Meting van neurofysiologische signalen van negeren en het bijwonen van processen in Attention Controle

Het algemene doel van het volgende experiment is om onafhankelijk de neurofysiologische signalen te meten van twee aandachtsprocessen: aandacht besteden en negeren tijdens aanhoudende aandacht. Dit wordt bereikt door een gecomputeriseerde taak te ontwerpen waarbij deelnemers knoppen indrukken als reactie op twee gelijktijdig gepresenteerde sensorische input, om zo de omstandigheden te creëren die nodig zijn voor het activeren van het proces van aandacht besteden, negeren, of geen van beide.

Vervolgens worden de EEG-gegevens geanalyseerd met computersoftware om de gemiddelde responsen op sensorische input te extraheren onder condities van aandacht of negeren, en in de passieve referentieconditie waarbij geen aandacht wordt besteed. De resultaten op basis van de event-related potential (ERP)-analyse tonen verschillen in de temporele evolutie van de gemiddelde neurofysiologische respons op een enkele sensorische input wanneer deze wordt genegeerd of waar aandacht aan wordt besteed, relatief ten opzichte van de passieve referentieconditie. Het belangrijkste voordeel van deze techniek ten opzichte van bestaande maten, zoals het attention modulation effect, is dat het ons in staat stelt nieuwe hypothesen te testen over de vraag of processen van aandacht en negeren worden geïmplementeerd door dezelfde of verschillende hersenmechanismen.

De implicaties van deze techniek strekken zich ook uit tot de therapie of diagnose van aandachtstekorten, omdat stoornissen in de processen van aandacht en negeren vergelijkbare symptomen kunnen veroorzaken, zoals afleidbaarheid, wat de keuze voor een behandeling bemoeilijkt. Deze methode beoordeelt de integriteit van elk proces afzonderlijk en is daarom in staat om de werkelijke bron van het symptoom nauwkeuriger te detecteren. Begin met het maken van twee grijswaarden sinusoidale gradiënten van ongeveer 5,7 inch in diameter en met een willekeurige frequentie; de beelden zullen een schermduur van 100 milliseconden hebben.

Kantel één van de gradaties 10 visuele graden naar rechts ten opzichte van de mediaan en kantel de andere gradatie 10 visuele graden naar links ten opzichte van de mediaan. Genereer vervolgens twee zuivere audiotonen, één met een toonhoogte van 750 hertz en de andere op 900 hertz. Zorg ervoor dat, met een duur van 100 milliseconds per toon, de kantelhoek in de visuele stimuli en het verschil in toonhoogte in de auditieve stimuli voldoende onderscheidend zijn, zodat de deelnemer deze kan onderscheiden zonder op gokken te vertrouwen.

Schrijf vervolgens computer code die de presentatie van auditieve en visuele stimuli tijdens het experiment zal aansturen met behulp van presentatiesoftware. Presenteer de visuele stimuli gecentreerd op een grijze achtergrond en presenteer de auditieve stimuli via luidsprekers die aan weerszijden van het scherm zijn geplaatst. Selecteer het aantal stimuli dat gepresenteerd moet worden.

Presenteer minstens 150 van elk van de visuele en auditieve stimuli per experimentele conditie om ervoor te zorgen dat er voldoende herhalingen zijn voor een betrouwbare neurofysiologische respons. Selecteer vervolgens de timing voor elk van de auditieve en visuele stimuli. Gebruik een interstimulusinterval of ISI van 750 tot 1000 milliseconden tussen opeenvolgende presentaties van stimuli uit dezelfde modaliteit, en wissel de auditieve en visuele stimuli af.

Verdeel tenslotte de stimuli in segmenten van 25. Elk segment wordt voorafgegaan door een van drie willekeurig geselecteerde taakinstructies. Informeer de deelnemer over de taak voordat de neurofysiologische metingen van de hersenactiviteit worden verzameld.

Instrueer de deelnemer om alleen aandacht te schenken aan en te reageren op auditieve tonen en visuele stimuli te negeren. Wanneer de instructie 'luisteren' is, vraag de deelnemer dan om op de linkerpijl te drukken als de toon hoog is en op de rechterpijl als de toon laag is. Instrueer de deelnemer op dezelfde wijze om alleen aandacht te schenken aan en te reageren op visuele gradaties en auditieve stimuli te negeren.

