قياس الإشارات العصبية من تجاهل ويحضر العمليات في مجال مكافحة الاهتمام

الهدف العام من التجربة التالية هو قياس الإشارات الفيزيولوجية العصبية لعمليتين انتباهيتين بشكل مستقل، وهما الانتباه والتجاهل، وذلك أثناء الانتباه المستدام. ويتحقق ذلك من خلال تصميم مهمة حاسوبية يقوم فيها المشاركون بالضغط على أزرار استجابةً لمدخلين حسيين يتم تقديمهما في وقت واحد، وذلك لاستثارة الظروف اللازمة لتفعيل عملية الانتباه، أو التجاهل، أو عدم تفعيل أي منهما. وفي خطوة ثانية، يؤدي المشاركون المهمة بالتزامن مع تخطيط كهربائية الدماغ أو EEG، والذي يقوم بالكشف عن النشاط الكهربائي للدماغ وتسجيله أثناء انخراطهم في عمليتي الانتباه والتجاهل.

بعد ذلك، يتم تحليل بيانات EEG باستخدام برنامج حاسوبي لاستخراج متوسط الاستجابات للمدخلات الحسية في حالات الانتباه أو التجاهل، وفي حالة المرجع السلبي عندما لا يتم توظيف الانتباه. وتظهر النتائج المستندة إلى تحليل الجهد المرتبط بالحدث أو ERP اختلافات في التطور الزمني لمتوسط الاستجابة الفيزيولوجية العصبية لمدخل حسي واحد عندما يتم تجاهله أو الانتباه إليه مقارنة بحالة المرجع السلبي. وتتمثل الميزة الرئيسية لهذه التقنية مقارنة بالمقاييس الحالية مثل تأثير تعديل الانتباه في أنها تتيح لنا اختبار فرضيات جديدة حول ما إذا كانت عمليات الانتباه والتجاهل يتم تنفيذها بواسطة آليات دماغية متماثلة أو مختلفة.

تمتد تداعيات هذه التقنية أيضًا نحو علاج أو تشخيص قصور الانتباه، لأن اضطرابات عمليات الانتباه والتجاهل يمكن أن تؤدي إلى أعراض متشابهة مثل تشتت الانتباه، مما يجعل اختيار العلاج أمرًا صعبًا. وتقيم هذه الطريقة سلامة كل عملية على حدة، وبالتالي فهي قادرة على تحديد المصدر الحقيقي للعَرَض بدقة أكبر. ابدأ بإنشاء تدرجين جيبين بتدرج رمادي يبلغ قطرهما 5.7 inches تقريبًا، وبأي تردد، على أن تكون مدة ظهور الصور على الشاشة 100 milliseconds.

قم بإمالة أحد التدريجات البصرية بمقدار 10 درجات بصرية إلى اليمين بعيداً عن خط المنتصف، وأمل التدريج الآخر بمقدار 10 درجات بصرية إلى اليسار بعيداً عن خط المنتصف. بعد ذلك، قم بتوليد نغمتين سمعيتين نقيين، إحداهما بتردد 750 hertz والأخرى بتردد 900 hertz. مع جعل مدة كل منهما 100 milliseconds، تأكد من أن درجة الإمالة في المحفزات البصرية والفرق في حدة الصوت في المحفزات السمعية متميزان بما يكفي، بحيث يمكن للمشارك التمييز بينهما دون الاعتماد على التخمين.

بعد ذلك، قم بإنشاء كود برمجي للتحكم في تقديم المحفزات السمعية والبصرية أثناء التجربة باستخدام برنامج عرض. يتم تقديم المحفزات البصرية في مركز خلفية رمادية، وتقديم المحفزات السمعية عبر مكبرات صوت موضوعة على جانبي الشاشة. حدد عدد المحفزات التي سيتم تقديمها.

قدّم 150 على الأقل من كل من المحفزات البصرية والسمعية لكل حالة تجريبية لضمان وجود تكرارات كافية للحصول على استجابة فيزيولوجية عصبية موثوقة. بعد ذلك، حدد التوقيت لكل من المحفزات السمعية والبصرية. استخدم فاصلًا زمنيًا بين المحفزات (ISI) يتراوح من 750 إلى 1000 millisecond بين العروض المتتالية للمحفزات من نفس النوع، مع التناوب بين المحفزات السمعية والبصرية.

أخيراً، قم بتقسيم المثيرات إلى مجموعات مكونة من 25 مثيراً. ستسبق كل مجموعة واحدة من ثلاث تعليمات للمهمة يتم اختيارها عشوائياً. قم بإبلاغ المشارك بطبيعة المهمة قبل البدء في جمع القياسات الفيزيولوجية العصبية لنشاط الدماغ.

وجه المشارك للانتباه والاستجابة للنغمات السمعية فقط وتجاهل المحفزات البصرية. عندما تكون التعليمات "استمع"، اطلب من المشارك الضغط على السهم الأيسر إذا كانت النغمة حادة والسهم الأيمن إذا كانت النغمة غليظة. وبالمثل، وجه المشارك للانتباه والاستجابة للتدرجات البصرية فقط وتجاهل المحفزات السمعية.

