Overview
资料来源： 乔纳斯 · 卡普兰和莎拉一、 贝尔实验室 — — 南加利福尼亚大学
人类的视觉系统是信息的非常成熟、 并且能够非常快地处理大量。然而，大脑的处理信息的能力不是无限的资源。注意，有选择性地处理信息的能力，是与当前目标有关，忽略信息不是，因此视觉感知的重要组成部分。注意某些方面是自动的而有些则是自愿的、 有意识的控制。在这个实验中我们探讨自愿性的或"自上而下"的注意力控制在视觉处理的机制。
本实验利用视觉皮层检查如何自上而下注意有序的组织可以有选择性地调节处理视觉刺激。视觉皮层的某些地区似乎专门负责处理视觉的具体项目。具体来说，由坎等工作。1已确定的主题查看相比，当他们观察其他常用对象的面孔时更为活跃的劣质颞叶梭状回的一个领域。这一领域已来通认作为纺锤形的脸区 (FFA)。另一个大脑区域，已知作为海马的地方面积 (PPA) 强烈响应的房屋和地方，但不是到脸上。2既然我们知道这些地区如何对特定类型的刺激作出反应，他们的活动可以进一步探讨确定视觉视觉注意的关键组成部分。
该视频演示如何使用功能磁共振成像进行本地化的 FFA 和 PPA 在大脑中，射线，然后检查如何基于对象的注意力控制调节在这些领域的活动。使用功能本地化人员限制随后假设检验是功能成像在强大的技术。参加者将接受功能性磁共振成像时看到了覆盖后的图像的一张脸和一栋房子。尽管每个刺激载有一张脸，一座房子，我们预测的活动在其 FFA 和 PPA 模式将会改变基于哪一项正在参加。3
Procedure
1.参与者招聘
- 招聘 20 名学员。
- 参与者应是右手坐标系和没有的神经或精神疾病史。
- 与会者应该有正常或更正正常的视觉，以确保能够正确地看到的视觉线索。
- 与会者应该没有金属，他们的身体。这是由于所涉及的功能磁共振成像在高磁场中重要的安全要求。
- 参与者应不患上幽闭恐惧症，因为功能磁共振成像需要躺在扫描仪的小空间孔。
2.预扫描程序
- 填写预扫描的文书工作。
- 当参与者对其功能磁共振成像扫描进来时，指示他们到金属屏幕窗体，以确保他们有没有反适应症磁共振成像，附带结果给予同意，由放射科医生，看他们扫描的窗体和同意详述的风险和益处的研究第一次填写。
- 准备去在扫描仪通过从他们的身体，包括皮带、 钱包、 手机、 发夹、 硬币和所有珠宝中删除所有金属的参与者。
3.提供指令的参与者。
- 告诉参与者在扫描仪中，他们将看到图像的脸部和房屋。
- 对于初始定位器运行，指导参与者，他们将被动地查看脸部和房屋。
- 向与会人士，在任务运行时，他们会看到一张脸和一栋房子，叠加上互相解释。他们的任务将注意房子或脸上，如下。
- 任务第一次开始时，他们会被告知通过文本指示是否要注意房屋或面。
- 参加者将有四个运行位置指示他们要注意房屋和哪里指示他们要注意脸的四个运行。
- 脸和房子的运行时间表将随机为每个主题。
- 强调对参与者把他们的头仍在扫描整个的重要性。
4.把放在扫描仪中的参与者。
- 给参与者的耳塞来保护他们的耳朵从扫描仪和耳朵的电话，要穿，所以他们可以扫描期间，听到实验者，让他们躺在床上，他们的头线圈中的噪音。
- 给参与者紧急挤压球并指导他们挤它在紧急情况下在扫描期间。
- 使用泡沫垫，确保与会者头线圈扫描期间，避免过量运动，并提醒参与者，它是非常重要的逗留尽可能保持扫描期间，作为最小的运动模糊图像。
5.数据收集
- 收集高分辨率的解剖扫描。
- 开始扫描功能。
- 扫描仪的开头同步刺激演示文稿的开始。
- 本图片通过一台笔记本电脑连接到投影仪。参与者有一面镜子上面他们眼中，反映在扫描仪屏幕孔。
- 目前每个参与者与两个定位器运行，被动地看到块的脸部和房屋。这些航道运行用于标识的 FFA 和 PPA 中每个参与者。
- 目前每套的脸部和房屋在 30-s 块与 20 的固定块之间。显示每个刺激 750 毫秒，其次是 250 毫秒间刺激间隔，只有交叉固定在屏幕上显示。重复块中交替顺序以获得五个街区的面孔和五个街区的房子。
- 目前每个参加者与八功能运行的注意任务。
- 开始每次运行与叠加的脸和房子 (图 1) 在屏幕上，和一项指示，通过参加到任一脸开始中心或房子。最初关注目标将随机从运行。
- 每次运行将包含 300 对叠加的面孔和房子。成对的脸部和房屋重复之间运行，但不是能在运行。
- 显示每个叠加的刺激对一秒钟。每一秒，叠加的房子和脸改为叠加的新房子和脸。
图 1。脸上的刺激，房子刺激叠加在一起。给出了每个刺激是一个叠加的脸和房子。参与者被指示把重点放在脸上或房子。
6.后扫描程序
- 带出扫描仪参与者。
- 听取汇报的参与者。
7.数据分析
- 数据进行预处理。
- 执行运动校正，以减少运动伪影。
- 执行时间的筛选，以删除信号漂移。
- 平滑的数据来提高信号的信噪比。
