتوء في الجزء الخلفي من الرأس. فوق نقطة منتصف العين ، ضع علامة على 10٪ من المسافة المقاسة على الجبهة.

باستخدام قياس العين إلى البوصة ، اختر غطاء يناسب نطاقات المحيط القياسية ، وضعه بحيث يتم وضع قطب FPz - القطب المركزي الأمامي - فوق العلامة الموجودة على الجبهة. بعد ذلك ، قم بتوصيل كل من أقطاب الوجه بسلك الخاص بها على الغطاء.

بعد استرداد المحقنة المملوءة بالهلام ، أخبر المشارك أنك ستقوم بإدخال الطرف الضعيف في كل قطب. الآن ، ارفع كل واحدة ، واكشط الشعر الأساسي جانبا ، مع الحرص على عدم إصابة الجلد.

بعد ذلك ، تابع إدخال الجل ، وكرر هذه العملية لأقطاب الغطاء المتبقية للتأكد من توصيل الإشارات الكهربائية التي تم جمعها في فروة الرأس بشكل صحيح.

بعد ذلك ، اصطحب المشارك إلى غرفة هادئة بها درع صوتي وكهربائي ، وقم بتوصيل الغطاء بالكامل بنظام التسجيل.

باستخدام برنامج الكمبيوتر المرتبط ، تحقق من مقاومة وصلات القطب الكهربائي وفروة الرأس. إذا كانت المعاوقة أعلى من 10 كلفن؟ لأي قطب كهربائي - مما قد يؤدي إلى ضوضاء في آثار مخطط كهربية الدماغ - تحقق من أنه يحتوي على جل موصل وأن كل الشعر الأساسي قد تم إبعاده.

لاحظ أن جميع قيم المعاوقة يجب أن تكون الآن أقل من 10 كلفن؟.

استعدادا للمهمة السلوكية ، اطلب من المشارك الجلوس بحيث يتم وضعه على بعد حوالي 75 سم من الشاشة ، وامنحه صندوق استجابة للإمساك به. أكد أنه يجب عليهم الضغط على زر التوقيت فقط عندما يلاحظون دائرة خضراء على الشاشة.

بعد أن يفهم المشارك المهمة ، ابدأ نظام مخطط كهربية الدماغ. اسمح لهم بإكمال 64 تجربة تحفيز مستهدفة تتخللها 96 تجربة مراقبة غير مستهدفة. بعد 160 تجربة ، ابدأ التسلسل للتكرار.

بمجرد جمع جميع البيانات ، قم باستيراد النتائج إلى برنامج تحليل لبدء المعالجة في وضع عدم الاتصال. أولا ، اعزل الإشارات العصبية فقط عن طريق الرجوع إلى المعلومات إلى متوسط قيم الخشاء

استمر بتقسيم تسجيلات مخطط كهربية الدماغ المستمرة إلى أقسام تبدأ من 200 مللي ثانية قبل وتنتهي بعد 1000 مللي ثانية بعد بداية كل محفز ، في هذه الحالة إما دوائر خضراء أو حمراء.

تابع إلى خط الأساس اضبط هذه الأطر الزمنية باستخدام الأجزاء التي تحدث قبل 200 مللي ثانية من بداية التحفيز.

بعد ذلك ، لتصحيح القطع الأثرية للحركة ، تخلص من الفترات التي يتجاوز خلالها تغيير الإشارة 150؟ تم تسجيل V في أي من الأقطاب الكهربائية - وليس فقط الشخص الذي يجمع البيانات من موقع تشريحي ذي أهمية.

بعد ذلك ، لكل قطب كهربائي ، قم بحساب متوسط بيانات مخطط كهربية الدماغ التي تم جمعها من جميع تجارب الصور الأساسية لإنتاج شكل موجة تخطيط موارد المؤسسات. وبالمثل ، قم بحساب متوسط البيانات الخاصة بالتجارب الغريبة.

لتحليل البيانات، اعرض متوسطات تخطيط موارد المؤسسات من موقع تسجيل Pz لكل من شكل التحكم المستهدف الأخضر والأحمر بالنسبة لمكونات P300 الجدارية ، قم بتقييم السعة - ارتفاع المكون فوق قيمة خط الأساس 0 ؟ V?وزمن انتقاله?كم من الوقت يظهر بالمللي ثانية بعد أن يشاهد المشارك الدائرة.

