Een cognitief paradigma om interferentie in Working Memory van Afleiding en onderbrekingen onderzoeken
16 juli 2015
Een nieuw cognitief paradigma is ontwikkeld om gedrags-en neurale correlaten van interferentie verhelderen door-te-genegeerd afleiders versus inmenging door te-bijgewoond interruptors tijdens een werkgeheugen taak. In dit manuscript, verschillende varianten van dit paradigma zijn gedetailleerd en data verkregen met dit paradigma bij jongere / oudere volwassen deelnemers wordt beoordeeld.
Het doel van het volgende experiment is om het neurogedragseffect van afleiding en onderbreking op het werkgeheugen te bewijzen. Dit wordt bereikt door een reeks werkgeheugentest-stimuli en interfererende stimuli te ontwikkelen die zullen worden gebruikt om vertraagde herkenning, werkgeheugen te onderzoeken. Als tweede stap voor neuroimaging-experimenten, observeer de neurale impact van passief bekijken van de werkgeheugen-stimuli en interfererende stimuli om een basisactiviteit vast te stellen.
Laat vervolgens de deelnemer de werkgeheugentask voltooien in drie afleidingscondities. Zonder afleiding met de afleidende stimulus die moet worden genegeerd en met een onderbrekende stimulus waarvoor aandacht vereist is. Hierdoor kunnen vergelijkingen worden gemaakt tussen deze verschillende soorten externe interferentie.
De resultaten tonen een groter nadelig effect op het werkgeheugen wanneer geconfronteerd met afleidende versus onderbrekende stimuli, een effect dat kan worden verergerd met gevorderde leeftijd. Bovendien vinden we neurale verwerkingsverschillen tussen interferentiecondities en identificeren we verschillende neurale markers die de prestaties van het werkgeheugen voorspellen. Deze bevindingen zijn gebaseerd op gedrags-EEG en MRI-analyses.
Deze methode kan helpen bij het beantwoorden van sleutelvraagstukken op het gebied van aandacht en cognitieve controle, zoals hoe verschilt afleiding door irrelevante informatie in uw externe omgeving van onderbreking door informatie die uw aandacht vereist, zoals bij multitasking, hoe gedragsmatig en nauwkeurig kan de oplossing van deze verschillende soorten interferentie veranderen met veroudering? Voordat u met deze procedure begint, moet u ervoor zorgen dat de studiepopulatie op de juiste manier is geselecteerd. Als u met oudere volwassenen werkt, voert u voorlopige neuropsychologische en sensorische screenings uit, zoals zicht en gehoor.
Download en installeer experimentele presentatiesoftware zoals ePrime-presentatie of psycho pi op een speciale computer voor het presenteren van stimuli. Bereid een geschikte toetsenbord voor experimentele antwoorden voor. Voeg ja en nee labels toe aan twee aangrenzende toetsen, zoals in de hier getoonde afbeelding.
Als u een versie van dit experiment uitvoert met behulp van MRI, zorg er dan voor dat u een MR-compatibel toetsenbord gebruikt. Deze afbeelding toont de categorieën stimuli die kunnen worden gebruikt voor de interferentie in het werkgeheugenparadigma. De representatieve Q-probe wordt getoond in de bovenste rij en de interfererende stimulus wordt getoond in de onderste rij.
Voor elke paradigmavariant die wordt afgebakend door de kolommen, zullen hier hoge niveau visuele stimuli worden gebruikt voor gezichtsstimuli reparatie, enkele honderden kubus-probe gezichtsstimuli van grijstintenfoto's van mannelijke en vrouwelijke gezichten met neutrale expressie over een groot bereik van volwassen leeftijd. Verwijder haar en oren digitaal en pas een wazigheid toe op de contouren van het gezicht. Dit is de eerste van vier werkgeheugentaken met verschillende interferentiecondities die in een blok-ontwerp zullen worden toegediend.
Deze afbeelding toont de stroom van een proef voor elk van de vier interferentiecondities door RO met stimuli van de hoge niveau visuele congruente paradigmavariant, elke rechthoek beeldt af wat er op het scherm wordt getoond op een bepaald deel van de proef. Toon eerst een prompt die de deelnemer instrueert om de Q-stimulus te onthouden. Houd het in gedachten en reageer op de probe door een match met de queue aan te geven door de ja-toets in te drukken of geen match door de nee-toets in te drukken.
Toon de queue-stimulus onmiddellijk gevolgd door een vertraging. Tijdens de vertraging wordt een centrale fixatiekruis weergegeven op een blanco scherm. Na de vertraging, presenteer een probe-stimulus.
Hier wordt basis-stimuli gebruikt en verzamel een ja of nee antwoord. Toon nu een prompt die de deelnemer instrueert om de Q-stimulus te onthouden en de afleidende stimulus te negeren terwijl u een representatie van de Q-stimulus blijft onderhouden. Toon de Q-stimulus onmiddellijk gevolgd door een korte vertraging.
