주의 컨트롤의 프로세스를 무시하고 참석의 신경 생리학 신호의 측정

다음 실험의 전반적인 목표는 지속적 주의 상태에서 주의 집중과 무시라는 두 가지 주의 프로세스의 신경생리학적 신호를 독립적으로 측정하는 것입니다. 이를 위해 참가자가 동시에 제시되는 두 가지 감각 입력에 반응하여 버튼을 누르는 컴퓨터 기반 과제를 설계함으로써 주의 집중, 무시 또는 두 프로세스 모두 관여하지 않는 상태를 유도하는 데 필요한 조건을 조성합니다. 두 번째 단계로, 참가자는 뇌전도 또는 EEG를 병행하여 과제를 수행하며, 이를 통해 주의 집중 및 무시 프로세스가 작동하는 동안의 뇌 전기 활동을 검출하고 기록합니다.

다음으로, 주의를 기울이거나 무시하는 조건, 그리고 주의를 배치하지 않은 수동 참조 조건에서 감각 입력에 대한 평균 반응을 추출하기 위해 컴퓨터 소프트웨어를 사용하여 EEG 데이터를 분석합니다. 사건 관련 전위(ERP) 분석에 기반한 결과는, 단일 감각 입력이 무시되거나 주의를 기울였을 때의 평균 신경생리학적 반응의 시간적 진화가 수동 참조 조건과 비교하여 차이가 있음을 보여줍니다. 주의 변조 효과와 같은 기존 측정 방법과 비교했을 때 이 기술의 주요 장점은, 주의를 기울이는 과정과 무시하는 과정이 동일한 뇌 기전에 의해 수행되는지 아니면 서로 다른 기전에 의해 수행되는지에 대한 새로운 가설을 검증할 수 있다는 점입니다.

주의 집중 및 무시 프로세스의 손상은 주의 산만함과 같은 유사한 증상을 유발하여 치료법 선택을 어렵게 만들기 때문에, 이 기술의 함의는 주의력 결핍의 치료 또는 진단으로까지 확장됩니다. 이 방법은 각 프로세스의 온전함을 개별적으로 평가하므로 증상의 실제 원인을 더 정확하게 감지할 수 있습니다. 먼저 직경 약 5.7 inches이며 주파수는 임의로 설정된 두 개의 그레이스케일 사인파 그레이딩을 생성하십시오. 각 이미지의 화면 표시 시간은 100 milliseconds입니다.

Grading 10 중 하나를 중앙선에서 오른쪽으로 시각적 10도 기울이고, 다른 하나를 중앙선에서 왼쪽으로 시각적 10도 기울입니다. 다음으로, 하나는 750 hertz, 다른 하나는 900 hertz의 피치를 가진 두 개의 순음(pure auditory tones)을 생성합니다. 각 톤의 지속 시간은 100 milliseconds로 설정하며, 시각 자극의 기울기 정도와 청각 자극의 피치 차이가 충분히 뚜렷하여 참가자가 추측에 의존하지 않고도 이를 구별할 수 있도록 합니다.

그 다음, 프레젠테이션 소프트웨어를 사용하여 실험 중 청각 및 시각 자극의 제시를 제어할 컴퓨터 코드를 작성합니다. 시각 자극은 회색 배경의 중앙에 제시하고, 청각 자극은 화면 양측에 배치된 스피커를 통해 제시합니다. 제시할 자극의 수를 선택합니다.

신뢰할 수 있는 신경생리학적 반응을 얻기 위해 반복 횟수가 충분하도록 실험 조건당 시각 및 청각 자극을 각각 최소 150회씩 제시하십시오. 다음으로, 각 청각 및 시각 자극의 타이밍을 설정하십시오. 동일한 양식의 자극이 순차적으로 제시될 때 자극 간 간격(ISI)을 750~1000 milliseconds로 설정하고, 청각 자극과 시각 자극을 교차하여 배치하십시오.

마지막으로, 자극을 25개씩 세그먼트로 나눕니다. 각 세그먼트 전에는 무작위로 선택된 세 가지 과제 지침 중 하나가 제시됩니다. 뇌 활동의 신경생리학적 측정값을 수집하기 전에 참가자에게 과제에 대해 안내하십시오.

참가자에게 청각 톤에만 주의를 기울여 반응하고 시각 자극은 무시하도록 안내하십시오. '듣기(listen)' 지시가 나오면, 톤이 높을 때는 왼쪽 화살표를, 톤이 낮을 때는 오른쪽 화살표를 누르도록 요청하십시오. 마찬가지로, 참가자에게 시각적 등급에만 주의를 기울여 반응하고 청각 자극은 무시하도록 안내하십시오.

