Summary
소설인지 패러다임은 작업 메모리 작업시에-- 참석 interruptors에 의해 간섭 대 - 투 - 무시 방해 자극에 의해 간섭의 행동 및 신경 상관 관계를 규명하기 위해 개발된다. 이 원고에서,이 패러다임의 여러 변종이 자세히 설명되어 있습니다, 이하 / 오래된 성인 참가자의이 패러다임 얻은 데이터는 검토된다.
Abstract
목표 지향적 행위는 종종 하나 또는 다른 (보조) 태스크 목표의 일부로서주의를 요구하는 정보를 차단하여 무시하려고 시도 관련성 정보에 의해주의 산만의 형태 중, 외부 환경으로부터의 간섭에 의해 손상된다. 외부 간섭의 두 형태는 해로운 작업 메모리 (WM)에 정보를 유지하는 능력에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 신흥 증거가 외부 간섭의 이러한 서로 다른 유형의 행동에 영향을 미치는 다른 별개의 신경 메카니즘에 의해 매개 될 수 있다는 것을 시사한다. 더 나은 참석 중단 대 관련이없는 산만의 독특한 신경 행동 영향을 특징 짓는 것은 하향식주의, 외부 간섭의 해결에 대한 이해를 증진하기위한 필수적이며, 이러한 능력은 건강한 노화와 신경 정신 상태에서 성능이 저하 될 방법. 이 원고는이 Gazzaley 실험실을 개발하는 새로운인지 적 패러다임을 설명합니다지금 interruptors-참석에-대 방해 자극을-무시-에 의해, 간섭의 행동 및 신경 상관 관계를 규명하는 데 사용되는 여러 가지 서로 다른 버전으로 수정되었습니다. 자세한 사항은 자극의 복잡성의 여러 수준에서 시각 및 청각 양식에 간섭을 조사하는이 패러다임의 변형에 제공하고, 뇌파 (EEG)에 최적화 실험 타이밍이나 기능성 자기 공명 영상 (fMRI) 연구와있다. 또한, 젊은 세 이상 성인 참가자의 데이터는이 패러다임을 검토하고 외부 간섭과 작업 기억에 간섭을 해결 연령과 관련된 신경 행동 변화에 대한 폭 넓은 문헌과의 관계의 맥락에서 논의 사용하여 얻을.
Introduction
광범위한 문헌은 외부 환경 1-9에서 간섭에 의해 메모리 (WM)를 작업의 정보 유지에 손해를 보여 주었다. 외부 간섭은 일반적으로 두 가지로 분류 될 수있다; 중단 : 다른 (보조) 작업 목표의 한 부분으로주의를 요구 방해하고 간섭 정보 : 무관 한 무시하고자하는 정보에 의한 간섭. 내 - 참가자 디자인을 사용하여 외부 간섭의 이러한 종류의 비교 연구는 외부 간섭의 신경 행동 처리 목표 중심 하향식 주목 충격 해상도의 평가를 가능하게한다.
최근 Gazzaley 실험실은 작업 메모리 작업의 설정에서 발생하는 '투 - 참석'중단의 비교 '에-- 무시'산만을 용이하게하는 패러다임을 설계했습니다. 이 패러다임에서 신흥 증거는 내선의 서로 다른 유형을 제안한다ernal 간섭 행동에 뚜렷한 효과를 발휘하고 별개의 기본 신경 메커니즘 2-5,10,11 있습니다. 이 패러다임은 정상적인 노화 2,3,4,10,11 외부 간섭 처리의 차이를 밝혔다; 하지만 간섭의 맥락에서 적자를 노화 항상 5 찾을 수 없습니다; 그것은 높은 수준의 얼굴과 장면 2,3,4,12, 도트 kinematograms 5,10,11의 낮은 수준의 시각적 움직임의 시각적 자극, 낮은 수준의 청각 모션을 사용 interruptors 대 방해 자극에 의한 간섭도 뛰어난 메커니즘이 주파수는 5 지나간다.
외부 간섭과 노화
외부 간섭이 노인은 젊은 성인 2,3,13-18보다 더 부정적인 영향을 발휘하지만, 수명 전반에 걸쳐 작업 기억에 해로운 영향을 유도한다. 노인은 젊은 광고에 비해 신경 활동의 다른 패턴을 전시ULTS이 간섭 3,4,17,21를 해결하려고 할 때. 그러나 일부 연구는 간섭과 같은 연령과 관련된 행동 5,19,20 또는 신경 5 차이점에 대한 증거를 찾을 수 없습니다.
이 문제는 현재 해결되지하지만 흥미롭게도, 간섭을 해결 노화의 영향은, 감각 양상에 따라 다를 것으로 보인다. 비주얼 intrasensory 간섭은 널리 (광범위한 검토 (22)에 요약) 연령과 관련된 감소를 보이는 것으로 나타났다. 다른 연구는 청각 산만 19,22,26-32에 상당한 연령에 따른 증가를 보여 대조적으로, 많은 실험, 내 감각 청각 장애 19,22-25 동안 연령 관련 적자를 제안합니다. 또한, (큐와 탐침 사이의 자극 합동 또는 부적당) 간섭이 돌출 자극과 자극 복잡도 (높거나 낮은 프로세싱로드) (5)는 간섭과 상호 작용할 수있다처리 및 작업 목표 및 연령에서의 차이.
