Introduction
התנהגות מדריכי שליטת תשומת לב על ידי הפניית המשאבים העצביים והקוגניטיבי שלנו כלפי אותות קלט בחרו, תוך הגבלת גישה לאותות אחרים, המבוסס על מטרת התנהגות נתון 1. לדוגמא, בעת קריאת ספר, האותות החזותיים המתאימים לספר הם אותות היעד להיות משופרים, ואילו אותות חושיים אחרים - כגון הטלוויזיה בחדר הסמוך - הם אותות מסיח שנחלשו. הקלטות בשני קופי אדם ושאינם בני אדם 1-4, מצביעות על כך שתגובות עצביות בקליפת המוח התחושתית משופרות למטרות השתתפו ביחס למסיחים התעלמו במהלך קשב סלקטיבי, מצביעים על כך שהכח של תשומות חושיות במוח מווסת כפונקציה של האם הם מסווגים כיעדים או מסיחים 5-7. אנו מתייחסים לזה הבדל בעוצמת אות כאשר השתתפות לעומת התעלמות כהשפעת אפנון תשומת לב.
של הגדלת ריבית היאהשאלה אם וכיצד התהליכים העצביים של השתתפות לתרום לשליטת תשומת לב וליקוייה, בנפרד מהתהליכים העצביים של התעלמות. זה ברור יותר ויותר כי היכולת להתעלם הסחות דעת יכולה להיפגע באופן עצמאי מהיכולת שלנו להשתתף במטרות. לדוגמא, מסיח-דיכוי יכול להיפגע עם עומס מוגבר משימה 8, הזדקנות קוגניטיבית 9 ומניעת שנת 10, ללא הפחתה בשיפור היעד. לא ידוע כרגע אם הפחתה בשיפור היעד יכול להתקיים גם ללא גירעון בדיכוי מסיח. אולי חשוב יותר, היא לא נפתרה אם גירעונות של שני המטפלים או התעלמות, אבל לא את שניהם, יכול להבהיר תנאי נוירו-פסיכיאטריים שבו שליטת תשומת לב הינה פגומה. ככזה, הוא בעל ערך כדי להבין טוב יותר אם השתתפות והתעלמות נובע ממסלולים בקליפת המוח להפרדה, אם ואיך הם שונים בדינמיקה עצבית. על ידי מדידת השתתפות והתעלמות תהליכים בנפרד, ניתן לטפל שאלות כאלה.
כאן אנו מתארים מתודולוגיה למדוד את אותות neurophysiological של השתתפות והתעלמות בנפרד, אבל במקביל, בקשב מתמשך. גישה זו מתבססת על אפקט אפנון תשומת לב: ההבדל במשרעת של תגובה חושית עצבית כאשר הפרט הוא השתתפות לעומת התעלמות לגירויים שבזרם חושי. השפעת אפנון תשומת לב היא כלי רב עוצמה לאיתור תשומת לב אפנון על אותות חושיים, אבל זה מונע את היכולת להעריך את הדינמיקה נפרדת של השתתפות והתעלמות תהליכים. כלומר, הבדל בתגובות חושיות עצביות כאשר השתתפות לעומת ההתעלמות עלולה להתעורר בגלל התהליך של תשומת לב משפר אותות יעד חושיים, או בגלל התעלמות מדלדלת את אותות מסיח חושיים, או שניהם. כדי לבחון בין חלופות אלה, השימוש במצב שליטה נוסף נדרש בי אחד מכמת את החוזק,שעות של תשומות חושיות בתחילת המחקר הטבעית שלהם, כאשר הם לא השתתפו ולא להתעלם ממנה. זה דומה להליכה ברחוב סואן מלא במכוניות, אך לא באופן פעיל צופה (למשל, למונית) ולא באופן פעיל תוך התעלמות (למשל, מכוניות שאינן מונית ואוטובוסים) מכוניות החולפות. לפי הערכת אותות חושיים ההשתתפו או להתעלם ממנו, ביחס למצב פסיבי התייחסות, הגודל ועיתוי של השתתפות והתעלמות תהליכים ניתן לכמת בנפרד.
