Atención visual: fMRI Control atencional basado en la investigación del objeto

Neuropsychology
 

Overview

Fuente: Laboratorios de Jonas T. Kaplan y Sarah I. Gimbel, University of Southern California

El sistema visual humano es increíblemente sofisticado y capaz de procesar grandes cantidades de información muy rápidamente. Sin embargo, la capacidad del cerebro para procesar la información no es un recurso ilimitado. Atención, la capacidad para procesar selectivamente la información es relevante para los objetivos actuales y hacer caso omiso de información que no es, por lo tanto es una parte esencial de la percepción visual. Algunos aspectos de la atención son automáticas, mientras que otros están sujetos al control voluntario y consciente. En este experimento se exploran los mecanismos de control atencional voluntaria o "top-down" en el procesamiento visual.

Esta aprovecha de experimento la organización ordenada de la corteza visual para examinar cómo arriba atención selectiva puede modula el procesamiento de estímulos visuales. Ciertas regiones de la corteza visual parecen ser especializado para el procesamiento de elementos visuales específicos. Específicamente, el trabajo por Kanwisher et al. 1 ha identificado un área de la convolución del cerebro fusiforme del lóbulo temporal inferior que es significativamente más activo cuando sujetos ve caras en comparación a cuando se observan otros objetos comunes. Esta área ha llegado a ser conocido como el área fusiforme de la cara (FFA). Otra región del cerebro conocida como el área Parahippocampal del lugar (PPA), responde fuertemente a las casas y lugares, pero no a las caras. 2 dado que sabemos cómo estas regiones responden a tipos específicos de estímulos, su actividad puede ser explorada para identificar un componente clave de la atención visual de visión.

Este video muestra cómo utilizar fMRI para localizar la FFA y PPA en el cerebro y entonces examina cómo objeto-control basado en la atención modula actividad en estas áreas. El uso de un localizador funcional para restringir la prueba de hipótesis posterior es una técnica poderosa de proyección de imagen funcional. Los participantes se someterán a MRI funcional mientras se presenta con una imagen superpuesta de una cara y una casa. A pesar de una cara y una casa se presentan en cada estímulo, predecimos que los patrones de actividad en los FFA y PPA va a cambiar en base a qué artículo es ser atendido. 3

Cite this Video

JoVE Science Education Database. Fundamentos de la neuropsicología. Atención visual: fMRI Control atencional basado en la investigación del objeto. JoVE, Cambridge, MA, (2017).

Procedure

1. participante reclutamiento

  1. Reclutar a 20 participantes.
    1. Los participantes deben ser diestros y no tienen antecedentes de trastornos neurológicos o psicológicos.
    2. Los participantes deben tener visión normal o corregida a normal para que sean capaces de ver los indicios visuales correctamente.
    3. Los participantes no deben tener metal en su cuerpo. Se trata de un requisito de seguridad debido al alto campo magnético en fMRI.
    4. Participantes no debe sufrir de claustrofobia, ya que el fMRI requiere tumbado en el pequeño espacio del escáner del alesaje.

2. analizar los procedimientos

  1. Llenar papeleo de exploración previa.
  2. Cuando los participantes su análisis de fMRI, indíqueles que primero llene una forma metálica para asegurarse de que no tienen ninguna contra indicación para MRI, forma hallazgos INCIDENTALES, dar su consentimiento para su exploración a ser analizado por un radiólogo y un formulario de consentimiento que detalla los riesgos y beneficios del estudio.
  3. Preparar a los participantes a ir en el explorador al quitar todo el metal de su cuerpo, incluyendo cinturones, carteras, teléfonos, hebillas, monedas y todas las joyas.

3. proporcionar instrucciones para el participante.

  1. Dile el participante en el escáner, se ven imágenes de caras y casas.
  2. Para los ensayos iniciales localizador, encomendamos a los participantes que pasivamente se ve caras y casas.
  3. Explicar a los participantes que en la tarea, verán una cara y una casa que se superponen unos a otros. Su tarea será atender a la casa o la cara, como sigue.
    1. Cuando la tarea comienza, ellos dirán vía las instrucciones de texto si se va a prestar atención a las casas o caras.
    2. Los participantes tendrán cuatro carreras donde son instruidos a prestar atención a las casas y cuatro carreras, donde son instruidos a prestar atención a las caras.
      1. El horario de corridas cara y casa será al azar para cada tema.
  4. Estrés al participante la importancia de mantener su cabeza todavía a lo largo de la exploración.