- 每个参与者模型数据。
- 创建一个模型的预期血流动力学响应应该为每个任务中的条件 （脸部和房屋） 定位器扫描。
- 适合这种模式，使得统计地图，其中每个像素的值表示的程度，那素参与了任务条件的数据。
- 为每个主题，分别对应于 FFA PPA 基于其解剖位置识别集群。FFA 将在中期梭状回 （作出反应明显，更多的面临着比到房屋） 包括所有的连续体素和苯丙醇胺列入为海马旁回，更重要的是回应到脸的房子比所有体素。建立这些地区的利益， p最小意义阈值 < 10-6用于每个像素。
- 使用作为 ROI 每个人 FFA 和 PPA 面具在四个焦点上脸跑和四个焦点上房子运行过程中提取信号激活。
- 量化 FFA 和 PPA 脸焦点和房子焦点条件为每个主题的百分比信号改变。
- 创建一个模型的预期血流动力学响应应该为每个任务中的条件 （脸部和房屋） 定位器扫描。
- 执行双向方差分析 (ANOVA) 百分比信号更改值来测试条件之间的差异。在这个测试中的因素是投资回报率 (PPA 与 FFA) 和注意力 （与房屋面）。
视觉注意力控制指的是我们故意选择什么要注意的状态。
如果，例如，一个观察者的目标是挑选出所有将洋葱放在他的汤，然后他不可能会注意到关于旋飞。
虽然两者都是空间上重合，该项目成为焦点 — — 洋葱 — — 因个人目的而引人注目。这是基于对象的注意控件的一个示例。
有趣的是，大脑 — — 和视觉皮层，尤其是 — — 可以单独处理的对象。但它是参加的对象，获得强大的激活在其相关专业加工区。
使用功能磁共振成像、 功能磁共振成像和最初由南希坎和同事们开发的方法，该视频演示如何查找处理特定对象的专用的大脑区域。
我们亦会研究如何注意力控制调节神经活性在同一地区使用基于体素模型的分析，和甚至讨论如何正念训练可以提高随着时间的推移控制注意力的能力。
在这个实验中，参与者躺在功能磁共振成像扫描仪，显示图像的脸部和房屋在两个不同阶段： 被动查看和叠加。
第一阶段，那就是，面数介绍跟着一串的房子，他们被要求在一个块设计中一次只需观察图像一。这种查看类型用于本地化的感兴趣的特定区域内的活动。
例如，梭状回面孔区，FFA，证明时个人查看脸相比其他常用的对象，而海马广场地区，简称 PPA 更强烈回应房屋和的地方，而不是脸要更积极。
考虑到这些区域响应特定类型的刺激，基于体素的活动的模式 — — 或代表某种程度的激活的领域 — — 预计要更改，具体取决于所显示的图像。
这种期望建立第二阶段，在那里显示叠加的图像上的一张脸和一栋房子。几个试验中，参与者被要求在一段时间，要注意的项目之一，因此，必须他们之间切换焦点房子或脸。
在这种情况下，因变量是激活条件，可以转换为信号幅度变化观察差异在激活从基线到脸集中块和那些在房子上居中的图像录得的金额。
虽然以叠加的方式介绍了这两个图像，它被预测的活动参与者的 FFA 和 PPA 模式将改变，基于他们参加的具体项目。这样的结果将突出基于对象的注意力控制。
在招聘这项研究的参与者以后, 迎接他们在实验室里和验证他们满足安全要求，当他们完成必要的同意形式。请参阅有关如何准备个人进入扫描室和成像孔的更多详细信息此集合中的另一个功能磁共振成像项目。
与现在在扫描仪中参与者，解释任务说明： 他们首先必须被动地查看大量的图像在屏幕上。在第二阶段，文本说明会促使他们房子或者脸时注意他们叠加显示。
按照这些指导，通过第一次收集高分辨率的解剖扫描开始扫描的协议。
然后，启动两个定位器运行，参与者被动地在 30-第二块中查看了图像块的功能部分。例如，在第一段中，显示的面孔，每 750 ms 和固定跨之间，期间间-stimulus-间隔或三军情报局 250 毫秒。
每个块的末尾，目前 20 交叉固定前交替的图像，现在应该是房子系列 s。请注意，此序列重复与不同的图像五次，共有 10 座内一次运行。
下一步，着手进行注意力控制任务的八个功能运行。在此阶段，指导参与者哪个对象参加通过文本屏幕上，然后周期叠加的脸和房子和含 300 每次运行每一秒钟的厢房图像。
结束的研究，使参与者从扫描仪和听取他们的汇报。
数据进行预处理，执行运动校正，以减少运动伪影，筛选，以删除信号漂移，时空分布平滑，提高信号的信噪比。
随后，创建一般线性模型基于预期的血流动力学响应应该为每个任务的条件，面临着或房屋，在航道扫描。
通过这种模式，其中每个像素的值表示的程度，它参与的任务条件数据拟合生成统计地图。
基于感兴趣区域，确定集群为每个主题与回应或者到脸上的每个像素的最小统计阈值或房子。
具体来说，重点 FFA 在中期梭状回，明显更多的面临着比房子，以及苯丙醇胺，其中包括所有体素在海马旁回，更重要的是响应的房子比脸上作出反应。
然后在此基础上，量化，图为专注于脸和房子条件中的游离脂肪酸和 PPA 为每个主题的信号变化的百分比。