여기에 설명 된 패러다임은 하향식 (작업 목표의 형태로)주의 및 외부 간섭 자극의 해상도의 메커니즘을 프로빙하여 노화 간섭 문학을 보완합니다. 이 패러다임의 시각적 얼굴과 장면 버전의 증거는 무시 방해 자극 3,4를 기준으로 참석 interruptors에 더 큰 취약성을 보여주는 노인과 노화 및 간섭 유형 사이의 상호 작용을 나타냅니다. 간섭 이러한 유형의 행동 및 신경 차이를 특성화 제어 능력은 노화와 변경 방법인지 이해하는 것이 중요하다.
왜 노인가-- 참석 interruptors를 해결 악화 된 적자가 표시되는 이유는 무엇입니까? 노인들이 제시 될 때 interruptors의 과도한 처리에 의해 손상, 또는 주요 목표 관련 S의 표현을 다시 활성화 할 수없는 기준이다timuli 중단 후, 또는 interruptors의 연장 처리에 의해 그들은 현재 33 관련 더 이상 없습니다 후? 이러한 문제를 해결하기 위해 현재의 패러다임의 디자인은 전, 중, 간섭의 다른 종류 후 시간 지점에서 신경 활동의 비교를 할 수 있습니다. 예를 들어, 참석 중단 동안 활동 대 무시 산만에 의해 유발되는 신경 활동을 비교하여, 하나는 작업 기억에 간섭의 해상도에 하향식 관심의 특정에 미치는 영향을 확인 할 수 있습니다.
몇몇 연구는 각각의 기능 자기 공명 영상 (fMRI) 및 뇌파 (EEG)를 이용하여 높은 공간 및 시간 해상도를 모두 외부 간섭의 다른 유형의 신경 상관 관계를 이해하기 위해,이 간섭 패러다임의 다수의 변형을 실시했다. 이 패러다임은 또한 시청각 도메인에서의 간섭 사이의 중요한 차이를 명확히하기 위해 사용되어왔다간섭에 대한 자극의 복잡성과 적합성뿐만 아니라 충격. 여기서, 패러다임 변형은 상세하게 설명된다.
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Protocol
다음 단계는 뇌파 또는 자기 공명와 페어링에 최적화 된 변형을 지연 인식 작업 메모리에 외부 간섭의 신경 행동 적 측면을 규명하기위한이 새로운인지 적 패러다임을 실행하는 방법을 열거합니다. 해당 임상 시험 심사위원회 및 / 또는 인간의 참가자 심사위원회를 통해 데이터 수집, 완전한 필요한 모든 사람이 참가자의 연구 승인을 시작하기 전에.
1. 준비
- 전용 자극 프레 젠 테이션 컴퓨터로, 제조업체의 지침에 따라, 다운로드 및 E-총리, 프리젠 테이션, 또는 PsychoPy 같은 실험 프리젠 테이션 소프트웨어를 설치합니다.
- 실험 반응에 대한 적절한 키패드를 준비합니다. 두 개의 인접한 키 (그림 1)에 "예"와 "아니오"레이블을 추가합니다.
참고 : 자기 공명 영상을 이용한이 실험의 버전, MR 호환 키패드를 사용합니다. - 이 페이지의 청각 버전제조업체의 지침에 따라, (EEG 또는 MR 호환, 필요한 경우 예) 65 데시벨 (dB)로 편안한 레벨이 음압 레벨 (SPL)에서 프리젠 테이션을위한 사운드 레벨을 조정 aradigm는 시험 양상에 적합한 헤드폰을 준비 정상 청력 개인.
- 노인과 실험을 위해, 적절하게 선별 연구 대상을 선택하는 등의 비전과 청각 등의 예비 신경 심리 및 감각 검사를 실시하고 있습니다.
- Neuropscyhological 심사
- 노인에서인지 장애에 대한 선별 신경 심리 평가 배터리를 만듭니다. 지필 검사를 관리함으로써, 또는 컴퓨터에 대해 시험 전지를 적용.
참고 : 미니 정신 상태 시험 (MMSE) (35), 글로벌 열화 점수 (GDS) (36)를 포함 할 수있다 테스트, 캘리포니아 구두 학습 테스트 (CLVT) 37 자리 스팬 (38, 39), 기호 스팬 (40), 문자 - 숫자 시퀀싱 (41), 델리 - 카플란 집행 기능 시스템 (D-KEFS) - 트레일 시험 42 만들기, 제어 워드 협회 시험 (COWAT) (43), (44). - 모든 미래의 성인 참가자들에게이 배터리를 관리 할 수 있습니다. 각각의 채점 지침에 따라 모든 테스트를 점수.
- 건강한 노인 모집하는 경우, 인구 아래 세 개 이상의 표준 편차가 평균 점수와 미래의 참가자를 제외, 또는 사용자 정의 제외 기준 당.
- 노인에서인지 장애에 대한 선별 신경 심리 평가 배터리를 만듭니다. 지필 검사를 관리함으로써, 또는 컴퓨터에 대해 시험 전지를 적용.
- 시력 검사
- 참가자 여부를 묻는 예비 설문지를 사용하여 정상 또는 수정-에 정상 시력 시각적 실험, 화면은 정상 또는 수정 - 투 - 정상 비전을 가지고있다.
- , 후속에서 Snellen 차트 시력 검사를 실시하고, 정상 또는 수정 - 투 - 정상 (20 분의 20 이상) 비전없이 참가자를 제외합니다.