4. poner al participante en el escáner.

  1. Dar al participante tapones para proteger sus oídos del ruido de los teléfonos escáner y oído usar para que puedan escuchar al experimentador durante la exploración y tenerlas tumbadas en la cama con su cabeza en la bobina.
  2. Dar al participante la bola del apretón emergencia e instruirlos para apretar en caso de emergencia durante la exploración.
  3. Use almohadillas de espuma para garantizar a los participantes la cabeza en la bobina para evitar exceso de movimiento durante la exploración y recordar al participante que es muy importante que permanezca todavía como posible durante la exploración, como incluso el más pequeño desenfoque de movimientos las imágenes.

5. recolección de datos

  1. Recoger una exploración anatómica de alta resolución.
  2. Comenzar la exploración funcional.
    1. Sincronizar el inicio de la presentación del estímulo con el inicio del escáner.
    2. Imágenes presentes a través de un ordenador portátil conexión a un proyector. El participante tiene un espejo por encima de sus ojos, lo que refleja que una pantalla en la parte posterior del escáner del alesaje.
    3. Presentar a cada participante con dos carreras de localizador, en la cual ven pasivamente bloques de caras y casas. Estos funcionamientos de localizador se utilizan para identificar la FFA y PPA en cada participante individual.
      1. Presentar cada conjunto de caras y casas en un bloque de 30-s, 20 s de fijación entre los bloques. Mostrar cada estímulo por 750 ms, seguido por un intervalo inter-estímulo 250 ms, en el que sólo una fijación cruzada está presente en la pantalla. Repetición de bloques en alterna para obtener bloques de cinco caras y cinco cuadras de casas.
    4. Presentar a cada participante con ocho carreras funcionales de la tarea de atención.
      1. Comience cada uno ejecutar con una cara superpuesta y casa (figura 1) en el centro de la pantalla y una instrucción para comenzar asistiendo ya sea la cara o la casa. El objetivo de la atención inicial será al azar de corrida a corrida.
      2. Cada serie contiene 300 pares de caras superpuestas y casas. Pares de caras y casas se repiten entre carreras, pero no dentro de carreras.
      3. Mostrar cada par de estímulos superpuestos de un segundo. Cada segundo, sustituir la casa superpuesta y la cara con una nueva casa superpuesta y cara.

Figure 1
Figura 1. Estímulo de la cara y el estímulo de casa superpuestas juntos. Cada estímulo presentado fue una cara superpuesta y casa. El participante fue instruido a concentrarse en la cara o en la casa.

6. analizar los procedimientos

  1. Traer al participante fuera el escáner.
  2. Debrief el participante.

7. Análisis de datos

  1. Preprocesar los datos.
    1. Realizar corrección de movimiento para reducir artefactos de movimiento.
    2. Realizar el filtrado temporal para quitar señal derivas.
    3. Suavizar los datos para aumentar la relación señal a ruido.
  2. Modelo de los datos para cada participante.
    1. Crear un modelo de lo que debería ser la respuesta hemodinámica esperada para cada condición de trabajo (caras y casas) en la exploración del localizador.
      1. Ajustar los datos a este modelo, dando como resultado un mapa estadístico, donde el valor en cada voxel representa la medida en que ese voxel estuvo implicado en la condición de la tarea.
      2. Identificar los grupos para cada materia que corresponden a FFA y PPA basada en sus localizaciones anatómicas. El FFA incluirá todos los vóxeles contiguos en la convolución del cerebro fusiforme mediados (que responde significativamente más caras que a las casas) y la PPA incluye todos los vóxeles en la convolución del cerebro parahippocampal que respondieron más significativamente a las casas que a las caras. Para establecer estas regiones de interés, un umbral mínimo de significación de p < 10-6 fue utilizado para cada voxel.
    2. Utilizar máscaras de FFA y PPA de cada individuo como un retorno de la inversión para extraer señal activaciones durante las cuatro carreras de enfoque en los rostros y las cuatro carreras de foco en casas.
      1. Cuantificar el cambio de la señal por ciento para las condiciones cara-foco y foco casa en FFA y PPA para cada tema.
  3. Realizar una doble vía análisis de varianza (ANOVA) en señal por ciento cambiar valores para probar las diferencias entre las condiciones. Los factores de esta prueba son ROI (PPA vs FFA) y atención (caras vs casas).