שימושים יעילים של שליטה כזאת פסיבית במדידת תהליכי השתתפות ומתעלמים כבר דווחו בעבר במחקרים של תשומת לב מקדימה 11-13 ואינטראקציות זיכרון-לב 9,10,14-17. כאן אנו מתארים את השימוש בגישה זו בהקשר של קשב מתמשך, ברמז שאינו, רציף, intermodal משימת תשומת לב (כלומר, שמיעתית-חזותית) (IMAT) 18. במילים אחרות, שיטה זו היא מתאימה ללימוד ראט המתמשךאה מ תהליכי בקרת הכנה, המאפשר מעקב אחר התהליכים אלה על פני זמן. שיטה זו גם מכמתת תהליכי בקרה שלווסת תגובות חושיות על פני שיטות חושיות שונות (כלומר, שמיעתיות לעומת חזותי), ובכך מתמקדת בתהליכים שאינם מתמחים בתחום חושי או תוכן מסוים. בניגוד להדמיה בתהודה מגנטית תפקודית קודמת לומדת 15,19,20, מסלולים בשיטה זו השתתפות והתעלמות תהליכים באמצעות איתותי neurophysiological זמנית נפתרו (electroencephalography, EEG), ובכך לספק רזולוציה אלפית שנייה בפרופילים זמניים של השתתפות והתעלמות תהליכים. תוצאות הנציג שלנו להדגים את השימוש בטכניקה בזיהוי ראיות ישירות למקורות להפרדה קליפת המוח ודינמיקה זמנית של התהליכים העצביים של השתתפות והתעלמות, ותרומות ייחודיות להשפעת אפנון תשומת לב.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
הערה: פרוטוקול מחקר זה פותח בהתאם להנחיות האתיות אושרו על ידי המועצה לביקורת המחקרית באוניברסיטת קליפורניה בלוס אנג'לס.
1. הכנת שמיעתית וגירויים חזותיים
- שימוש בתוכנה שבה יכולים להיות שנוצרו דימויים חזותיים, ליצור שתי שבכות סינוסואידה קנה המידה אפורות, כ 5.7 אינץ 'בקוטר של כל תדר (לדוגמא, 1.36 מחזורים / תואר של זווית ראייה). התמונות יהיו משך 100 אלפיות שניים על המסך.
- הטה אחד התיל על 10 מעלות חזותיות מייד את החציון, ולהטות את אחרים צורם את אותה כמות בצד השמאל של צורם.
- ודא כי מידת ההטיה היא מספיק כדי לאפשר למשתתפים להבחין הטיה שמאלה מהטיה נכונה מבלי להסתמך על ניחושים.
- שימוש בתוכנה שבה יכולים להיות שנוצרו גוונים שמיעתיים, ליצור שני גוונים טהורים של 100 אלפיות שני משך.
- Mמתקין אחד מהגוונים של המגרש גבוה והאחר של המגרש תחתון. לדוגמא, המגרש אחד יכול להיות 750 הרץ והרץ 900 האחר.
- באשר לגירויים החזותיים, להבטיח שהם מספיק הגוונים שונים כך שהמשתתפים יכולים להבחין ביניהם מבלי להסתמך על ניחושים.
2. תכנות של גירוי המצגת
- שימוש בתוכנת מצגת, ליצור קוד המחשב שישלטו בהצגת הגירויים השמיעתיים וחזותיים במהלך הניסוי.
- ראשית בחר את מספר הגירויים שיוצג. הווה לפחות 150 של כל אחד מגירויים חזותיים ושמיעתיים לתנאי ניסוי, כדי להבטיח שיש מספיק חזרות לתגובת neurophysiological אמינה.
- גירויים חזותיים הווה מרכזי על רקע אפור, עם המשתתף יושב במרחק צפייה נוח. להציג את הגירויים השמיעתיים דרך רמקולים ממוקמים משני צדי חלוקי הנחלn.
