מדידה של אותות חשמליים מהתעלמות והשתתפות בתהליכי בקרת קשב

המטרה הכללית של הניסוי הבא היא למדוד באופן עצמאי את האותים הנוירופיזיולוגיים של שני תהליכי קשב – הבעת קשב (attending) והתעלמות (ignoring) – במהלך קשב מתמשך. מטרה זו מושגת באמצעות תכנון משימה ממוחשבת שבה המשתתפים לוחצים על כפתורים בתגובה לשני קלטים תחושתיים המוצגים בו-זמנית, וזאת כדי לעורר את התנאים הדרושים להפעלה של תהליך הקשב, תהליך ההתעלמות, או אף אחד מהם. כשלב שני, המשתתפים מבצעים את המשימה בשילוב עם אלקטרואנצפלוגרפיה (EEG), הגילוי והרישום של פעילות חשמלית במוח בעת שהם מפעילים את תהליכי הקשב וההתעלמות.

בשלב הבא, נתוני ה-EEG מנותחים באמצעות תוכנה ממוחשבת על מנת להפיק תגובות ממוצעות לקלטים חושיים בתנאים של קשב או התעלמות, ובתנאי ייחוס פסיבי כאשר לא מופעל קשב. התוצאות המבוססות על ניתוח פוטנציאלים קשורי אירוע (ERP) מראות הבדלים באבולוציה הזמנית של התגובה הנוירופיזיולוגית הממוצעת לקלט חושי בודד כאשר הוא זוכה לקשב או כאשר מתעלמים ממנו, ביחס לתנאי הייחוס הפסיבי. היתרון המרכזי של טכניקה זו על פני מדדים קיימים, כגון אפקט מודולציית הקשב, הוא שהיא מאפשרת לנו לבחון היפותזות חדשות לגבי השאלה האם תהליכי קשב והתעלמות ממומשים על ידי אותם מנגנוני מוח או על ידי מנגנונים שונים.

ההשלכות של טכניקה זו משתרעות גם על טיפול או אבחון של גירעונות קשב, כיוון שפגיעות בתהליכי קשב והתעלמות עלולות להוביל לתסמינים דומים, כגון נטייה להסתחות, המקשים על בחירת הטיפול. שיטה זו מעריכה את תקינותו של כל תהליך בנפרד, ולפיכך היא מסוגלת לזהות באופן מדויק יותר את המקור האמיתי לתסמין. התחילו ביצירת שני סריגי סינוס בגווני אפור, בקוטר של כ-5.7 inches ובכל תדר; לתמונות יהיה משך הופעה על המסך של 100 milliseconds.

הטה את אחת מהדרגות ב-10 מעלות חזותיות ימינה מהקו החצקי, והטה את הדרגה השנייה ב-10 מעלות חזותיות שמאלה מהקו החצקי. לאחר מכן, הפק שני טוני שמע טהורים, אחד בגובה צליל של 750 hertz והשני ב-900 hertz. כאשר כל אחד מהם נמשך 100 milliseconds, וודא כי מידת ההטיה בגירויים החזותיים וההבדל בגובה הצליל בגירויים השמיעתיים מובחנים מספיק, כך שהמשתתף יוכל להבחין ביניהם מבלי להסתמך על ניחוש.

לאחר מכן, צור קוד מחשב שישלוט בהצגת גירויים שמיעתיים וחזותיים במהלך הניסוי באמצעות תוכנת הצגה. הצג גירויים חזותיים במרכז רקע אפור והשמע גירויים שמיעתיים דרך רמקולים הממוקמים משני צידי המסך. בחר את מספר הגירויים שיוצגו.

הציגו לפחות 150 מכל אחד מהגירויים החזותיים והשמיעתיים לכל תנאי ניסויי, כדי להבטיח מספר חזרות מספיק למענה נוירופיזיולוגי מהימן. לאחר מכן, בחרו את התזמון עבור כל אחד מהגירויים השמיעתיים והחזותיים. השתמשו במרווח בין גירויים (ISI) של 750 עד 1000 מילישניות בין הצגות עקביות של גירויים מאותו מודאליות, ושבקו את הגירויים השמיעתיים והחזותיים לסירוגין.

לבסוף, חלק את הגירויים למקטעים של 25. לפני כל מקטע תופיע אחת משלוש הוראות משימה שנבחרו באופן אקראי. עדכן את המשתתף לגבי המשימה לפני איסוף המדדים הנוירופיזיולוגיים של פעילות המוח.

הנחה את המשתתף להתרכז ולהגיב רק לצלילים שמיעתיים ולהתעלם מגירויים חזותיים. כאשר ההנחיה היא להקשיב, בקש מהמשתתף ללחוץ על החץ השמאלי אם הצליל גבוה ועל החץ הימני אם הצליל נמוך. באופן דומה, הנחה את המשתתף להתרכז ולהגיב רק לדירוגים חזותיים ולהתעלם מגירויים שמיעתיים.