Control atencional visual se refiere a nuestro estado deliberado de elegir lo que a prestar atención a.

Si, por ejemplo, de un observador pretende recoger todas las cebollas en su sopera, entonces él puede no notar la mosca que se arremolinan en torno.

A pesar de que ambos eran coincidentes espacialmente, el punto central: las cebollas, sobresalió por el objetivo del individuo. Este es un ejemplo de control atencional basada en objetos.

Curiosamente, el cerebro y la corteza visual, en particular, puede procesar los objetos por separado. Pero es el objeto atendido que gana más fuerte activación en su asociado especializada área de procesamiento.

Utilizando resonancia magnética funcional fMRI y métodos desarrollados originalmente por Nancy Kanwisher y colegas, este video muestra cómo localizar regiones del cerebro dedicadas que procesan objetos particulares.

También investigaremos cómo attentional control modula la actividad neuronal en las mismas regiones mediante el análisis basado en voxel y discutir incluso cómo entrenamiento mindfulness puede mejorar la capacidad para controlar la atención con el tiempo.

En este experimento, los participantes mienten en un escáner fMRI y se muestran imágenes de caras y casas en dos fases diferentes: pasivo ver y superpuestas.

Durante la primera fase, se les pide que simplemente observar imágenes uno a la vez en un diseño de bloques, es decir, un número de caras se presenta seguido por una secuencia de casas. Este tipo de observación sirve para localizar la actividad en regiones específicas de interés.

Por ejemplo, el área fusiforme de la cara, el FFA ha demostrado ser más activo cuando los individuos ver caras en comparación con otros objetos comunes, mientras que el área de lugar de parahippocampal, PPA para el cortocircuito, responde más fuertemente a las casas y lugares en lugar de caras.

Dado que estas regiones responden a tipos específicos de estímulos, los patrones de actividad basada en voxel — o zonas que representan algún nivel de activación, se espera que cambie, según las imágenes mostradas.

Tal configuración de las expectativas la segunda fase, donde se muestran imágenes superpuestas de una cara y una casa. En varios ensayos, los participantes piden atención a sólo uno de los elementos a la vez y por lo tanto, deben cambiar su foco entre la casa o la cara.

En este caso, la variable dependiente es la cantidad de activación registrada a través de la imagen cambian las condiciones, que se pueden convertir en la magnitud de la señal a observar variación en la activación de línea de base a los bloques de cara centrada y los centrados en la casa.

Aunque ambas imágenes se presentan de manera superpuesta, se predice que los patrones de actividad en FFA y PPA el participante va a cambiar, basado en el elemento específico que asistieron a. Tales resultados destacar control atencional basada en objetos.

Después de reclutar a los participantes de este estudio, saludarlos en el laboratorio y verificar que cumplen con los requisitos de seguridad que completen los formularios de consentimiento necesario. Por favor consulte para otro proyecto de fMRI en esta colección para más detalles sobre cómo preparar individuos para entrar en la sala de exploración y agujerea la proyección de imagen.

Con el participante en el lector, explicar las instrucciones de la tarea: debe primero pasivamente ve un número de imágenes en la pantalla. Durante la segunda fase, instrucciones de texto indicará que preste atención a la casa o la cara cuando aparecen superpuestas.

Siguiendo estas indicaciones, comenzar el protocolo de exploración primer recogiendo una exploración anatómica de alta resolución.

A continuación, iniciar la parte funcional con dos carreras de localizador, donde los participantes ver pasivamente las imágenes en bloques de 30 segundos. Por ejemplo, en el primer tramo, rostros de la pantalla, cada uno para 750 ms y de una cruz, durante un inter stimulus intervalo, o ISI, de ms de 250.

Al final de cada bloque, actualmente la fijación cruzada por 20 s antes de alterna de la serie de imágenes, que ahora deben ser casas. Tenga en cuenta que esta secuencia se repite con diferentes imágenes cinco veces, para un total de 10 bloques dentro de una carrera.