- 청각 실험을 위해, 정상 청력을 선별 :
- 예비 설문 조사에서, 갔지 요청THER 참가자들은 정상 또는 수정-에 정상 청력이 있고, 그렇지 않은 사람들을 제외 할 수 있습니다.
- 후속, 감도를 듣고 객관적 측정을 구하십시오. 여러 가지 방법 중 하나 인 실험실 청력 평가를 수행 :
- 이러한 'uHear'로 난청 선별 검사 응용 프로그램을 활용합니다. 이 응용 프로그램의 자동 계산 된 결과를 사용하여 '정상 청력'범위를 벗어난 감도 청각 과목을 제외 할 수 있습니다.
- 상승과 하강 제한의 방법으로 양쪽 귀에 6,000 Hz의 주파수 범위 - 250 청력 임계 값을 평가합니다. 중간 정도의 청력 손실을 의미 하나 귀에 어떤 시험 주파수에서 50dB보다 큰 평균 청력 임계 값과 개인은 제외해야한다
- Neuropscyhological 심사
2. 실험 설계
- 세 개의 서로 간섭 조건하에 지연 인식 작업 메모리 태스크를 관리S (신경 실험을위한 제 4 기본 조건) 블록 디자인 (도 2 및 표 그림 1 참조). 두 번 각각의 상태를 반복, 카운터 위해 (균형 라틴 방진 설계 권장). 패러다임의 변형에 따라 다릅니다 그 실험 타이밍과 시련의 수를 참고; 표 1에 설명 된 매개 변수를 사용합니다.
- 무시 산만 한 자극 조건 (DS) :
- 큐 자극을 기억하고 큐 자극의 표현을 유지하기 위해 계속하는 동안 산만 자극을 무시하는 프롬프트 지시 참가자를 표시합니다. 프로브 자극 큐 자극 일치 또는 "NO"경우 프로브가 자극 일치하지 않는 경우 "YES"를 응답하는 참가자 지시.
- 큐 자극을 제시, 즉시 짧은 지연 (지연 1) 하였다.
- 바로 두 번째 짧은 지연 (지연 2) 다음에 간섭 'distractor'자극을 표시합니다.
노트 :참가자는 할 필요가 없다 (그리고 안) distractor 자극과 상호 작용합니다. - 프로브 자극을 제시하고 응답을 수집합니다.
- 자극을 (보조 작업) 상태가 (IS) 중단에 참석 :
- 큐 자극을 기억하고 그 후에 나타나는 방해 자극을 사용하여 보조 작업을 완료 할 수있는 프롬프트 지시 참가자를 표시합니다. "눌러 방해 자극이 차별 기준의 설정이 일치하는 경우에만 버튼"을 다음과 같이 표시 지침은 보조 작업을 완료합니다. 프로브 자극 큐 자극 일치 또는 "NO"경우 프로브가 자극 일치하지 않는 경우 "YES"를 응답하는 참가자 지시.
주 : 판정 기준은 각 변이체에 대한 패러다임과 구별 다음 섹션에서 설명된다. - ). 즉시 짧은 지연 (지연 1) 다음에 큐 자극을 제시 간섭 '누전 브레이커'자극을 제시차 보조 (차별) 작업에 대한 응답을 수집합니다. 다음, (지연 2) 두 번째 짧은 지연을 제시한다.
참고 : 보조 작업을 완료하면 '누전 브레이커'에주의가 필요합니다. - 프로브 자극을 제시하고 응답을 수집합니다.
참고 : 시험의 10 %가 누전 브레이커가 차별의 기준과 일치하는 캐치 시험이다; 삭제 시험을 보상하기 위해이 블록에 추가 시험 (10 %)을 추가한다. 때문에 혼란 모터 응답에 신경 분석에서 모든 캐치 시험을 제외합니다.
- 큐 자극을 기억하고 그 후에 나타나는 방해 자극을 사용하여 보조 작업을 완료 할 수있는 프롬프트 지시 참가자를 표시합니다. "눌러 방해 자극이 차별 기준의 설정이 일치하는 경우에만 버튼"을 다음과 같이 표시 지침은 보조 작업을 완료합니다. 프로브 자극 큐 자극 일치 또는 "NO"경우 프로브가 자극 일치하지 않는 경우 "YES"를 응답하는 참가자 지시.
- 간섭되는 자극 조건없는 (NI) :
- 큐 자극을 기억하고 마음에 그것을 유지하기 위해 참가자를 지시하는 프롬프트를 표시합니다. 프로브 자극 큐 자극 일치 또는 "NO"경우 프로브가 자극 일치하지 않는 경우 "YES"를 응답하는 참가자 지시.
- 바로 다음의 지연 큐 자극을 제시. 빈들에 중앙 고정 크로스를 표시지연 동안 creen.
- 프로브 자극을 제시하고 응답을 수집합니다.
- 기준 / 수동보기 (또는 듣기) (만 신경 실험) 조건 (태양 광 / PL)
- 패시브보기 / (청취 /) 작업 메모리와 방해 자극을 '개선'과 신경 활동 참가자들이 수동적으로보기 기본 활동하는 동안 IS / DS 조건은 상대의 '억제'의 계산을 가능하게 작업을 뇌 영상 중 조건을 듣고 포함, 작업 목표에서 무료로 제공됩니다. (표 2 참조).
- 수동적으로 모든 시각 (/ 청각) 작업 자극을 (/에 들어) 볼 수있는 프롬프트 지시 참가자를 표시합니다. 표시 지침은 간단한 차별 작업을 완료합니다.