הערה: גירויים חזותיים אנו ממליצים רקע אפור, עם ערכי RGB בנקודת האמצע (128128128) בין לבן טהור (255255255) ושחור טהורים (0,0,0), עם הלבן ושחור בשימוש בדור של סינוסואידה גירויים. הדבר מבטיח כי הבהירות הממוצעת של הרקע והגירוי היא דומה, ולעומת זאת היא קבועה בין כל נקודה בגירוי והרקע. - לכל אחד מגירויים שמיעתיים וחזותיים, באופן עצמאי לבחור את העיתוי לגירויים.
הערה: זה מונע ממשתתפים מצפים גירויים המבוססים על מערכות יחסים זמניות בין שני הזרמים. - השתמש מרווח בין גירוי (ISIS) בסך של כ 1 שניות בין מצגות רציפות של גירויים מאותו הערוץ. איטי ISIS יהפוך את המשימה תובענית יותר על ערנות, ISIS מהר יותר יכול לעשות את זה בלתי אפשרי עבור משתתפים לעשות את התגובות שלהם בזמן.
- להשתנות ISI המדויקת באופן אקראי בטווח, כגון 0.7-2 שניות, ללהפוך את הגירויים בלתי צפויים למשתתפים, מניעת תגובות עצביות הקשורים בציפייה.
- בגלל אינטראקציות בין-מודאלי יכולות לנבוע מבו זמנית או כמעט בו זמנית הציגו 21,22 גירויים, לשמור ISI בין גירויים משני זרמים שונים בלא פחות מ -300 מילים-שני.
- ודא שהגירויים השמיעתיים וחזותיים מופיעים להתרחש רציף למשתתפים, אבל אף פעם לא שיתוף מתרחש.
- אחרון, לחלק את הגירויים למקטעים של עשרים וחמש. מגזרים אלה יהיו קדמו אחת משלוש הוראות משימה שנבחרו באקראי, שתוארו בסעיף הבא.
3. הוראת משימה
- לכוון את המשתתף למשימה לפני איסוף אמצעים חשמליים ממוח.
- להורות למשתתפים להשתתף ולהגיב לצלילי השמיעה ולהתעלם מהגירויים החזותיים כאשר ההוראה היא "תשמע". להציג הוראה ב זהoth באמצעות אודיו ואמצעים חזותיים.
- להקצות שני כפתורים למשתתפים לעשות תגובות לכל טון. לדוגמא, "לחץ על החץ השמאלי אם הטון הוא גבוה, וחץ ימינה אם הטון הוא נמוך", כאשר ההוראה היא "תשמע".
- כמו כן, להורות למשתתפים להשתתף ולהגיב לשבכות חזותיות ולהתעלם מהגירויים השמיעתיים כאשר ההוראה היא "תראה".
- להקצות שני כפתורים למשתתפים לעשות תגובות לשבכות חזותיות. לדוגמא, "לחץ על החץ השמאלי אם הצורם מוטה לשמאל, והחץ ימינה אם הצורם מוטה לשמאל".
- השתמש באותו שני כפתורים לגירויים חזותיים כלגירויים שמיעתיים כדי לשפר את ההתערבות בין השיטות ולכן הצורך להעסיק מנגנוני בקרת תשומת לב.
- לבסוף, להורות משתתפים לעשות שום תגובות כאשר ההוראה היא "פסיבית", אך להבטיח שמשתתפים לשמור על העיניים שלהם פתוחים וממוקדים על המסך.
- לאורך כל פגישת המשימה, לסירוגין ההוראות ל" תקשיב "ו-" תראה "בין המגזרים לעבור לערוץ השתתף בעבר כדי להיות רלוונטי, ובכך הופך אותו מסיח חזק.
- להזכיר למשתתפים לשמור על העיניים שלהם מקובעים על אמצע המסך, או נקודה קטנה או כוונת הוצגה במיקום של הגירוי החזותי, וכדי לשמור על העיניים שלהם פתוחים לאורך כל הניסוי.
- לבנות בשמונה עד עשר הפסקות השניה בין מגזרים למיתון השפעות של עייפות, לאפשר למשתתפים לנוח עיניהם, כמו גם הפסקות דקות 1-2 יותר מדי דקות 6-8.