A continuación, proceder con ocho carreras funcionales de la tarea de control atencional. Durante esta fase, encomendamos a los participantes que atender a través de texto en pantalla y luego una cara superpuesta del ciclo y casa cada segundo, con cada carrera que contiene 300 superpuestas imágenes de objetos.

Para concluir el estudio, llevar al participante fuera del escáner y les debrief.

Para preprocesar los datos, realizar corrección de movimiento para reducir artefactos de movimiento, filtrado para quitar señal derivas temporales y espaciales de suavizado para aumentar la relación señal a ruido.

Posteriormente, crear una general modelo lineal basado en lo que debería ser la respuesta hemodinámica esperada para cada condición de trabajo, o se enfrenta a las casas, en la exploración del localizador.

Generar un mapa estadístico ajustando los datos a este modelo, donde el valor en cada voxel representa el grado que estuvo implicado en la condición de la tarea.

Basado en las regiones de interés, identificar clusters para cada asignatura con un mínimo umbral estadístico para cada voxel que respondieron bien a las caras o casas.

Concretamente, se centran en el FFA en la convolución del cerebro fusiforme mediados, que responde significativamente más caras que a casas, así como el PPA, que incluye todos los vóxeles en la convolución del cerebro parahippocampal que responde más significativamente a las casas que a las caras.

Luego, cuantificar y ver el porcentaje de cambio de la señal para condiciones cara y casa centrado en la FFA y PPA para cada tema.

Durante la fase de localizador, observe que el FFA bilateral era más activo temas visto caras en comparación a las casas. Por el contrario, la PPA fue más activa cuando los sujetos observan casas comparados con caras.

Ahora, de las pistas funcionales, utilizar la misma medida — por ciento cambio de señal, conspiraron contra las regiones del cerebro.

Cuando asistió a la cara a, aumento de la actividad se encontró en el FFA, pero no la PPA. Por el contrario, cuando la casa se centró en, aumento de la actividad ocurrió en la PPA pero no el FFA. Estos resultados indican que actividad neuronal es modulada, dependiendo de qué artículo es ser atendido.

Ahora que usted está familiarizado con cómo utilizar neuroimagen funcional para estudiar control atencional basado en objetos, vamos a mirar cómo investigadores estudian otros tipos de procesamiento atencional.

Además de centrarse en imágenes estáticas, los investigadores también están interesados en cómo la actividad cerebral está modulada cuando individuos atención a objetos en movimiento, especialmente pertinentes para operar un vehículo motorizado y evitar accidentes.

Por ejemplo, si el conductor se dice para mirar hacia fuera para el movimiento, como un perro cruzando la calle, el movimiento sí mismo captará su atención; sin embargo, no pueden recordar otros detalles identificativos sobre el canino. Después de todo, es más importante evitar la tragedia que to recuerda el color de la piel.

Otra práctica, atención, incorpora elementos clave de cambio atencional, por alentador enfoque astuto de más pensamientos estresantes. Al realizar meditación guiada por un instructor, los individuos han demostrado para mejorar su capacidad para controlar la atención, especialmente de vistas adversos.

Sin embargo, para las personas con trastornos de ansiedad, incluyendo estrés postraumático, control atencional es más difícil. Es decir, están sesgadas hacia estímulos emocionalmente negativos, como los trágicos acontecimientos de las noticias, en lugar de historias neutrales.

Tal control atencional pobres les hace más vulnerables a los efectos de la amenaza de imágenes — perpetuar situaciones que no parecen salir de su mente.

Sólo has visto video de Zeus como atención modula la actividad de los nervios. Ahora debe tener una buena comprensión de cómo diseñar y realizar un experimento de control atencional mediante neuroimagen funcional, y finalmente cómo analizar e interpretar patrones específicos de actividad cerebral relacionada con atención basada en objetos.

¡Gracias por ver!

Results

En las exploraciones de localizador, FFA bilateral estaban más activas cuando temas mirar caras que cuando estaban viendo casas. Por el contrario, el PPA era más activo cuando sujetos estaban viendo casas que cuando estaban viendo caras (figura 2). Estas regiones, localizadas a través de los análisis de diseño de bloque, fueron utilizadas posteriormente como regiones de interés para extraer señales relacionadas a cambio de atención a las caras y a las casas durante las carreras funcionales.