- 영상 작업의 경우 (왼쪽 또는 오른쪽) 표시 화살표 방향에 해당하는 버튼을 눌러 참가자를 지시합니다.
- 청각 작업의 경우, 주파수에 해당하는 버튼을 눌러 참가자 지시쉽게 식별 가능한 높은 (2 kHz에서)의 범위 또는 낮은 (0.5 kHz에서) 주파수 사운드 스윕 (높거나 낮은).
- 순차적으로 존재하거나 큐 자극, 지연 1, 방해 자극 및 지연이 표시됩니다.
- 프로브 자극 대신에 화살표 (육안) 또는 사운드 스위프 (청각)를 제시하고 참가자 (전술) 간단한 판정 작업을 완료로 응답을 수집한다.
3. 자극
자극의 1. 일반 준비
- 후술 카테고리의 자극의 세트를 선택 (도 2 및 표 1도 참조).
- 조심스럽게 주제별 합동 또는 부적당 방해 자극 (아래 참고 참조) 기본 작업 메모리 작업 자극 쌍할지 여부를 결정합니다.
- 모든 이미지가 있는지 확인 크기 또는 재 크기 폭 225 픽셀, 높이 300 픽셀 (14 X 18cm)에.
- 현재 이미지는 foveally, 시각 Ang1에 3도 subtending의고정의 전자.
참고 : 자기 공명 실험을 위해, 그 반대의 경우도 마찬가지 현장 작업 메모리 또는시, 예를 들어 기본 작업 메모리 작업 자극에 부적합 간섭 자극, 얼굴 간섭을 사용합니다. 정확하게 얼굴과 장면의 특정 감각 피질 영역을 현지화하기 위해, 작업 기억 실험 이전에 자기 공명 로컬 라이저 작업을 적용 할 수 있습니다. 그런 다음, 간섭 패러다임 동안, 동시에 작업 메모리 큐 자극 (예를 들어, 장면) 및 부적당 한 간섭 자극에 신경 활동의 역 동성을 분석하기 위해 선택적 대뇌 피질의 영역이 장면을 사용하여 얼굴. (예를 들면,면)
2. 높은 수준의 시각적 자극
- 얼굴 자극를 들어, 큰 성인 연령 범위에서, 중립 식으로, 남성과 여성의 얼굴의 그레이 스케일 사진에서 수백 큐 / 프로브 얼굴 자극을 준비합니다. 디지털 방식으로 머리와 귀를 제거하고 얼굴의 윤곽을 통해 흐림을 적용합니다.
- 장면 자극를 들어, 여러 개자리를 준비자연 장면의 그레이 스케일 사진에서 붉은 큐 / 프로브 장면 자극.
- 지연 한 후, 장면이나 얼굴로 구성된 방해 자극을 제시한다. 시험의 90 %에서 '40 세 이상 남성과 세'가 아닌 얼굴을 제시; 시험의 다른 10 %에, 40 세 이상 남성과 숙성면을 제시한다.
- 를 들어, 조건을 (큐와 프로브 사이에 발표)을 방해 자극을 사용하여 다음과 같은 보조 작업을 완료하는 참가자 지시 "중단 참석". 얼굴을 방해하는 40 세 이상 남성과 노인이 "예"응답하는 참가자에게 물어보십시오.
3. 낮은 수준의 비주얼 모션 자극
- 중심와를 중심으로, 75cm의 시청 거리에서 시각의 8도를 가비 (0.08도 X 0.08도 각) 290 공간적으로 임의의 그레이 스케일 점을 포함하는 원형 조리개의 큐 / 프로브 자극을 만듭니다.
- 100 % 모션 조리가 서다와 디스플레이 이동 점(각 부문 3) 운동의 12 가지 방향 중 하나에 초당 10 °의 경사 각도 NCE.
- 판정 임계 값은 상기 제 오류 재판에 도달되도록 바로 아래 100 %의 정확도를 산출 시각적 식별 값을 설정하는 적응성 계단 임계 과정 (2 도씩)를 사용한다.
- 지연 한 후, 시계 반대 방향으로 원을 그리 도트로 구성된 간섭 자극을 제시한다. 시험의 다른 10 %에이 시험의 90 %에 '정상'속도 모션 (초당 10도), 빠른 렌더링.
- 조건을 중단 할 참석, 다음의 보조 작업을 완료하는 참가자를 지시 : 응답 "예"소용돌이를 중단하는 것은 빠른 경우.
4. 낮은 수준의 청각 모션 자극
- 무작위로 900 Hz에서 1,100 사이에서 선택 중간 주파수와 주파수 범위에 걸쳐 사운드 모션 스윕의 큐 / 프로브 자극을 만듭니다. 구축사운드 모션 스위프 주파수는 중간 주파수에서 ± 0.5 옥타브에서 중간 주파수와 끝에서 ± 0.5 옥타브에서 시작합니다.
- (-0.5에서 시작하여 0.5 옥타브에서 끝나는) '위로'와 (+0.5에서 시작 -0.5 옥타브에서 끝나는) 모션 스윕 자극을 '다운'의 동일한 부분을 제시.
- 65dB SPL의 편안한 청력 수준으로 볼륨을 조절합니다.
- 임계 화 : 85 % 정확한 수행에 청각 판별 정확도를 확립 제스트 적응 절차를 사용한다.
- 지연 한 후, 단일 톤 이루어진 간섭 자극을 제시한다. 시험의 90 %에 주파수 2 kHz의 톤과 시련의 다른 10 %에 2.3 kHz의 톤을 재생합니다.