عندما تكون التعليمات هي "انظر" (look)، اطلب من المشارك الضغط على السهم الأيسر إذا كانت التدريجات مائلة إلى اليسار، والسهم الأيمن إذا كانت التدريجات مائلة إلى اليمين. وأخيراً، وجه المشارك بعدم تقديم أي استجابة عندما تكون التعليمات "سلبية" (passive)، مع التأكد من أن المشارك لا يزال يبقي عينيه مفتوحتين ومركزاً على الشاشة. وأثناء التجربة، قم بالتبديل بين تعليمات "استمع" (listen) و"انظر" (look) بين المقاطع لجعل النمط الحسي الذي تم التركيز عليه سابقاً غير ذي صلة، مما يجعله مشتتاً قوياً.

بمجرد أن يصبح المشارك ملمّاً بالمهمة، ابدأ بجمع الاستجابات الفيزيولوجية العصبية للإشارات التي يتم الانتباه إليها وتلك التي يتم تجاهلها. خلال مرحلة Im A، قم بتجهيز غطاء تخطيط كهربائية الدماغ أو EEG ومعدات التسجيل وفقاً لتعليمات الشركة المصنعة. ضع الغطاء على فروة رأس المشارك وتحقق من الإشارة والمقاومة والجودة عند كل مستشعر من المستشعرات.

بعد ذلك، قم بمزامنة التسجيلات الفيزيولوجية العصبية مع برنامج عرض المثيرات وبرنامج التسجيل الفيزيولوجي العصبي وفقاً لتعليمات الشركة المصنعة. وأخيراً، قم بتسجيل الإشارات الفيزيولوجية العصبية أثناء أداء المشارك للمهمة. ولضمان وجود سجل دقيق في البرنامج لتوقيت كل مثير واستجابة، قم بتجهيز البيانات الفيزيولوجية العصبية للتحليل الإحصائي باستخدام برنامج تحليل.

ابدأ بإزالة المكونات غير العصبية للإشارة التي قد تزيد من التباين في تسجيلات استجابات الدماغ. استخدم مرشح تمرير عالٍ (high pass filter) بتردد يتراوح من 0.1 إلى 1 هرتز لإزالة الانجرافات البطيئة، مثل تلك الناتجة عن التغيرات في معاوقة المستشعرات. بعد ذلك، استخدم مرشح تمرير منخفض (low pass filter) بتردد يتراوح من 30 إلى 50 هرتز لإزالة المكونات ذات التردد العالي، مثل تلك الناتجة عن الضوضاء الكهربائية، ثم استبعد أو قم بعمل استكمال داخلي (interpolate) للمستشعرات التي تظهر بيانات غير موثوقة بعد إزالة المكونات غير العصبية الرئيسية.

أعد مرجعية البيانات عند كل قطب كهربائي عن طريق حساب المتوسط عبر جميع المستشعرات وطرح تلك القيمة من كل مستشعر. بعد ذلك، استخرج المقاطع الزمنية التي تبلغ مدتها حوالي 1000 مللي ثانية والمحيطة بكل حدث سمعي وبصري.

قم بتضمين 100 مللي ثانية تسبق بداية المثير و600 مللي ثانية تلي بداية المثير. اطرح متوسط البيانات في خط الأساس ما قبل المثير لإعادة التعبير عن سعة الـ ERP كتغيرات بالنسبة لإشارة ما قبل المثير. ثم احسب متوسط الـ ERP عن طريق حساب متوسط البيانات من جميع الحقب التي تندرج تحت نفس الحالة، سواء كانت مثيرات تم الانتباه إليها، أو تجاهلها، أو إدراكها بشكل سلبي.

أخيرًا، ولتحديد المجرى الزمني لعمليات الانتباه، قارن السعة والتوقيت، بالإضافة إلى التوزيع المكاني لاستجابة الـ ERP بعد المثيرات التي تم الانتباه إليها مقابل تلك التي ظهرت خلال الحالة السلبية. وبالمثل، ولتحديد المجرى الزمني للتجاهل، قارن السعة والتوقيت، بالإضافة إلى التوزيع المكاني لاستجابة الـ ERP بعد المثيرات التي تم تجاهلها مقابل تلك التي ظهرت خلال الحالة السلبية. لقد كشف بروتوكول IMAT عن ملفات تعريف زمنية ومكانية فريدة لعمليات الانتباه والتجاهل فيما يتعلق بتأثير تعديل الانتباه، والذي يُعرف بأنه الفرق في الاستجابة الفيزيولوجية العصبية للحالة التي تم الانتباه إليها مقابل الحالة التي تم تجاهلها.

في النمط الحسي السمعي، ساهمت عمليتا الانتباه والتجاهل في نقاط زمنية مختلفة في تأثير تعديل الانتباه عقب بدء النغمة. ويشير ذلك إلى أن كلتا العمليتين مطلوبتان أثناء المعالجة الحسية السمعية، كما أنهما تتضمنان ديناميكيات دماغية مختلفة في النمط الحسي البصري. وقد أظهرت الجهود المرتبطة بحدث (ERP) الحسي البصري تأثيراً معنوياً للانتباه وليس للتجاهل، مما يشير إلى أن عمليات الانتباه وحدها هي المطلوبة في المعالجة الحسية البصرية وهي المسؤولة عن 100% من تأثير تعديل الانتباه.

بعد مشاهدة هذا الفيديو، يجب أن يكون لديك فهم جيد لكيفية قياس الاستجابات الفسيولوجية لعمليات الانتباه والتجاهل في التحكم في الانتباه بشكل مستقل. واتباعاً لهذا الإجراء، يمكن تنفيذ طرق أخرى مثل تصوير المصدر من أجل فهم أفضل للمناطق الدماغية المشاركة في توليد الإشارات الفيزيولوجية العصبية.