Figure 2
Figura 2. Localizador para el área fusiforme de la cara (FFA) y el área Parahippocampal lugar (PPA). Ejemplo de una localización del solo tema de FFA durante bloques de visualización de caras y el PPA durante bloques de ver casas (arriba). Señal en el FFA aumentó durante bloques de caras pero no de casas (azul), y señal en el PPA se incrementó durante bloques de casas pero no caras (verde).

Durante funcional, donde los participantes al mismo tiempo vieron una cara y una casa en su campo visual directo, actividad en la FFA y PPA fue modulada basada en que artículo estaba siendo atendida. Cuando la atención estaba en la cara, hubo aumento de la actividad en el FFA, pero no la PPA. Por el contrario, cuando la atención estaba en la casa, hubo aumento de la actividad en la PPA, pero no el FFA (figura 3).

Figure 3
Figura 3. Activación en el área fusiforme de la cara (FFA) y el área Parahippocampal del lugar (PPA) durante el cambio de atención de la tarea. Cuando la atención estaba en la casa (verde), PPA mostraron mayor activación y FFA no. Reverso, cuando se centraba en la cara (azul), FFA mostraron mayor activación y PPA no.

Applications and Summary

El uso de exploraciones del localizador es una herramienta poderosa para neuroimagen cognitiva y tiene algunas ventajas distintas sobre todo cerebro. Al enfocar una hipótesis en un número pequeño de lugares específicos que han conocido las propiedades de respuesta, podemos generar predicciones muy concretas con alto poder estadístico. Todo cerebro voxel-sabio deben controlar estudios neuroimaging para las decenas de miles de pruebas estadísticas que se realizan en cada lugar en el cerebro, un proceso que reduce la potencia estadística. También, definir estas regiones basadas en sus propiedades funcionales en cada individuo minimiza los problemas planteados por las diferencias individuales en neuroanatomía.

En este ejemplo, basa en las respuestas específicas de estímulo especializadas en subregiones de la corteza visual para entender cómo un proceso cognitivo más general, atención de arriba hacia abajo, podría influir en los procesos perceptivos. A pesar de que el estímulo en la retina fue la misma para la presentación de cada tema, actividad cortical variados en base a qué estímulo estaba siendo atendida. Esto demuestra que atención de arriba hacia abajo tiene el potencial para llegar a bajo nivel corteza sensorial modular cómo se procesa la información. Una comprensión más completa de cómo la atención modula la activación en el cerebro podría conducir a avances en tratamientos e intervenciones para los trastornos relacionados con la atención.

References

  1. Kanwisher N.G, McDermott J, Chun M.M. (1997). The fusiform face area: a module in human extrastriate cortex specialized for face perception. J. Neurosci., 17, 4302-4311.
  2. Epstein, R., & Kanwisher, N. (1998). A cortical representation of the local visual environment. Nature, 392, 598-601.
  3. Serences, J. T., Schwarzbach, J., Courtney, S. M., Golay, X., & Yantis, S. (2004). Control of Object-based Attention in Human Cortex. Cerebral Cortex, 14, 1346-1357.

1. participante reclutamiento

  1. Reclutar a 20 participantes.
    1. Los participantes deben ser diestros y no tienen antecedentes de trastornos neurológicos o psicológicos.
    2. Los participantes deben tener visión normal o corregida a normal para que sean capaces de ver los indicios visuales correctamente.
    3. Los participantes no deben tener metal en su cuerpo. Se trata de un requisito de seguridad debido al alto campo magnético en fMRI.
    4. Participantes no debe sufrir de claustrofobia, ya que el fMRI requiere tumbado en el pequeño espacio del escáner del alesaje.

2. analizar los procedimientos

  1. Llenar papeleo de exploración previa.
  2. Cuando los participantes su análisis de fMRI, indíqueles que primero llene una forma metálica para asegurarse de que no tienen ninguna contra indicación para MRI, forma hallazgos INCIDENTALES, dar su consentimiento para su exploración a ser analizado por un radiólogo y un formulario de consentimiento que detalla los riesgos y beneficios del estudio.
  3. Preparar a los participantes a ir en el explorador al quitar todo el metal de su cuerpo, incluyendo cinturones, carteras, teléfonos, hebillas, monedas y todas las joyas.

3. proporcionar instrucciones para el participante.