- 조건을 방해하는 참석, 다음 이차 참가자가 작업을 완료하도록 지시 : 톤을 방해하는 높은 주파수 큐 (2.3 kHz에서) 인 경우에 응답한다.
5. 프로브 자극
- 모든 WM 작업에 대한 자세한 내용은 다음을 확인프로브 자극의 50 %가 일치하는 큐.
- 임계 된 차별 수준 5,10,11와 저레벨 동작 태스크에서, 참가자의 역치 자극 판정 레벨의 절대 값에 의해 큐 다르게, 큐와 일치하지 않는 프로브 자극의 50 %를 설정한다.
주 : 임계 화는 10 °로 참가자의 시각적 판정 레벨을 설정하는 경우 예를 들어, (프로브가 45도 (50 % 재판에 매치) 또는 45 ± 10도 중 움직이는으로 45도 이동 35 시각적 움직임 큐 쌍 또는 55도, 50 % 시험의 각 비 일치).
4. 간섭 조건을 비교
- 시, 간섭의 다른 유형 전후 중요한 시간이 지점에서 행동 성능과 신경 활동을 비교, 같은 SPSS 등의 통계 소프트웨어를 사용합니다.
참고 : 여러 매뉴얼이 온라인으로 사용하고 간단한 STATISTICA를 실행하는 방법에 대한 단계별 지침과 스크린 샷을 제공난 SPSS에서 분석한다.- 간섭이없는 상태 (도 4) 중 성능에 간섭 조건 상대적인 동안 작업 메모리 정확도 및 응답 시간을 대조하여 행동 성능에 정전 대 산만의 영향을 계산한다. 예를 들어, 한 쌍의 t-시험은 두 간섭 (또는베이스 라인) 사이의 조건 또는 RT 정확성을 비교하기 위해 사용될 수있다.
참고 :이 특정 작업 조건 사이의 t-test를 비교하기 전에, 반복 측정 분산 분석 패러다임에서 모든 작업 메모리 조건에 걸쳐 비교하는 것이 좋습니다. - 및 신경 영상 검사, 프리 프로세스에 대한 양상 및 관심 대책 적절한 pipline에 따라 데이터를 처리한다.
- EEGLAB 또는 소프트웨어의 지시 및 추천 처리 스트림을 이용하여 원하는 소프트웨어 패키지와 EEG 연구 공정 EEG 데이터에 대한.
- 소프트웨어 PAC와의 fMRI 연구의 경우, 공정의 fMRI 데이터선택 (등 AFNI, SPM, FSL, 등)의 케이지, 소프트웨어의 지침 및 권장 처리 스트림을 사용.
- , 작업 기억 중에 간섭의 결과로 신경 활동 변조를 평가 통계 따라서 기본 지각 처리 (그림 4)에 대한 제어 (/ 듣기) 수동보기 동안 조건을 신경 활동에 이러한 조건에서 신경 데이터를 대조합니다.
- 양의 값은 항상 기본 또는 기준선 아래에 더욱 억제 위의 큰 향상을 표시하도록 측정을 계산합니다. P100의 경우, 수동적으로 볼 자극 (PV)에 의해 유발 된 것과 산만 자극 (DS)로 정량화 된 신경 활동을 뺀 신경 억제를 계산 (예 : 태양 광 발전 - DS). 방해 자극에 의해 유발 된 것과 기준 수동적으로 볼 자극에 정량화 된 BOLD 활동을 빼서 자기 공명의 향상을 계산하면 (IS) (즉 : IS - 태양 광 발전).
- 통계적으로 작업 기억에 간섭의 다른 유형의 해상도에 하향식 관심의 특정에 미치는 영향을 확인하기 시작 참석 중단 동안 활동 대 무시 산만에 의해 유발 신경 변조를 비교합니다.
- 간섭이없는 상태 (도 4) 중 성능에 간섭 조건 상대적인 동안 작업 메모리 정확도 및 응답 시간을 대조하여 행동 성능에 정전 대 산만의 영향을 계산한다. 예를 들어, 한 쌍의 t-시험은 두 간섭 (또는베이스 라인) 사이의 조건 또는 RT 정확성을 비교하기 위해 사용될 수있다.
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Representative Results
이 간섭 패러다임은 젊은 세 이상 성인 (개요 표 2 참조) 작업 기억에 뚜렷한 행동에 미치는 영향과주의 산만의 신경 메커니즘 및 중단에 관한 중요한 연구 결과의 생성을 가능하게했다.
동작. 행동으로는, 기존의 문헌과 일치, 중단은 지속적으로 메모리 성능 2-5, 10,11,12 작업에 방해 대 더 해로운 영향을 부여한다. 노인은 특히 복잡한 시각적 객체 자극 (얼굴과 장면) 2,3,4를 사용하여이 패러다임의 버전, 젊은 성인에 더 큰 간섭 적자 상대를 나타낸다. 그러나 연령은 낮은 수준의 청각 운동 패러다임 변형 5 간섭 적자를 악화하지 않으며, 낮은 수준의 시각적 모션 변형 5 (다시 분석 이전에 게시 된 데이터 세트의 10, 11 참조). 참고로, 낮은 수준의 시각과 AUD연령에 해당하는 행동 결과에 기여 할 수 있습니다 노소 각 개인의 지각 임계 된 자극, 사용하는 태스크의 itory 모션 변형.