Na deze eerste vertraging, presenteer een interfererende gezichtsstimulus op 90%van de proeven. Toon een gezicht dat niet mannelijk is en ouder is dan 40 jaar. Op de andere 10%van de proeven.
Toon een gezicht dat mannelijk is en ouder is dan 40 jaar, zoals hier getoond. Volg onmiddellijk het afleidingsstimulus met een tweede korte vertraging. Presenteer vervolgens een probe-stimulus en verzamel reacties.
De deelnemer moet reageren, ja als de probe-stimulus overeenkomt met de Q-stimulus of nee. Als de probe niet overeenkomt met de q-stimulus. Toon een prompt die de deelnemer instrueert om de Q-stimulus te onthouden en een secundaire taak te voltooien met behulp van de interfererende stimulus die daarna verschijnt.
In dit geval wordt de deelnemer gevraagd om ja te reageren. Als het onderbrekende gezicht mannelijk is en ouder dan 40 jaar, presenteer de Q-stimulus onmiddellijk gevolgd door een korte vertraging. Presenteer vervolgens de interfererende onderbreker-stimulus en verzamel reacties voor de secundaire discriminatietaak.
Vervolgens presenteer je een tweede korte vertraging. Ten slotte presenteer je een probe-stimulus en verzamel reacties terwijl de deelnemer ja reageert, als de probe-stimulus overeenkomt met de Q-stimulus of nee. Als de probe niet overeenkomt, neem dan een passieve weergaveconditie op tijdens neuroimaging-taken om de berekening van versterking en onderdrukking van neurale activiteit tijdens onderbrekende of afleidende omstandigheden ten opzichte van basisactiviteit mogelijk te maken.
Wanneer deelnemers passief naar de werkgeheugen- en interfererende stimuli kijken of luisteren, vrij van taakdoelen hier, zal weer visuele stimulatie worden gebruikt. Toon een prompt die de deelnemer instrueert om passief alle visuele taken te bekijken. Stimuli Toon instructies om de eenvoudige discriminatietaak te voltooien.
De visuele taken instrueren de deelnemer om een knop in te drukken die overeenkomt met de richting links of rechts van een weergegeven pijl sequentieel. Toon of weergeef de Q-stimulus vertraging een interfererende stimulus en vertraging. Twee. Toon een pijl in plaats van de probe-stimulus en verzamel reacties terwijl de deelnemer de eenvoudige discriminatietaak voltooit en registre
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Overzicht
Deze studie onderzoekt de neurogedragseffecten van afleiding en onderbreking op werkgeheugen door middel van een nieuw cognitief paradigma. Het onderzoek beschrijft verschillende experimentele omstandigheden met afleidende en onderbrekende stimuli om hun impact op de werkgeheugenprestaties van deelnemers van verschillende leeftijden te beoordelen.
Belangrijke onderzoekscomponenten
Wetenschapsgebied
- Neurowetenschap
- Gedragspsychologie
- Cognitieve wetenschap
Achtergrond
- Werkgeheugen is cruciaal voor cognitief functioneren.
- Afleidingen kunnen de geheugenprestaties aanzienlijk verminderen.
- Het begrijpen van de neurale correlaten van afleiding is essentieel voor cognitief onderzoek.
- Deze studie heeft tot doel onderscheid te maken tussen verschillende soorten interferentie in werkgeheugentaken.
Doel van het onderzoek
- Om een cognitief paradigma te ontwikkelen voor het bestuderen van interferentie in het werkgeheugen.
- Om de effecten van te negeren afleidende factoren en te behandelen onderbrekingen te vergelijken.
- Om gegevens te verzamelen van jongere en oudere volwassenen om leeftijdsgerelateerde verschillen in werkgeheugen te beoordelen.
Gebruikte methoden
- Ontwikkeling van werkgeheugenteststimulering en storende stimuli.
- Neuroimaging om basale neurale activiteit te observeren.
- Deelnemers voltooien taken onder verschillende afleidingscondities.
- Vergelijkende analyse van prestaties tussen verschillende soorten afleiding.
Belangrijkste resultaten
- Identificatie van verschillende neurale patronen geassocieerd met verschillende soorten interferentie.
- Leeftijdsgerelateerde verschillen in vatbaarheid voor afleiding werden waargenomen.
- Prestatiemetrieken benadrukten de impact van taakcondities op het werkgeheugen.
- Gegevens ondersteunt het theoretische raamwerk van interferentie in cognitieve taken.
Conclusies
- De studie geeft inzicht in de cognitieve mechanismen die ten grondslag liggen aan afleiding en onderbreking.
- Bevindingen kunnen strategieën informeren om de effecten van interferentie in cognitieve taken te verminderen.