  1. Dile el participante en el escáner, se ven imágenes de caras y casas.
  2. Para los ensayos iniciales localizador, encomendamos a los participantes que pasivamente se ve caras y casas.
  3. Explicar a los participantes que en la tarea, verán una cara y una casa que se superponen unos a otros. Su tarea será atender a la casa o la cara, como sigue.
    1. Cuando la tarea comienza, ellos dirán vía las instrucciones de texto si se va a prestar atención a las casas o caras.
    2. Los participantes tendrán cuatro carreras donde son instruidos a prestar atención a las casas y cuatro carreras, donde son instruidos a prestar atención a las caras.
      1. El horario de corridas cara y casa será al azar para cada tema.
  4. Estrés al participante la importancia de mantener su cabeza todavía a lo largo de la exploración.

4. poner al participante en el escáner.

  1. Dar al participante tapones para proteger sus oídos del ruido de los teléfonos escáner y oído usar para que puedan escuchar al experimentador durante la exploración y tenerlas tumbadas en la cama con su cabeza en la bobina.
  2. Dar al participante la bola del apretón emergencia e instruirlos para apretar en caso de emergencia durante la exploración.
  3. Use almohadillas de espuma para garantizar a los participantes la cabeza en la bobina para evitar exceso de movimiento durante la exploración y recordar al participante que es muy importante que permanezca todavía como posible durante la exploración, como incluso el más pequeño desenfoque de movimientos las imágenes.

5. recolección de datos

  1. Recoger una exploración anatómica de alta resolución.
  2. Comenzar la exploración funcional.
    1. Sincronizar el inicio de la presentación del estímulo con el inicio del escáner.
    2. Imágenes presentes a través de un ordenador portátil conexión a un proyector. El participante tiene un espejo por encima de sus ojos, lo que refleja que una pantalla en la parte posterior del escáner del alesaje.
    3. Presentar a cada participante con dos carreras de localizador, en la cual ven pasivamente bloques de caras y casas. Estos funcionamientos de localizador se utilizan para identificar la FFA y PPA en cada participante individual.
      1. Presentar cada conjunto de caras y casas en un bloque de 30-s, 20 s de fijación entre los bloques. Mostrar cada estímulo por 750 ms, seguido por un intervalo inter-estímulo 250 ms, en el que sólo una fijación cruzada está presente en la pantalla. Repetición de bloques en alterna para obtener bloques de cinco caras y cinco cuadras de casas.
    4. Presentar a cada participante con ocho carreras funcionales de la tarea de atención.
      1. Comience cada uno ejecutar con una cara superpuesta y casa (figura 1) en el centro de la pantalla y una instrucción para comenzar asistiendo ya sea la cara o la casa. El objetivo de la atención inicial será al azar de corrida a corrida.
      2. Cada serie contiene 300 pares de caras superpuestas y casas. Pares de caras y casas se repiten entre carreras, pero no dentro de carreras.
      3. Mostrar cada par de estímulos superpuestos de un segundo. Cada segundo, sustituir la casa superpuesta y la cara con una nueva casa superpuesta y cara.

Figure 1
Figura 1. Estímulo de la cara y el estímulo de casa superpuestas juntos. Cada estímulo presentado fue una cara superpuesta y casa. El participante fue instruido a concentrarse en la cara o en la casa.

6. analizar los procedimientos

  1. Traer al participante fuera el escáner.
  2. Debrief el participante.

7. Análisis de datos

  1. Preprocesar los datos.
    1. Realizar corrección de movimiento para reducir artefactos de movimiento.
    2. Realizar el filtrado temporal para quitar señal derivas.
    3. Suavizar los datos para aumentar la relación señal a ruido.
  2. Modelo de los datos para cada participante.
    1. Crear un modelo de lo que debería ser la respuesta hemodinámica esperada para cada condición de trabajo (caras y casas) en la exploración del localizador.
      1. Ajustar los datos a este modelo, dando como resultado un mapa estadístico, donde el valor en cada voxel representa la medida en que ese voxel estuvo implicado en la condición de la tarea.
      2. Identificar los grupos para cada materia que corresponden a FFA y PPA basada en sus localizaciones anatómicas. El FFA incluirá todos los vóxeles contiguos en la convolución del cerebro fusiforme mediados (que responde significativamente más caras que a las casas) y la PPA incluye todos los vóxeles en la convolución del cerebro parahippocampal que respondieron más significativamente a las casas que a las caras. Para establecer estas regiones de interés, un umbral mínimo de significación de p < 10-6 fue utilizado para cada voxel.
    2. Utilizar máscaras de FFA y PPA de cada individuo como un retorno de la inversión para extraer señal activaciones durante las cuatro carreras de enfoque en los rostros y las cuatro carreras de foco en casas.
      1. Cuantificar el cambio de la señal por ciento para las condiciones cara-foco y foco casa en FFA y PPA para cada tema.
  3. Realizar una doble vía análisis de varianza (ANOVA) en señal por ciento cambiar valores para probar las diferencias entre las condiciones. Los factores de esta prueba son ROI (PPA vs FFA) y atención (caras vs casas).