간섭의 신경 상관물.의 fMRI와 EEG 기록을 사용하여 신경 데이터는 수동적으로-무시-대와 피 참석 간섭 자극을 본의 별개의 처리를 보여줍니다. 가장 패러다임 변형에서, 여러 신경 마커 WM 성능뿐만 아니라, 연령 관련 간섭 적자 기초 수도 이전 및 젊은 성인의 신경 처리 사이의 차이를 예측한다. 의 fMRI 증거는 인코딩 된 항목은 중간 정면 이랑 (MFG)를 통해 지연에 걸쳐 유지되는 것을 제안 - NI와 DS 조건에서 시각 협회 피질 (VAC) 연결; 그러나 인터럽트 발생시 자극이 MFG-VAC 연결은 중단되고, 그 후, 프로브 (2) 외관에 활성화. 이 능의 퇴직 이후의 재 활성화최종 연결은 시각적 인식 WM 성능을위한 중요한 나타납니다. 또한, 노인은 중단에서 분리하는 데 실패하고 효과적으로 파괴 MFG-VAC 메모리 네트워크 (3) 내에서 기능적 연결을 다시 설정하지 않습니다. 다른 여러 가지의 fMRI와 EEG 연구에서 수렴 증거는 누전 브레이커의 과도한 또는 장기간 처리가 WM에 간섭 관련 적자의 기초가되는 가설을 강화한다. 또한 참고로 (PV 동안의 활동에 대해) IS에서 누전 브레이커에 덜 신경 향상 개선 WM 정확도와 응답 시간 2,4,10 (11)와 상관 관계.
. 간섭의 해상도를 조절 모두 청소년과 10,11,12 노화에 간섭 해결 능력의 일부 순응성에 증거 포인트를 축적. 단일 세션 내에서 젊은 성인 간섭에 의한 WM 중단 (10)에 상당한 개선을 보여줍니다. 이 행동 개선중단에 신경 활성화 사이의 반비례 관계 및 WM에 즉각적인 영향에 대한 증거를 제공하고, 실험 블록에 걸쳐 중단의 감소 처리와 관련된다.
최근의 증거는 확장 된인지 훈련이 노인의 메모리 작업을 작업하는 동안 간섭 처리 개선에 효과를 전송할 수 있음을 나타냅니다. 멀티 태스킹 훈련의 12 세션 후, 노인은 단일 태스킹 훈련을 완료 한 참가자에 대해 DS와 NI 조건에서이 작업의 높은 수준의 비주얼 (얼굴과 장면) 버전에 WM 성능을 향상시켰다. 멀티 태스킹 트레이닝 그룹은 또한 IS, DS, 및 NI 조건 12 무 접촉 컨트롤 WM 성능 비해 개선되었다. 또한 참고로 낮은 수준의 시각적 모션 변형에 지각 차별 교육의 10 세션의 효과를 프로빙 다른 교육 실험에서, 노인은 NI의 개선을 보여 주었다하지만 콘디입니다낮은 수준의인지 적 학습에 의해 구동 일반 작업 메모리 개선을 나타내는 기,하지만 간섭 해결 능력 (11)에서 더 개선.
예 / 아니오 키 그림 1. 키보드. '예'와 '아니오'반응을 나타내는 스틱에 'Y'이웃 키에 'N'레이블 행동 및 뇌파 실험을위한 키보드. 더 크게 보려면 여기를 클릭하십시오 이 그림의 버전입니다.
그림 2. 높은 수준의 비주얼 (합동) 실험 설계. (행으로) 네 간섭 조건의 각 시험의 흐름,의와높은 수준 비주얼 (합동) 패러다임의 변형에서 timuli. 각 사각형은 시험 (열)의 특정 부분에 화면에 표시되는 것을 보여줍니다. ITI 간 시험 간격을 =. 매개 변수 타이밍은 표 1을 참조하십시오.이 그림은 클랩 등의 알에서 수정되었습니다. 2010 년 2. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
패러다임의 변형에 의해 그림 3. 자극. (열을 기준으로 경계가) 대표 큐 / 프로브 (맨 윗줄)와 각 패러다임의 변형에 대한 방해 자극 (아랫 줄). 높은 수준의 시각적 합동 변이체 (1A)에서, 얼굴이 큐 / 프로브 자극 (맨 윗줄)로 사용되며 다른 얼굴 간섭 자극 (하단 행)로서 사용된다. (1B) : 높은 수준의 비주얼 INCongruent 변형 : 큐 / 프로브 자연 장면이다 자극을 방해하는 것은 얼굴이다. 1C : 로우 레벨 시각적 움직임 : 큐 / 프로브 도트 대각선 함께 유동 (화살표는 모션을 전달하기 위해 여기에 도시되어 있지만, 화면에 표시되지 않음) 된 도트 모션 kinematogram이고; 어느 빠르거나 느리게 회전 도트 모션 kinematogram 자극을 방해한다 (전술 된 바와 같은 화살표는 모션을 전달하기 위해 여기에 도시되어 있지만, 화면에 표시되지 않음). 1D : 낮은 수준의 청각 운동 : 큐 / 프로브가 이동하거나 한 옥타브 아래로 소리 스윕이다 (만 고정 크로스가 화면에 나타납니다) 자극을 방해하는 고정 고주파 음입니다. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