- לבסוף, לספק כל משתתף עם תרגול מספיק כדי לוודא שהם מבצעים את המשימה בצורה נכונה. זה עשוי להיות מועיל, במיוחד עבור משתתפים שיש להם קשיי תשומת לב, לתרגל החזותי ושמיעתיות משימות עם הזרם השתתף מוצג באניsolation, ללא הצגה המקבילה של זרם המסיח.
4. איסוף נתונים הנוירופיזיולוגי
- ברגע שהמשתתפים מכירים את המשימה, להתחיל אוסף של תגובות neurophysiological לאותות השתתפו והתעלמו במהלך IMAT.
- הכן את electroencephalography כובע (EEG) וציוד הקלטה על פי הוראות יצרן, ובהתאם לתקני המתודולוגיה והפרסום הנוכחיים למחקר EEG 26,27.
הערה: פרמטרים הקלטת EEG חשובים להקלטת EEG במהלך IMAT, שיכול להיות משתמש שצוין, כוללים: (א) קצב דגימה של 128-1,024 הרץ, כדי ללכוד את התדירות נמוכה של אותות ה- ERP; (ב) לסירוגין הקלטה נוכחית (AC) כדי למזער להיסחף איטי; רשת עם דגימה של כל קרקפת ועם במינימום של 64 חיישנים, אם ניתוחי הדמיה המקור הם שיש לבצע (ג). - החל הכובע לקרקפת של המשתתף ולאמת עכבת אות ואיכות בכל אחד מהחיישנים. להקדיש תשומת לב מיוחדת על מנת להבטיח שעכבות של אלקטרודות ההקלטה הן אחידות ובטווח המומלץ על ידי יצרן.
הערה: בשלב זה, גם להוסיף כל מכשירי מדידה פיזיולוגית נוספים אם רוצה לאסוף אותות פיסיולוגיים שאינם עצביים כגון נשימה או דופק. - לסנכרן את הקלטות neurophysiological עם תוכנת מצגת גירוי ותוכנת הקלטת neurophysiological לפי הוראות יצרן.
- רשום את אותות neurophysiological בעוד המשתתף מבצע את המשימה, על מנת להבטיח שיש לו את תוכנת הקלטת רישום מדויק של העיתוי של כל גירוי ותגובה לניתוח שלאחר מכן.
5. ניתוח נתונים מקוון
- הכן את נתוני neurophysiological לניתוח סטטיסטי באמצעות תוכנת ניתוח.
- ראשית, להסיר רכיבי אות שאינן עצביים שיתרמו לשונות neurophyהקלטות siological של תגובות מוח.
- שימוש במסנן גבוה לעבור של 0.1-1 הרץ, כדי להסיר ערימות איטיות כגון אלה הנגרמים על ידי שינויים בעכבה של החיישנים.
- שימוש במסנן נמוך לעבור של 30-50 הרץ כדי להסיר רכיבי תדר גבוהים שהוצגו על ידי רעש חשמלי.
- לזהות חיישנים שמראים נתונים לא אמינים, ולא לכלול אלה או לשרבב את האותות.
- לזהות ולחסל רכיבי רעש נדירים גדולים כגון artefact שרירים מהתכווצות לסת או תנועות של המצח, ותרומות שיטתיות, שאינן עצביות, כגון תנועות עיניים.
הערה: אלגוריתמים אופייניים להסרת רכיבים שאינם עצביים כוללים ניתוח עצמאי רכיבים ורגרסיה, כמו גם אלגוריתמים איטרטיבי המבוססים על קריטריונים מפורשים בחירה (למשל, שינויי מתח שיעלו על סף). פעל לפי הנחיות של תוכנת ניתוח זמינה, ותפעל בהתאם לסטנדרטים הנוכחיים למחקר EEG 26,27.
- תקופות זמניות התמצית הבאה בסך של כ 1 שניות מקיפות כל שמיעתית וחזותי מוצגות כל אירוע. כולל 100 אלפיות שניים שקדמו להופעת הגירוי לשמש מרווח תחילת המחקר ולפחות 600 אלפיות שניות הבאים הופעת הגירוי.