بعد ذلك ، بالنسبة لسعة الذروة وزمن انتقال هذه ، استخدم اختبارات F لتحديد ما إذا كان هناك فرق بين المحفزات الأساسية والغريبة.

لاحظ أنه بالنسبة للأشكال الخضراء الغريبة ، بلغ التتبع ذروته عند حوالي 350 مللي ثانية بعد بداية التحفيز ، بينما لم يتم ملاحظة ذروة P300 عندما شاهد المشارك الدوائر المستهدفة الحمراء للتحكم

بشكل جماعي ، تشير هذه البيانات إلى أن النشاط في الفص الجداري يزداد عند تقديم محفزات غريبة الأطوار ، مما يعكس العمليات العصبية التي تحدد المحفزات البارزة ذات الصلة بالمهمة.

الآن بعد أن عرفت كيف يستخدم الباحثون النموذج المرئي الغريب في معالجة المعلومات الحسية ، دعنا نلقي نظرة على كيفية تطبيق العلماء لهذه التقنية لتحليل تخطيط موارد المؤسسات في مجالات أخرى.

على الرغم من أننا ركزنا على تخطيط موارد المؤسسات الذي تنتجه أدمغة سليمة ، إلا أن بعض الباحثين يستخدمون نموذج غريب الأطوار لفهم كيفية تأثير الارتجاجات الناتجة عن صدمة الرأس على العمليات المعرفية.

على سبيل المثال ، توجد أدلة على أن الطلاب الذين عانوا من ارتجاج في المخ - والذين تظهر عليهم أعراض مثل الدوخة أو الارتباك - ينتجون قمم P300 أقل بكثير عندما يشاهدون صورة غريبة نادرة ، مقارنة بالمشاركين في التحكم غير المصابين.

يشير هذا إلى أن الارتجاج قد يؤثر سلبا على كيفية استجابة الدماغ للمعلومات الحسية التي يحتمل أن تكون مهمة ومعالجتها.

استخدم باحثون آخرون تعديلا لنموذج غريب الأطوار - واحد يتضمن أصواتا غير متوقعة ، بدلا من الصور - لفهم الاختلافات بين الانتباه من أعلى إلى أسفل ومن أسفل إلى أعلى بشكل أفضل.

من خلال دراسة ERPs التي تنتجها النغمات الغريبة ، قرر العلماء أنه ليس فقط ذروة P300 معززة أيضا بالأصوات النادرة ، ولكن يمكن أن يتكون هذا المكون من جزأين فرعيين: جزء مبكر يسمى P3a ، وعنصر P3b لاحق.

ومن المثير للاهتمام ، أن هاتين القمتين لوحظتا في تخطيط موارد المؤسسات للمشاركين بهدف تحديد المحفزات الصوتية النادرة. ومع ذلك ، يحدث P3a فقط في الأشكال الموجية للمشاركين الذين يطلب منهم الاستماع بشكل سلبي إلى الأصوات ، ولا يتم إعطاؤهم هدفا لتحديد الأصوات الفردية.

وبالتالي ، يعتقد أن P3a يتعامل مع الانتباه من أسفل إلى أعلى - وكيف يستجيب الدماغ للمنبهات الجديدة - في حين أن P3b يعكس على الأرجح الانتباه من أعلى إلى أسفل ، وكيف يصنف الدماغ الأهداف معرفيا.

لقد شاهدت للتو فيديو JoVE حول استخدام نموذج غريب الأطوار للتحقيق في معالجة المحفزات الحسية - خاصة في الفص الجداري. الآن ، يجب أن تعرف كيفية تصميم محفزات مختلفة ، وتسجيل مخطط كهربية الدماغ ، بالإضافة إلى إنشاء وتحليل تخطيط موارد المؤسسات. يجب أن يكون لديك أيضا فهم لكيفية قيام تخطيط موارد المؤسسات بتوفير نظرة ثاقبة للعمليات المعرفية ، واستخدامها لفهم بعض الإصابات بشكل أفضل.

شكرا للمشاهدة!