그림 4. 대표 데이터 : 신경 활동 비교사이의 간섭 상태. interruptors (IS), 수동적으로 볼 자극 (PV)와 방해 자극 (DS)에 신경 활동의 변조의. 이 : 평균 대기 시간 (밀리 초) 및 진폭 (μV)를 보여주는 전위 (ERP) 데이터가 '방해'얼굴에 후두 전극에서 반응을 유발 이벤트 관련. (- PV IS) ERP 컴포넌트 P100 레이턴시 interruptors 상당한 개선을 보여준다. B : ERP 구성 요소 P100의 진폭 변조 및 작업 기억의 정확성 사이의 상관 관계. 참가자 누전 브레이커를 향해주의를 할당 양 (IS - 태양 광 발전, 향상)에 부정적인 WM 성능 (R 5 = -0.7, P <0.001)와 상관 관계. 마찬가지로 distractor 멀리 할당 관심의 양 (PV - DS, 억제) 긍정적 WM (R = 0.5, P <0.05)와 상관 관계. '간섭'얼굴에 대한 응답으로 방추형 얼굴 영역 (FFA)의 C.의 fMRI BOLD (혈액 산소 수준에 따라 다름) 활성화는 바로 표시됩니다R 그래프. 굵은 응답 (향상은 [IS> 태양 광 발전, P <0.01]) 방해 자극에 interruptors에 응답하여 최고 및 최저이고, 자극을 중단 향상된 처리를 시연. D : 템플릿과 신경 비교를위한 예. 측정은 양의 값은 항상 기본 또는 기준 이하에서 더 억제 위의 큰 향상을 표시하도록 계산된다. (- DS 즉 PV) P100 들어, 신경 억제는 수동적으로 보아 자극 (PV)에 의해 유발 된 것과 산만 자극 (DS)로 정량화 신경 활동을 감산함으로써 계산된다. 향상이 방해 자극에 의해 유발 된 것과 기준 수동적으로 볼 자극에 정량화 된 BOLD 활동을 빼서의 fMRI에서 계산됩니다 (IS) (즉 : IS - 태양 광 발전). 이 그림은 클랩 등의 알에서 수정되었습니다. 2010 년 2. 이 그림의 더 큰 버전을 보려면 여기를 클릭하십시오.
표 1 : 타이밍 파라미터 각 패러다임의 변형 (행)에 대한 실험 타이밍.. 시간의 범위 (예 : 2,800 - 3,200 밀리 초)의 재판이 부분의 타이밍이 무작위로 주어진 범위 내에서 선택 타이밍, '터링'을 나타냅니다. 합동 방해 자극이 큐 / 프로브와 같은 유형 (즉 : 얼굴 큐 / 프로브 및 얼굴 간섭), 자극을 방해 부적당가 다른 유형 인 반면 (예 : 현장 큐 / 프로브 및 얼굴 간섭). ITI 간 시험 간격을 =. ITI에 큐에서 각 행은 하나의 재판 (재판 흐름의 묘사를 위해, 그림 1 참조) 나타냅니다.
표 2 : 간섭 패러다임 애. Y 행동 및 신경 결과이 간섭 패러다임을 얻을 주요 행동 및 신경 결과는 연구가 제시하고 자극 매개 변수, 참가자 연령 그룹, 및 이미징 modality.YA = 젊은 성인에 의해 분류된다; OA는 = 노인.
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Discussion
소설인지 적 패러다임은주의 산만 및 중단으로 작업 메모리 간섭을 조사에 효능을 보여 주었다. 이 패러다임과 여러 변형, 감각 양식, 자극 복잡성 레벨 및 촬상 방법의 사용을 통해 연장되는, 상세한이다.
적절한인지 및 지각 능력을 확인하기 위해 실험, 사전 화면 모든 참가자를 시작하기 전에. 낮은 수준의 지각 자극을 이용한 실험에서, 참가자 간의 동등한 난이도 지각 차별 수준으로 자극을 교정하는 적응 적 임계 절차를 관리. 의도 된 영상 기법과 자극 유형에 대한 실험 변형 매개 변수를 준수합니다. 모든 간섭 조건을 실행 (간섭되는 자극은,주의 산만을 무시하지 중단에 참석하고, 수동보기 (신경 녹음에만 필요)) 카운터, 블록 디자인 및 조건 사이의 행동 및 신경 데이터를 비교상술 한 바와 같이. 다른 자극 유형과 메모리 간섭을 작업 탐구하려면 프리젠 테이션 스크립트에서 원하는 자극을 대체합니다.
이 패러다임을 사용하여 기존의 연구는 몇 가지 한계가있다. 저수준 시청각 모션 변이체 동안 모두 임계 된되지 않은 각 참가자, 고레벨 시각적 얼굴 장면 변형함으로써 완성 적응 계단 절차에 의해 설정된 지각 차별 임계 값을 사용하는 대신 모든 참가자 간의 동일한 자극을 사용한다. 또한 작업은 더 나은이 간섭 작업에 지각 임계 값의 영향을 이해하는 것이 필요합니다. 낮은 시간 해상도로 인해 자기 공명 실험은 명백하게 공간적 뇌에 편재 될 수있는 부적당 간섭 자극을 사용하면서 또한 합동 간섭, 행동 및 EEG 모든 실험에서 사용된다. GRE를 불러 일으키는 것으로 알려져있다 프로브 / 큐와 합동 자극을 방해부적당 한 자극 2의 그것과 상대의 ater 간섭 비용. 부적합 방해 자극 심지어 어떤 상황 (34)의 간섭 비용이 없습니다. 어쩌면 부분적으로 사용되는 뇌 영상 툴에 의해 제한되는, 사용할 패러다임 변이체 선택하거나 연구 사이에서 비교할 때 따라서, 합동 및 부적당 자극 사이의 차이가 고려되어야한다.