- ממוצע הנתונים מכל התקופות שנופלות לאותו מצב - השתתף, התעלם, ופסיבי נתפס גירויים ו# 8212; כדי לחשב את ממוצע פוטנציאל עורר תגובה או "ERP". להפחית את הממוצע של הנתונים בבסיס טרום הגירוי מחדש להביע אמפליטודות ERP כשינויים ביחס לאות מראש הגירוי.
- כדי לזהות את הקורס של תהליכי השתתפות הזמן, להשוות את המשרעת ועיתוי, כמו גם פריסה המרחבית של תגובת ERP לאחר גירויים השתתפו, נגד אלה במצב הפסיבי.
- כדי לזהות את הקורס של התעלמות הזמן, להשוות את המשרעת ועיתוי, כמו גם פריסה המרחבית של תגובת ERP לאחר גירויים התעלמו, נגד אלה במצב הפסיבי.
הערה: מצרפי אלקטרודה דלילים לא יכולים להיות דגימה מספיק כדי לענות על ההנחות של טכניקה זו 26,27. במקרה האחרון, הממוצע של הצדע ימני והשמאלי עשוי לספק התייחסות מדויקת יותר.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
פרוטוקול IMAT כבר השתמש בעבר כדי לזהות את התרומה הייחודית של השתתפות והתעלמות תהליכים למהירות תגובה בקשב מתמשך 18. במחקר זה, שבדקנו 35 אנשים ימניים בריאים (22 נקבה, גיל: X = 21.0, σ = 5.4), גויס באמצעות בריכת נושא המחלקה לפסיכולוגיה באוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס. כל המשתתפים בתנאי כתב הסכמה מדעת לפני שהשתתף במחקר. נציגי תוצאות להדגיש את הערך של מדידה להשתתף ומתעלמות מתהליכים באופן עצמאי. בתוצאות אלה, IMAT נחשף פרופילים של זמן ומרחב ייחודיים של להשתתף ומתעלם מתהליכים ביחס להשפעת אפנון תשומת לב.
לדוגמא באופנות החושיות השמיעתיים, תהליכי השתתפות והתעלמות תרמו בנקודות זמן שונות להשפעת אפנון תשומת לב המתקבלת על ידי הפחתת פעילות חושית בהשתתפות וIGתנאי Nore זו מזו (איור 1). ERP לגירויים שמיעתיים בחיישני frontocentral, לאחר הופעת גירוי 100 האלפיות השניים הראשונים, היה מווסת על ידי התעלמות תהליכים אבל לא על ידי השתתפות בתהליכים ביחס לשליטה הפסיבית. עם זאת, ב400 האלפיות השניים שלאחר מכן, אפנון של ERP החושי התרחש במהלך המצב נכח בטכס אך לא במצב להתעלם. לפיכך, תהליכי השתתפות והתעלמות מושפעים תגובות שמיעתיות חושיות בנקודות זמן שונות הבאים הופעת גירוי. מאז נקודות זמן שונות בERP יכולות להיות קשורות לשלבים שונים של עיבוד, תוצאה כזו מצביעה על כך שהשתתפות וההתעלמות עלול מיושמת בשלבים שונים של עיבוד, ולכן קשורים למנגנונים בקליפת המוח שונים. בידול זה לא היה ברור מההשוואה של תגובות חושיות במהלך השתתף לעומת תנאים התעלמו (כלומר, ללא שליטה פסיבית), אשר הראתה modulatio תשומת לב משמעותיהשפעת n ברחבי מרווח העיבוד החושי כולו.
איור 1:. השתתף והתעלם תגובות זמניות לשמיעתיים גירויים שמיעתיים עוררו תגובת פוטנציאלים (ERPs, עלילה עליונה) לגירויים שמיעתיים במהלך להשתתף, להתעלם, ותנאים פסיביים. הבלעה מראה את הטופוגרפיה של תגובה זו על פני הקרקפת. עלילה תחתונה מראה גלי הבדל מתקבלים על ידי חיסור pairwise (= להשתתף, P = פסיבי, אני = להתעלם). ברים מוצקים בחלק העליון של עלילה מציין נקודות זמן שבו זוגות בהתאמה שונות במשרעת אות, p <0.05 (שיעור גילוי שווא מתוקן). משמעות הוערכה באמצעות מבחן t מזווג. הצללה על קווים מציינת סטיית תקן אחת סביב הממוצע.