Control atencional visual se refiere a nuestro estado deliberado de elegir lo que a prestar atención a.

Si, por ejemplo, de un observador pretende recoger todas las cebollas en su sopera, entonces él puede no notar la mosca que se arremolinan en torno.

A pesar de que ambos eran coincidentes espacialmente, el punto central: las cebollas, sobresalió por el objetivo del individuo. Este es un ejemplo de control atencional basada en objetos.

Curiosamente, el cerebro y la corteza visual, en particular, puede procesar los objetos por separado. Pero es el objeto atendido que gana más fuerte activación en su asociado especializada área de procesamiento.

Utilizando resonancia magnética funcional fMRI y métodos desarrollados originalmente por Nancy Kanwisher y colegas, este video muestra cómo localizar regiones del cerebro dedicadas que procesan objetos particulares.

También investigaremos cómo attentional control modula la actividad neuronal en las mismas regiones mediante el análisis basado en voxel y discutir incluso cómo entrenamiento mindfulness puede mejorar la capacidad para controlar la atención con el tiempo.

En este experimento, los participantes mienten en un escáner fMRI y se muestran imágenes de caras y casas en dos fases diferentes: pasivo ver y superpuestas.

Durante la primera fase, se les pide que simplemente observar imágenes uno a la vez en un diseño de bloques, es decir, un número de caras se presenta seguido por una secuencia de casas. Este tipo de observación sirve para localizar la actividad en regiones específicas de interés.

Por ejemplo, el área fusiforme de la cara, el FFA ha demostrado ser más activo cuando los individuos ver caras en comparación con otros objetos comunes, mientras que el área de lugar de parahippocampal, PPA para el cortocircuito, responde más fuertemente a las casas y lugares en lugar de caras.

Dado que estas regiones responden a tipos específicos de estímulos, los patrones de actividad basada en voxel — o zonas que representan algún nivel de activación, se espera que cambie, según las imágenes mostradas.

Tal configuración de las expectativas la segunda fase, donde se muestran imágenes superpuestas de una cara y una casa. En varios ensayos, los participantes piden atención a sólo uno de los elementos a la vez y por lo tanto, deben cambiar su foco entre la casa o la cara.

En este caso, la variable dependiente es la cantidad de activación registrada a través de la imagen cambian las condiciones, que se pueden convertir en la magnitud de la señal a observar variación en la activación de línea de base a los bloques de cara centrada y los centrados en la casa.

Aunque ambas imágenes se presentan de manera superpuesta, se predice que los patrones de actividad en FFA y PPA el participante va a cambiar, basado en el elemento específico que asistieron a. Tales resultados destacar control atencional basada en objetos.

Después de reclutar a los participantes de este estudio, saludarlos en el laboratorio y verificar que cumplen con los requisitos de seguridad que completen los formularios de consentimiento necesario. Por favor consulte para otro proyecto de fMRI en esta colección para más detalles sobre cómo preparar individuos para entrar en la sala de exploración y agujerea la proyección de imagen.

Con el participante en el lector, explicar las instrucciones de la tarea: debe primero pasivamente ve un número de imágenes en la pantalla. Durante la segunda fase, instrucciones de texto indicará que preste atención a la casa o la cara cuando aparecen superpuestas.

Siguiendo estas indicaciones, comenzar el protocolo de exploración primer recogiendo una exploración anatómica de alta resolución.