지시어가 'look'일 때, 참가자에게 격자가 왼쪽으로 기울어지면 왼쪽 화살표를, 오른쪽으로 기울어지면 오른쪽 화살표를 누르도록 요청하십시오. 마지막으로, 지시어가 'passive'일 때는 아무런 응답을 하지 않도록 안내하고, 참가자가 계속 눈을 뜨고 화면에 집중하고 있는지 확인하십시오. 실험 도중에는 이전의 주의 집중 양식이 무관해지도록 하여 이를 강력한 방해 자극으로 만들기 위해, 세그먼트마다 'listen'과 'look' 지시어를 교대로 제시하십시오.

참가자가 작업에 충분히 숙달되면, 주의를 기울인 신호와 무시한 신호에 대한 신경생리학적 반응 수집을 시작합니다. Im A 동안 제조사의 지침에 따라 뇌전도 또는 EEG 캡과 기록 장비를 준비하십시오. 참가자의 두피에 캡을 씌우고 각 센서의 신호, 임피던스 및 품질을 확인하십시오.

다음으로, 제조사의 지침에 따라 신경생리학적 기록을 자극 제시 소프트웨어 및 신경생리학적 기록 소프트웨어와 동기화하십시오. 마지막으로, 참가자가 과제를 수행하는 동안 신경생리학적 신호를 기록하십시오. 소프트웨어가 각 자극과 반응의 타이밍을 정밀하게 기록했는지 확인하기 위해, 분석 소프트웨어를 사용하여 신경생리학적 데이터를 통계 분석용으로 준비하십시오.

먼저 뇌 반응 기록에 변동성을 유발하는 비신경 신호 성분을 제거하십시오. 센서의 임피던스 변화로 인해 발생하는 완만한 드리프트 등을 제거하기 위해 0.1~1 Hz의 하이패스 필터를 사용하십시오. 그다음 전기적 노이즈로 인해 발생하는 고주파 성분을 제거하기 위해 30~50 Hz의 로우패스 필터를 사용하고, 주요 비신경 성분 제거 후 신뢰할 수 없는 데이터를 보이는 센서는 제외하거나 보간하십시오.

모든 센서의 평균값을 구하고 이를 각 센서에서 뺌으로써 각 전극의 데이터를 재기준화합니다. 그다음, 각 청각 및 시각 이벤트 주변의 약 1000 밀리초에 해당하는 시간적 에포크(temporal epochs)를 추출합니다.

자극 시작 전 100밀리초와 자극 시작 후 600밀리초 구간을 포함합니다. 자극 전 기선(baseline) 데이터의 평균값을 빼서 ERP 진폭을 자극 전 신호 대비 변화량으로 재표현합니다. 그런 다음, 주의를 기울인 자극, 무시한 자극, 또는 수동적으로 인지한 자극 중 동일한 조건에 해당하는 모든 에포크(epoch)의 데이터를 평균하여 평균 ERP를 산출합니다.

마지막으로, 주의 집중 과정의 시간 경과를 확인하기 위해 주의 집중 자극 이후의 ERP 응답의 진폭과 타이밍, 그리고 공간적 분포를 수동 조건에서의 응답과 비교하십시오. 마찬가지로, 무시 과정의 시간 경과를 확인하기 위해 무시된 자극 이후의 ERP 응답의 진폭과 타이밍, 그리고 공간적 분포를 수동 조건에서의 응답과 비교하십시오. IMAT 프로토콜은 주의 집중 조건과 무시 조건 간의 신경생리학적 응답 차이로 정의되는 주의 변조 효과와 관련하여, 주의 집중 및 무시 과정의 고유한 시간적 및 공간적 프로파일을 밝혀냈습니다.

청각 감각 양식에서, 주의 집중 및 무시 과정은 톤 시작 후 주의 조절 효과에 서로 다른 시점에서 기여했습니다. 이는 청각 감각 처리 과정에서 두 과정이 모두 필요하며, 시각 감각 양식에서는 서로 다른 뇌 역동성을 수반함을 시사합니다. 시각 감각 ERP에서는 주의 집중의 유의미한 효과가 나타났으나 무시의 효과는 나타나지 않았으며, 이는 시각 감각 처리에서는 주의 집중 과정만 필요하며 이것이 주의 조절 효과의 100%를 설명한다는 것을 시사합니다.

이 영상을 시청한 후, 주의 제어의 선택적 주의 집중 및 무시 과정에 따른 생리적 반응을 독립적으로 측정하는 방법에 대해 충분히 이해하게 될 것입니다. 이 절차를 거친 후, 신경생리학적 신호를 생성하는 데 어떤 뇌 영역이 관여하는지 더 잘 이해하기 위해 소스 이미징과 같은 다른 방법들을 수행할 수 있습니다.