באופנות החושיות החזותיים, דפוס תוצאות שונה הושג באמצעות מצב השליטה הפסיבי שהראה גם תרומות ייחודיות של שום תשומת לבדינג ותהליכים תוך התעלמות מהשפעת אפנון תשומת לב (איור 2). ERP החושי החזותי, באלקטרודות עורפיות, הראה השפעה משמעותית של אפנון קשב (להשתתף בפעילות להתעלם) 180-300 אלפיות השני הבא הופעת גירוי, ולאחר 450 אלפיות שניים. פרק זמן זה גם הראה השפעה משמעותית של השתתפות בהשוואה לשליטה הפסיבית, אך לא להתעלמות, טוענת כי תהליכי השתתפות רק מווסת עיבוד חושי. השוואת איור 1 ואיור 2, אנו יכולים להסיק כי השתתפות תהליכים במהלך פרק זמן זה תרם לויסות חושית בשני מערכות חוש השמיעה וראייה.
איור 2:. השתתף והתעלם תגובות זמניות לגירויים חזותיים פוטנציאלים חזותיים עוררו תגובה (ERPs, עלילה עליונה) לגירויים חזותיים במהלך להשתתף, להתעלם ותנאים פסיביים. מראה הבלעה הטופוגרפיה דואר של תגובה זו על פני הקרקפת. עלילה תחתונה מראה גלי הבדל מתקבלים על ידי חיסור pairwise (= להשתתף, P = פסיבי, אני = להתעלם). ברים מוצקים בחלק העליון של עלילה מציין נקודות זמן שבו זוגות בהתאמה שונות במשרעת אות, p <0.05 (שיעור גילוי שווא מתוקן). משמעות הוערכה באמצעות מבחן t מזווג. הצללה על קווים מציינת סטיית תקן אחת סביב הממוצע.
אפשר גם להסיק, שהשווה איורים 1 ו -2, שבאופנות החושיות החזותיים, השפעות מוקדמות של התעלמות נעדרו, ביחס לשיטה השמיעתית. עם זאת, הפרופילים זמניים של תהליכים אלה תלויים בבחירה של חיישני מרחבי נבחרו לניתוח. באיורים 1 ו -2, אלה הוערכו לאשכול של אלקטרודות frontocentral ועורפיות, בהתאמה 18. באשכול שונה, הדפוסים זמניים של תגובות עשויים להיות שונים. Tשלו הוא מורכב על ידי העובדה שכל אלקטרודה מודדת אותות ממקורות רבים ושונים בקליפת המוח, ובכך היא תערובת של אותות עצביים הנובעים ממקומות שונים בקליפת המוח. מסיבה זו, החלטה נוספת של השתתפות והתעלמות דינמיקה, בתחום המרחב, ניתן לקבל על ידי הקרנת מדידות האלקטרודה על מודל קליפת המוח של המוח. אנו מציגים כאן את התוצאות של ניתוח כזה, הממחיש רווח מידע נוסף מIMAT. השיטות להקרנה בקליפת המוח של נתוני ה- EEG מתוארת באופן מלא במקום אחר 18,24.
איור 3: הקרנה של קליפת המוח להשתתף ומתעלמים מתהליכי התחזיות בקליפת המוח של גלי הבדל זוג חכם על פני קליפת המוח. (SPL: אונה הקודקודית מעולה, latOcc: קליפת רוחב עורפית, STP: מטוס זמני מעולה), ב 70 אלפיות השני הבאים הופעת גירוי על פני להשתתף (), להתעלם (אני) ולעבוראייב תנאים (P). משמעות הוערכה באמצעות מבחן t מזווג. מפות בקליפת המוח וכתוצאה מכך לא להראות-סטטיסטיקה שעוברת סף משמעות של p <0.05.