이 문서에 설명 된 패러다임은 소설, 작업 메모리 작업에 방해 또는 중단에 의해 간섭을 구별하기 위해 우아한 방법을 제공합니다. (그림 4) 네 간섭 조건 사이의 자극 잠금 신경 데이터를 비교하는 것은 하향식 처리에 관심과 외부 간섭을 해결하는 신경 메커니즘의 대상 해명에 다른 기술에 비해 상당한 이점을 제공한다. 또한, 다양한 종류의 자극을 해결하기 위해,이 패러다임의 프레임 워크의 융통성있게 효율적으로 CO도메인 간의 간섭 mparison. 또한, 낮은 수준의 시청각 실험 지각 임계이 패러다임의 사용은 간섭 실험 차이보다는, 간섭 해상도 특정 결손에 기인한다는 보장은 참가자에 걸쳐 유사한 지각 어려움을 정하는 많은 다른 방법보다 우수 자극의 인식에 혼란 기준의 차이.
앞으로의 연구는주의 산만 및 중단에 의해 처리 및 해결 간섭의 차이를 탐험을 계속하는 데 필요한,이 용량은 어떻게 개선 될 수 있습니다. 이 보조 작업인지 요구하지 않았다, 즉 예를 들어, 현재 패러다임 변이체의 각각에, 인터럽트 태스크에 정확성 둘 이하 및 노년층 (100 % 5; 93 % 4 90 % (3))이 매우 높았다. 앞으로 연구진은 PRI의 어려움을 조절하도록 선택할 수 있습니다메리 및 / 또는 메모리로드이나 간섭 부하를 작업하는 성능과 신경 활동과 상호 작용하는 방법을 공개하기 위해 보조 (중단) 작업. 또한, 낮은 수준의 시각과 청각 자극과 높은 수준의 시각적 자극 사이의 비교를 보완하기 위해,이 패러다임에 대한 미래의 변형은 높은 수준의 청각 자극과 간섭의 역할을 조사 할 수있다 (예 : 음성)을하고, 자사 가능 미래 버전은 임계에게 높은 수준의 시각적 자극을 지각 할 수있다. 마지막으로,이 패러다임은 간섭 - 해상도의 특정 측면을 향상시키기 위해, 다양한 임상 집단에서, 상이한 개입의 효능을 테스트하는 데 사용될 수있다. 예를 들어 ADHD 또는 정신 분열증 환자에서이 패러다임의 사용은 이들 질환에 관여하는 특정 간섭 적자의보다 정확한 측정을 가능하게 할 수있다. 또한,이 패러다임은 INTERF 여부를 평가하기 전에 관리 및 개입 후, 즉 치료 평가,로 사용할 수 있습니다특정 인구 퍼런 적자는 행동 치료 또는 약물이나 다른 중재로 완화 될 수있다. 앞으로의 연구는이 패러다임에 대한 결과는 마음의 방황과 메모리 범위를 작업으로 다른 개인의 차이에 상관 관계를 어떻게 조사 할 수있다.
요약하면, 이러한 간섭 패러다임은 외부 간섭 (신연 및 중단)의 다른 유형의 행동 및 신경 상관 관계를 이해하기위한 도구로서 명확 유틸리티를 갖고, 시청각 도메인에서 간섭 간의 차이를 규명뿐만 아니라 도울 수 간섭에 자극 복잡성과 합동의 영향.
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Disclosures
저자가 공개하는 게 없다.
Acknowledgments
이 패러다임의 개발자, 특히 웨슬리 클랩 앤 베리므로 Jyoti 슈라, 마이클 루벤스, 그리고 시어 도어 Zanto에 감사드립니다. 이 작품은 NIH 보조금 5R01AG0403333 (AG)에 의해 지원되었다.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Computer for stimulus presentation | Dell | Optiplex GX620 | hardware/software requirements will vary based on stimulus presentation software |
| Cathody Ray Tube (CRT) monitor | ViewSonic | G220fb | 21"; recommended due to its superior latency relative to that of LCD monitors in displaying visual stimuli; chair should be positioned 75 cm away |
| E-Prime software | Psychology Software Tools, Inc. | E-Prime 2.0 Standard | a different experimental presentation software can be used in place of E-Prime (e.g. Presentation (Neurobehavioral Systems), or PsychoPy (open-source); E-Prime and Presentation are compatible with Microsoft Windows, PsychoPy is compatible with Microsoft Windows, Mac OS X, and Linux) |
| Keyboard/response pad for Behavioral or EEG experiments | Keyboard: Razer; Response Pad: Cedrus | Keyboard: BlackWidow Ultimate; Response Pad: RB-830 | any standard computer keyboard is acceptable, though response pads may offer more precise timing (ie: Cedrus RB-830 guarantees 1 ms resolution) |
| Keyboard/response pad for MRI experiments | Curdes | Package 904 | ensure that keypad is MR-compatible |
| Headphones (for auditory behavioral experiments) | Koss | UR29 | |
| EEG-compatible Headphones (for auditory EEG experiments) | Etymotic | ER3-50; ER3-21; ER3-14A | |
| MRI-compatible Headphones (for auditory MR experiments) | Etymotic | SD-AU-EAER30 |
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