定位器阶段请注意双边 FFA 更积极当受试者认为相比，房屋的面孔。相反，PPA 则更加活跃，当受试者观察房子相比的面孔。
现在，从功能运行，使用同样的措施 — — %信号变化 — — 作对的大脑区域。
当向参加了脸时，活动增加发现中游离脂肪酸，但不是 PPA。相反，当房子的重点，增加的活动发生在 PPA 但不是游离脂肪酸。这些研究结果表明，调制的神经活动，取决于哪些项目正在参加。
既然你已经熟悉如何使用功能神经影像学研究基于对象的注意力控制，让我们看看如何研究人员研究其他类型的注意力处理。
除了注重静态的视觉图像，研究人员也感兴趣大脑活动如何调制时个人参加到运动物体 — — 特别是有关经营机动车和避免事故发生。
例如，如果驱动程序被告知要寻找运动 — — 像条狗过马路 — — 这项动议本身会吸引他们的注意力;然而，他们可能不记得其他标识的详细信息的犬。毕竟，它是更重要的是避免悲剧的发生要比记住皮毛的颜色。
另一种做法，正念，纳入关键内容的注意力的开关，通过鼓励精明焦点从更多紧张的思想。同时从事讲师引导冥想，证明个人来提高他们的能力来控制的注意力，尤其是负面意见。
然而，个人有焦虑症的患者，包括创伤后应激，注意力控制是更加困难的。那就是，他们被偏向负面情绪的刺激，象悲惨事件中的新闻，而不是中性的故事。
这种可怜的注意力控制使他们更易受影响的威胁图像 — — 永久化的情况下，他们似乎不能让把他们的心。
你刚看了朱庇特的视频关于如何注意调节神经活动。现在你应该很好地理解如何设计和进行使用功能性神经影像，注意力控制实验和最后如何分析和解释特定的大脑活动模式涉及到基于对象的注意。
谢谢观赏 ！
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Results
定位器在扫描中，双边 FFA 的时候更积极科目被查看比当他们正在查看房屋的面孔。相反，PPA 则更加活跃，当受试者被查看的房子比当他们正在查看的面孔 (图 2)。这些地区，本地化通过模块化设计的扫描，后来被用作为感兴趣区域的提取与在功能运行期间转移注意力到脸上和房子相关的信号。
图 2.定位器梭状回面孔区 (FFA) 和海马的地方面积 (PPA)。FFA 中查看的面孔和 PPA 在查看房屋 （顶部） 的块的块单一主体定位的例子。在块的面孔，但没有房子 （蓝色），信号在 FFA 提高和信号在 PPA 增高在街区的房子但不是面 （绿色）。
在功能运行，在那里参与者同时看到一张脸和其直接的视野中的房子，期间活动中的游离脂肪酸和 PPA 调制基于正在参加哪一项。注意脸上，有的时候游离脂肪酸，但不是 PPA 活动增加。相反，注意在房子上，有的时候 PPA 但不是 FFA (图 3) 活动有所增加。
图 3.活化梭状回面孔区 (FFA) 和海马的地方面积 (PPA) 期间注意切换任务。时候注意房子 （绿色），PPA 活动增加的表现而 FFA 没有。反之，焦点 （蓝色） 脸上的时候，FFA 显示增加的活化而 PPA 没有。
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Applications and Summary
使用定位器扫描是认知神经影像学的有力工具，已超过全脑成像的一些明显的优势。把注意力集中在少量有已知响应特性的特定位置上的假设，我们可以生成统计大功率非常具体的预测。全脑体素智者神经影像学研究必须控制数以万计的执行在每个位置都在大脑中，大大降低了统计过程的统计测试。此外，定义这些区域，基于他们在每个个体的功能特性最小化神经解剖学的个体差异所造成的问题。
在此示例中，我们建立在专门刺激特异性反应的视觉皮层来理解一个更一般的认知过程，自上而下的注意，是如何影响知觉过程的分区域。尽管刺激视网膜上的是一样的每个项目演示文稿，大脑皮层的活动变化基于哪些刺激正在出席。这表明，自上而下注意，有可能进入到低级的感觉皮层调制信息如何加工的。注意如何调节激活大脑中的较完整的理解可能导致治疗和介入关注相关疾病的研究进展。
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References
- 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.
- Epstein, R., & Kanwisher, N. (1998). A cortical representation of the local visual environment. Nature, 392, 598-601.
- 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.