. תוצאת ההקרנה בקליפת המוח שמיעתי להקשיבו וחזותי ומתעלמים מתהליכים, בהשהיה של 70 אלפיות שניים הבאים הופעת גירוי, מוצגת באיור 3 חביון זה נבחר משום שהוא יעיל לוכד שונות בהשתתפות והתעלמות מקורות בקליפת המוח בשני תחומים החושיים - בתוך תקופת זמן אחת. הנתונים ממחישים כי, בנוסף לדפוסים זמניים השונים שלהם נחשפו בERPs, להשתתף ומתעלמים מתהליכים על פני שתי שיטות אלה מקורות שונים בקליפת המוח. ההשפעה הכוללת של אפנון קשב (AI) הייתה אמינה באונה הקודקודית מעולה (SPL), קליפה עורפית לרוחב (latOcc), ומטוס מעולה זמני (STP), בין אזורים אחרים.
ההשפעות של השתתפות ומתעלמות מתהליכים, כאשר נמדדו נגדמצב השליטה הפסיבי, גילה דפוס מורכב יותר שהצביע על מקורות שונים בקליפת המוח על השתתפות והתעלמות. כלומר, באופנות שמיעתיות, STP וSPL ירידה בהפעלה כאשר מתעלמים גירויים שמיעתיים (IP) ללא עלייה בהפעלה כאשר השתתפות גירויים שמיעתיים (AP). לעומת זאת, עלה latOcc בפעילות כאשר הטיפול בגירויים שמיעתיים (AP) אבל לא הראה כל השפעה כאשר מתעלם (IP). כמו כן, מקורות בקליפת המוח של השתתפות והתעלמות תהליכים שונים באופנות חזותיות, הבאים התהפך בערך דפוס ביחס לשיטה השמיעתית. הפעלת הירידה בlatOcc כאשר מתעלמים גירויים חזותיים (IP), אבל לא הראתה כל השפעה על השתתפות (AP). ואילו, SPL וSTP מוגבר בהפעלה כאשר השתתפות גירויים חזותיים (AP), אבל לא כאשר מתעלמים (IP).
אנו מדגישים את הנוכחות של השתתפות והתעלמות אפקטים ב 70 אלפיות שניים באופנות חזותיות, שלא נכחו בERP (Figuמחדש 2). הסבר אפשרי, בקנה אחד עם הרציונל שהוצג לעיל, הוא שנתונים בתוך אלקטרודות נבחרו על הקרקפת מייצגים שני משנה ותערובת של אותות המוח מיוצרים על פני קליפת המוח. התוצאות-הדמיה המקור לאפשר לניתוח מדויק יותר של גנרטורים ולכן יכולים לחשוף תופעות לא להציג בתת-קבוצה מסוימת של אלקטרודות. השילוב של נתוני הדמיה המקור בתחום חזותי ושמיעתי להמחיש שיש תהליכי השתתפות והתעלמות מקורות בקליפת המוח להפרדה, בנוסף לכך שדפוסים זמניים שונים.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
תהליכים הקשורים להשתתפות ולהתעלמות בשליטת לב עשויים להיות כרוכים במסלולים עצביים שונים וקורסי זמן. לכן, זה הוא בעל ערך למדידת תהליכים אלה בנפרד. IMAT הוא כלי, שבאמצעותו ניתן ללכוד אותות neurophysiological של השתתפות והתעלמות בנפרד, אבל במקביל, בקשב מתמשך. השלבים הקריטיים כוללים מדידה של תגובות neurophysiological חושיות כאשר המשתתף במחנה, התעלמות או פסיבי תפיסת גירויים שהוצגו בערוץ נתון - או שמיעתיים או חזותיים. והכי חשוב, את השימוש במצב שבו התייחסות גם לערוץ משתתף, ושבו אין תגובות נעשות, disambiguates את התרומה היחסית של השתתפות תהליכים והתעלמות תהליכים להשפעת אפנון תשומת לב, המודדת את המידה שבה תגובות חושיות משופרות כאשר השתתפות ביחס לכאשר מתעלמים גירויים.