- Toekomstig onderzoek zou deze bevindingen kunnen uitbreiden om interventies voor het verbeteren van het werkgeheugen te verkennen.
Veelgestelde vragen
Executive Industry Relevance
This cognitive paradigm enables biopharma R&D to dissect distinct neural mechanisms of distraction versus interruption in working memory, supporting target validation for attentional pathways. By quantifying differential interference effects across age groups, it provides a disease-relevant system for de-risking cognitive therapeutics in aging and neuropsychiatric conditions. The paradigm’s compatibility with EEG/fMRI allows mechanistic de-risking of compounds targeting top-down attentional control.
Strategic Applications in Biopharma R&D
Early Discovery & Target Validation
- Scientific Value: Interrogates therapeutic hypotheses by isolating neural markers that predict working memory performance under distraction versus interruption conditions.
- Operational Value: Enables pathway clarification through differential neural processing signatures (e.g., P100 enhancement for interruptors, suppression for distractors) in occipital-temporal electrodes.
- Predictive Value: Supports portfolio triage by identifying age-exacerbated interference effects, informing risk-adjusted advancement of cognitive enhancers.
Screening & Assay Development
- Assay Readiness: Prepares validated biological systems (human participants) for downstream screening via standardized stimulus presentation and response collection using keypads.
- Quantitative Outputs: Generates event-related potential latency (ms) and amplitude (µV) measurements, enabling reproducible, scalable assessment of neural interference biomarkers.
- Platform Reuse: Compatible with EEG and fMRI, allowing cross-modal validation and adaptation across visual/auditory modalities and stimulus complexity levels.
Translational & Preclinical Research
- Disease Relevance: Directly models external interference in working memory, a core deficit in healthy aging and neuropsychiatric conditions, supporting translational biomarker alignment.
- Preclinical Continuity: Connects discovery-phase mechanistic insights (e.g., attentional allocation trade-offs) to preclinical validation via neural-behavioral correlations.
- Risk-Adjusted Decisions: Highlights how aging exacerbates distraction-related working memory decline, informing go/no-go decisions for cognitive therapeutics.
Pipeline & Workflow Integration
Positions the paradigm within early discovery to preclinical workflows, enabling hypothesis testing of attentional targets and pathway clarification before lead identification.
- Discovery Biology: Supports hypothesis testing by comparing behavioral and neural correlates of distraction versus interruption in working memory maintenance.
- Screening: Delivers assay-ready quantitative outputs (EEG P100 amplitude/fMRI BOLD in fusiform face area) for reliable compound evaluation.
- Analytics: Provides statistical comparison frameworks (e.g., SPSS) for interference conditions, enabling data-driven target confidence assessments.
- Translational Research: Links neural markers to behavioral outcomes, supporting biomarker alignment for age-related cognitive decline.
- Enterprise Reuse: Designed as a reusable paradigm across modalities and complexity levels, reducing redundant assay development.
Operational & Enterprise Impact
- Scientific Value: Reduces mechanistic ambiguity by isolating distinct neural mechanisms of distraction and interruption, enhancing predictive confidence in target engagement.
- Operational Value: Standardizes interference testing via block-design, counterbalanced conditions and passive-view baselines, ensuring reproducibility across sites.
- Strategic Value: Improves go/no-go decisions by quantifying age-dependent interference susceptibility, reducing late-stage biological risk in cognitive programs.
- Portfolio Impact: Enables risk-adjusted prioritization of compounds based on their ability to mitigate distraction-specific versus interruption-specific working memory deficits.
Implementation Considerations
- Requires expertise in cognitive neuroscience, experimental psychology, and neuroimaging (EEG/fMRI) to design and interpret interference conditions.
- Needs stimulus presentation software (e.g., ePrime, PsychoPy), MR-compatible keypads for MRI variants, and calibrated visual/auditory stimulus delivery systems.
- Demands cross-team standardization of stimulus timing, interference probabilities (90%/10% distractor/interrupter trials), and response collection protocols.
- Involves adaptation considerations when translating visual paradigms to auditory modalities or varying stimulus complexity levels.
- Limited by the need for careful participant screening (vision, hearing, neuropsychological status), especially in older adult cohorts, to avoid confounds.
Biopharma FAQs
Chapters in this video
0:05
Title
1:52
Set-up for the Interference in Working Memory Paradigm
2:38
Preparation of High-Level Visual Stimuli
3:27
No Interfering Stimulus Condition (NI)
4:31
Ignore Distracting Stimulus Condition (DS)
5:33
Attend to Interrupting Stimulus (Secondary Task) Condition (IS)
6:25
Baseline/Passive View (or Listen) Condition (PV/PL)
7:57
Results: Neural Activity Comparisons between Interference Conditions
9:55
Conclusion