Wanneer de instructie 'kijken' is, vraag de participant dan om op de linkerpijl te drukken als de gradatie naar links helt en op de rechterpijl als de gradatie naar rechts helt. Instrueer de participant tot slot om niet te reageren wanneer de instructie 'passief' is; zorg ervoor dat de participant de ogen openhoudt en gefocust blijft op het scherm. Wissel tijdens het experiment de instructies voor 'luisteren' en 'kijken' af tussen de segmenten om de eerder gebruikte modaliteit irrelevant te maken, waardoor deze een sterke afleider wordt.

Zodra de deelnemer volledig bekend is met de taak, kan de verzameling van neurofysiologische reacties op de gefocuste en genegeerde signalen beginnen. Bereid tijdens de Im A de elektro-encefalografie- of EEG-kap en de registratieapparatuur voor volgens de instructies van de fabrikant. Plaats de kap op de hoofdhuid van de deelnemer en controleer het signaal, de impedantie en de kwaliteit bij elke sensor.

Synchroniseer vervolgens de neurofysiologische opnames met de software voor stimuluspresentatie en de software voor neurofysiologische registratie volgens de instructies van de fabrikant. Neem tot slot de neurofysiologische signalen op terwijl de deelnemer de taak uitvoert. Om ervoor te zorgen dat de software een nauwkeurige registratie heeft van de timing van elke stimulus en respons, bereidt u de neurofysiologische gegevens voor op statistische analyse met behulp van analysesoftware.

Begin met het verwijderen van niet-neurale signaalcomponenten die variabiliteit in de opnames van hersenresponsen zouden veroorzaken. Gebruik een hoogdoorlaatfilter van 0,1 tot 1 Hz om langzame driften te verwijderen, zoals die veroorzaakt worden door veranderingen in de impedantie van de sensoren. Gebruik vervolgens een laagdoorlaatfilter van 30 tot 50 Hz om hoogfrequente componenten te verwijderen, zoals die worden geïntroduceerd door elektrische ruis; sluit sensoren die onbetrouwbare gegevens vertonen na het verwijderen van belangrijke niet-neurale componenten uit of interpoleer deze.

Herkalibreer de data bij elke elektrode door het gemiddelde over alle sensoren te berekenen en deze waarde van elke sensor af te trekken. Extraheer vervolgens temporele segmenten van ongeveer 1000 milliseconden rondom elk auditief en visueel event.

Neem 100 milliseconden voorafgaand aan het begin van de stimulus en 600 milliseconden na het begin van de stimulus op. Trek het gemiddelde van de gegevens in de baseline vóór de stimulus ervan af om de ERP-amplituden opnieuw uit te drukken als veranderingen ten opzichte van het signaal vóór de stimulus. Bereken vervolgens de gemiddelde ERP door de gegevens van alle epochs die onder dezelfde conditie vallen — respectievelijk aandacht-stimuli, genegeerde stimuli of passief waargenomen stimuli — te middelen.

Ten slotte, om het tijdsverloop van aandachtsprocessen te identificeren, vergelijkt u de amplitude en timing, evenals de ruimtelijke distributie van de ERP-respons na beleten stimuli met die tijdens de passieve conditie. Om op dezelfde manier het tijdsverloop van negeren te identificeren, vergelijkt u de amplitude en timing, evenals de ruimtelijke distributie van de ERP-respons na genegeerde stimuli met die tijdens de passieve conditie. Het IMAT-protocol legde unieke temporele en ruimtelijke profielen van aandachtsprocessen en negeerprocessen bloot met betrekking tot het aandachtmodulatie-effect, gedefinieerd als het verschil in neurofysiologische respons voor de beleten versus de genegeerde conditie.

In de auditieve sensorische modaliteit droegen aandacht- en negeringsprocessen op verschillende tijdstippen bij aan het aandachtmodulatie-effect na de start van de toon. Dit suggereert dat beide processen vereist zijn tijdens de auditieve sensorische verwerking en dat ze tevens verschillende hersendynamieken omvatten in de visuele sensorische modaliteit. De visuele sensorische ERP vertoonde een significant effect van aandacht, maar niet van negering, wat suggereert dat alleen aandachtsprocessen vereist zijn bij visuele sensorische verwerking en verantwoordelijk zijn voor 100% van het aandachtmodulatie-effect.

Na het bekijken van deze video zou u een goed inzicht moeten hebben in hoe u zelfstandig de fysiologische responsen van de processen van aandachtsbesteding en het negeren bij attentiecontrole kunt meten. Na deze procedure kunnen andere methoden, zoals bronimagining, worden uitgevoerd om beter te begrijpen welke hersengebieden betrokken zijn bij het genereren van de neurofysiologische signalen.