Визуальное внимание: исследование объектно-ориентированного контроля внимания с помощью фМРТ

1. Набор участников

1. Наберите 20 участников.
   1. Участники должны быть правшами и не иметь в анамнезе неврологических или психологических расстройств.
   2. Участники должны иметь нормальное или скорректированное до нормального зрение, чтобы убедиться, что они смогут правильно видеть визуальные сигналы.
   3. Участники не должны иметь в своем теле металла. Это важное требование безопасности из-за высокого магнитного поля, задействованного в фМРТ.
   4. Участники не должны страдать клаустрофобией, так как для проведения фМРТ необходимо лежать в небольшом пространстве отверстия сканера.

2. Процедуры предварительного сканирования

1. Заполните документы перед сканированием.
2. Когда участники приходят на сканирование с помощью фМРТ, проинструктируйте их сначала заполнить форму металлического экрана, чтобы убедиться, что у них нет противопоказаний к проведению МРТ, форму случайных результатов, дающую согласие на то, чтобы их сканирование было рассмотрено радиологом, и форму согласия с подробным описанием рисков и преимуществ исследования.
3. Подготовьте участников к работе со сканером, удалив с их тела весь металл, включая ремни, кошельки, телефоны, заколки для волос, монеты и все украшения.

3. Предоставьте инструкции для участника.

1. Скажите участнику, что в сканере он увидит изображения лиц и домов.
2. При первоначальном запуске локализатора проинструктируйте участников, что они будут пассивно просматривать лица и дома.
3. Объясните участникам, что во время выполнения задания они увидят лицо и дом, наложенные друг на друга. Их задачей будет уделять внимание либо дому, либо лицу, следующим образом.
   1. Когда задание только начнется, им будут сообщены текстовые инструкции, следует ли обращать внимание на дома или лица.
   2. Участников ждет четыре заезда, в которых их учат обращать внимание на дома, и четыре заезда, в которых их учат обращать внимание на лица.
      1. Расписание забеганий по дому будет случайным для каждого предмета.
4. Подчеркните для участника важность того, чтобы его голова оставалась неподвижной на протяжении всего сканирования.

4. Поместите участника в сканер.

1. Дайте участнику беруши, чтобы защитить их уши от шума сканера, и наушники, чтобы они могли слышать экспериментатора во время сканирования, и попросите их лечь на кровать, укутав голову в катушку.
2. Дайте участнику мяч для экстренного сжатия и попросите его сжать его в случае чрезвычайной ситуации во время сканирования.
3. Используйте поролоновые прокладки для фиксации головы участника в катушке, чтобы избежать лишних движений во время сканирования, и напомните участнику, что очень важно оставаться как можно более неподвижным во время сканирования, так как даже самые незначительные движения размывают изображение.

5. Сбор данных

1. Соберите анатомическое сканирование с высоким разрешением.
2. Начните функциональное сканирование.
   1. Синхронизируйте начало предъявления стимула с началом работы сканера.
   2. Демонстрируйте снимки с помощью ноутбука, подключенного к проектору. У участника над глазами находится зеркало, отражающее экран в задней части отверстия сканера.
   3. Подарите каждому участнику два прогона локализатора, в которых они пассивно видят блоки лиц и домов. Эти прогоны локализатора используются для идентификации FFA и PPA у каждого отдельного участника.
      1. Представьте каждый набор лиц и домиков в 30-х блоках, с 20-секундной фиксацией между блоками. Покажите каждый стимул в течение 750 мс, после чего следует интервал между стимулами продолжительностью 250 мс, в котором на экране присутствует только фиксирующий крест. Повторяйте блоки в чередующемся порядке, чтобы получить пять блоков граней и пять блоков домов.
   4. Предложите каждому участнику восемь функциональных прогонов задания на внимание.
      1. Начинайте каждый прогон с наложения лица и домика (рис. 1) в центре экрана, а также с инструкции начать с обращения либо к лицу, либо к дому. Первоначальная цель внимания будет случайной от пробежки к пробежке.
      2. Каждый прогон будет содержать 300 пар наложенных друг на друга лиц и домов. Пары граней и домов повторяются между прогонами, но не внутри них.
      3. Покажите каждую наложенную пару стимулов на одну секунду. Каждую секунду заменяйте наложенный дом и лицо на новый наложенный дом и лицо.

Рисунок 1. Лицевый стимул и домашний стимул наложены друг на друга. Каждый представленный стимул представлял собой наложенное лицо и дом. Участнику было предложено сосредоточиться либо на лице, либо на доме.

6. Процедуры после сканирования

1. Выведите участника из сканера.
2. Проведите брифинг с участником.

7. Анализ данных

1. Предварительная обработка данных.
   1. Выполните коррекцию движения для уменьшения артефактов движения.
   2. Выполните временную фильтрацию для удаления дрейфа сигнала.
   3. Сглаживание данных для увеличения отношения сигнал/шум.
2. Смоделируйте данные для каждого участника.
   1. Создайте модель ожидаемой гемодинамической реакции для каждого условия задачи (лица и дома) в сканировании локализатора.
      1. Подгонка данных под эту модель, в результате чего будет получена статистическая карта, где значение в каждом вокселе представляет степень, в которой этот воксель был вовлечен в условие задачи.
      2. Определите кластеры для каждого субъекта, которые соответствуют СЖК и ППА на основе их анатомического расположения. FFA будет включать все смежные воксели в средней веретенообразной извилине (которая реагирует значительно больше на лица, чем на дома), а PPA включает все воксели в парагиппокампальной извилине, которые более значимо реагируют на дома, чем на лица. Для установления этих областей интереса для каждого воксела использовали минимальный порог значимости p < ^10-6.
   2. Используйте маски FFA и PPA каждого человека в качестве ROI для извлечения активации сигналов во время четырех прогонов Focus on Faces и четырех прогонов Focus-on-Houses.
      1. Количественно оценивайте процентное изменение сигнала для условий фокусировки лица и дома в FFA и PPA для каждого объекта.
3. Выполните двусторонний дисперсионный анализ (ANOVA) по значениям изменения сигнала в процентах, чтобы проверить различия между условиями. Факторами в этом тесте являются ROI (PPA против FFA) и внимание (лица против домов).