A continuación, iniciar la parte funcional con dos carreras de localizador, donde los participantes ver pasivamente las imágenes en bloques de 30 segundos. Por ejemplo, en el primer tramo, rostros de la pantalla, cada uno para 750 ms y de una cruz, durante un inter stimulus intervalo, o ISI, de ms de 250.

Al final de cada bloque, actualmente la fijación cruzada por 20 s antes de alterna de la serie de imágenes, que ahora deben ser casas. Tenga en cuenta que esta secuencia se repite con diferentes imágenes cinco veces, para un total de 10 bloques dentro de una carrera.

A continuación, proceder con ocho carreras funcionales de la tarea de control atencional. Durante esta fase, encomendamos a los participantes que atender a través de texto en pantalla y luego una cara superpuesta del ciclo y casa cada segundo, con cada carrera que contiene 300 superpuestas imágenes de objetos.

Para concluir el estudio, llevar al participante fuera del escáner y les debrief.

Para preprocesar los datos, realizar corrección de movimiento para reducir artefactos de movimiento, filtrado para quitar señal derivas temporales y espaciales de suavizado para aumentar la relación señal a ruido.

Posteriormente, crear una general modelo lineal basado en lo que debería ser la respuesta hemodinámica esperada para cada condición de trabajo, o se enfrenta a las casas, en la exploración del localizador.

Generar un mapa estadístico ajustando los datos a este modelo, donde el valor en cada voxel representa el grado que estuvo implicado en la condición de la tarea.

Basado en las regiones de interés, identificar clusters para cada asignatura con un mínimo umbral estadístico para cada voxel que respondieron bien a las caras o casas.

Concretamente, se centran en el FFA en la convolución del cerebro fusiforme mediados, que responde significativamente más caras que a casas, así como el PPA, que incluye todos los vóxeles en la convolución del cerebro parahippocampal que responde más significativamente a las casas que a las caras.

Luego, cuantificar y ver el porcentaje de cambio de la señal para condiciones cara y casa centrado en la FFA y PPA para cada tema.

Durante la fase de localizador, observe que el FFA bilateral era más activo temas visto caras en comparación a las casas. Por el contrario, la PPA fue más activa cuando los sujetos observan casas comparados con caras.

Ahora, de las pistas funcionales, utilizar la misma medida — por ciento cambio de señal, conspiraron contra las regiones del cerebro.

Cuando asistió a la cara a, aumento de la actividad se encontró en el FFA, pero no la PPA. Por el contrario, cuando la casa se centró en, aumento de la actividad ocurrió en la PPA pero no el FFA. Estos resultados indican que actividad neuronal es modulada, dependiendo de qué artículo es ser atendido.

Ahora que usted está familiarizado con cómo utilizar neuroimagen funcional para estudiar control atencional basado en objetos, vamos a mirar cómo investigadores estudian otros tipos de procesamiento atencional.

Además de centrarse en imágenes estáticas, los investigadores también están interesados en cómo la actividad cerebral está modulada cuando individuos atención a objetos en movimiento, especialmente pertinentes para operar un vehículo motorizado y evitar accidentes.

Por ejemplo, si el conductor se dice para mirar hacia fuera para el movimiento, como un perro cruzando la calle, el movimiento sí mismo captará su atención; sin embargo, no pueden recordar otros detalles identificativos sobre el canino. Después de todo, es más importante evitar la tragedia que to recuerda el color de la piel.

Otra práctica, atención, incorpora elementos clave de cambio atencional, por alentador enfoque astuto de más pensamientos estresantes. Al realizar meditación guiada por un instructor, los individuos han demostrado para mejorar su capacidad para controlar la atención, especialmente de vistas adversos.

Sin embargo, para las personas con trastornos de ansiedad, incluyendo estrés postraumático, control atencional es más difícil. Es decir, están sesgadas hacia estímulos emocionalmente negativos, como los trágicos acontecimientos de las noticias, en lugar de historias neutrales.

Tal control atencional pobres les hace más vulnerables a los efectos de la amenaza de imágenes — perpetuar situaciones que no parecen salir de su mente.

Sólo has visto video de Zeus como atención modula la actividad de los nervios. Ahora debe tener una buena comprensión de cómo diseñar y realizar un experimento de control atencional mediante neuroimagen funcional, y finalmente cómo analizar e interpretar patrones específicos de actividad cerebral relacionada con atención basada en objetos.

¡Gracias por ver!

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