כאשר ההוראה היא להסתכל (look), בקש מהמשתתף ללחוץ על החץ השמאלי אם הסגמנט נוטה שמאלה ועל החץ הימני אם הסגמנט נוטה ימינה. לבסוף, הנחה את המשתתף שלא להגיב כאשר ההוראה היא פסיבית (passive), תוך וידוא שהמשתתף ממשיך להחזיק את עיניו פקוחות ומרוכז במסך. במהלך הניסוי, השתמש בהוראות להקשבה (listen) ולהסתכלות (look) לסירוגין בין הסגמנטים כדי להפוך את המודאליות שקיבלה קשב קודם לבלתי רלוונטית, ובכך להפוך אותה למסיח דעת חזק.

לאחר שהמשתתף התמחה במשימה, התחילו באיסוף תגובות נוירופיזיולוגיות לאותות שהוקצרה להם תשומת לב ואותות שהוזנחו. במהלך שלב ה-Im A, הכינו את כובע האלקטרואנצפלוגרפיה (EEG) ואת ציוד ההקלטה בהתאם להוראות היצרן. הצמידו את הכובע לקרקפת של המשתתף ואמתו את האות, העכבה והאיכות בכל אחד מהחיישנים.

בשלב הבא, סנכרנו את ההקלטות הנוירופיזיולוגיות עם התוכנה להצגת הגירויים והתוכנה להקלטה נוירופיזיולוגית בהתאם להוראות היצרן. לבסוף, הקליטו את האותים הנוירופיזיולוגיים בזמן שהמשתתף מבצע את המטלה. כדי להבטיח שלתוכנה יהיה רישום מדויק של תזמון כל גירוי ותגובה, הכינו את הנתונים הנוירופיזיולוגיים לניתוח סטטיסטי באמצעות תוכנה לניתוח נתונים.

התחילו בהסרת רכיבים שאינם אותות עצביות, אשר עלולים להוסיף שונות להקלטות של תגובות המוח. השתמשו במסנן מעביר גבהים (high pass filter) של 0.1 עד 1 הרץ כדי להסיר סטיות איטיות, כגון אלו הנגרמות משינויים בעכבלת החיישנים. לאחר מכן, השתמשו במסנן מעביר נמוכים (low pass filter) של 30 עד 50 הרץ כדי להסיר רכיבים בתדר גבוה, כגון אלו הנובעים מרעש חשמלי. השמידו או בצעו אינטרפולציה לחיישנים המראים נתונים לא אמינים לאחר הסרת הרכיבים הבלתי עצביים העיקריים.

בצעו ייחוס מחדש של הנתונים בכל אלקטרודה על ידי חישוב הממוצע על פני כל החיישנים והחסרת ערך זה מכל חיישן. לאחר מכן, חלצו מקטעים זמניים (epochs) של כ-1000 מילישניות הסובבים כל אירוע שמיעתי וחזותי.

כלול 100 מילישניות לפני תחילת הגירוי ו-600 מילישניות לאחר תחילת הגירוי. החסר את ממוצע הנתונים בקו הבסיס שלפני הגירוי כדי להביע מחדש את אמפליטודות ה-ERP כשינויים ביחס לאות שלפני הגירוי. לאחר מכן, חשב את ה-ERP הממוצע על ידי הפקת ממוצע של הנתונים מכל ה-epocs השייכים לאותו תנאי, שהם גירויים שקיבלו קשב, נזנחו או נתפסו באופן פסיבי.

לבסוף, כדי לזהות את מהלך הזמן של תהליכי הקשבה, השוו את האמפליטודה והתזמון, כמו גם את ההתפלגות המרחבית של תגובת ה-ERP לאחר גירויים שזכו להקשבה, לעומת אלו במצב הפסיבי. באופן דומה, כדי לזהות את מהלך הזמן של התעלמות, השוו את האמפליטודה והתזמון, כמו גם את ההתפלגות המרחבית של תגובת ה-ERP לאחר גירויים שזכו להתעלמות, לעומת אלו במצב הפסיבי. פרוטוקול ה-IMAT חשף פרופילים זמניים ומרחביים ייחודיים של תהליכי הקשבה והתעלמות ביחס לאפקט ויסות הקשב, המוגדר כההבדל בתגובה הנוירופיזיולוגית עבור מצב של הקשבה לעומת מצב של התעלמות.

במודאליות החושית השמיעתית, תהליכי קשב והתעלמות תרמו בנקודות זמן שונות לאפקט של ויסות הקשב בעקבות תחילת הצליל. הדבר מרמז כי שני התהליכים נדרשים במהלך עיבוד חושי שמיעתי, וכן שהם כרוכים בדינמיקות מוחיות שונות במודאליות החושית החזותית. ה-ERP החושי החזותי הצביע על השפעה מובהקת של קשב אך לא של התעלמות, מה שמעיד כי רק תהליכי קשב נדרשים בעיבוד חושי חזותי והם מהווים 100% מאפקט ויסות הקשב.

לאחר צפייה בסרטון זה, תהיו בעלי הבנה טובה לגבי האופן שבו ניתן למדוד באופן עצמאי את התגובות הפיזיולוגיות של תהליכי קשב ותיגום (attending and ignoring) של בקרת קשב. בעקבות פרוצדורה זו, ניתן לבצע שיטות אחרות, כגון דימוי מקור (source imaging), על מנת להבין טוב יותר אילו אזורי מוח מעורבים ביצירת האותים הנוירופיזיולוגיים.