הגישה יכולה להיותשונה כדי לכלול בקרות נוספות. לדוגמא, אם המשימות שמיעתיות וחזותיות שונים בקושי, זה יכול להציג את השונות במידה שבה תהליכי השתתפות והתעלמות עוסקים בין שתי השיטות. יתר על כן, אם הבדלי intermodal כזה שונה בין אנשים, התוצאה עשויה להיות הקבוצה משתנה מאוד. שינוי לרסן לבלבל פוטנציאל זה הוא להתאים את מאפייני גירוי לכל פרט לפני תחילת הניסוי. לדוגמא, ניתן להשתמש בשיטת מדרגות-מקרה 25 להקים כמה הבדל המגרש נדרש למשתתפים להבחין בין שני הצלילים ב 80% דיוק, וכמה חזק הטיה של אנכי נדרש למשתתפים להבחין בין שתי שבכות בדיוק 80%. זה יבטיח קושי להשוות בין השיטות. בניסוי שהוצג 18, דיוק במשימת השמיעה להשתתף ב (x = 0.94, σ = 0.01) לא היה משמעותי לא שונההאן שעל המשימה: הקשב החזותית (x = 0.93, σ = 0.01), t (34) <1, p> 0.05.
כדי להמשיך ולבסס אם זרם גירוי אחד קל יותר לעיבוד מאשר אחרים, אפשר לכלול גם מצב שבו משתתפים להגיב לזרם גירוי אחד בלבד ללא נוכחות (המצב היחיד זרם) האחר ולהשוות את התגובות האלה לכאשר המשתתף לומד לגירויים בנוכחות הזרם האחר הגירוי (מצב זרם כפול). ההשוואה של הזרם הבודד לעומת ביצועי זרם כפולים תקים איך רגיש תהליך הגירוי הוא מהפרעות מתשומות שיטה אחרות.
המגבלה העיקרית של מצב השליטה הפסיבי היא כי אין תגובות נדגמים, המיקוד המדויק של תשומת לב אינו ידוע. המשתתפים עשויים לסגת מגירויים חיצוניים במצב זה, דומה לנדודי נפש; הם עשויים לעבור בין טיפול בחזותיוגירויים שמיעתיים; או שהם עשויים לחלק את תשומת לבם בין כל הגירויים. עמימות זו מגבילה את הפרשנות של מנגנונים העוסקים במצב הפסיבי. הוא מספק, במקום, מצב שבו הגירויים החיצוניים לא ברציפות ולא נכחו התעלמו ברציפות. נושא נוסף הוא שהמצב הפסיבי רשאי לעסוק רמת העוררות שונה מאשר בהשתתפות והתעלמות. וריאציות עוררות עשויות להיות רלוונטיות ישירות למנגנונים של השתתפות והתעלמות, מחקר נוסף של איך המנגנונים אלה באו לידי ביטוי הם מוצדקים.
המשמעות הרחבה של ההתייחסות הפסיבית, ללא קשר למנגנון מדויק, היא במתן, נקודת התייחסות נטורליסטי ללא תגובה להערכת אפנון תשומת לב. מצב זה קרוב למצב הטבעי שבה אנו מתקשרים עם העולם, כאשר אין שום דבר ספציפי שאליו אנו חייבים להשתתף. המצב הפסיבי ניתן לשלב בקלות בתוך כל הפרדיגמה קשב אחרת, אם באמצעות מערכות חוש שונות או שיטות אחרות neurophysiological הדמייה, כגון מגנטו-encephalography, לכמת השתתפות והתעלמות תהליכים. לדוגמא, השיטה החזותית בפרדיגמה IMAT עוסקת תשומת לב המבוסס על תכונה (כלומר, תכונות של צורם סינוסואידה). התאמת הפרדיגמה לתשומת לב מרחבי (כלומר, השתתפות לשמאל לעומת מרחב מימין) עשוי לחשוף הבדלים בין השתתפות והתעלמות בשלבים עוד קודם לכן, מאז חזותי-מרחבי השפעות תשומת לב יכולות להיות חביון תחילת קודם לכן (למשל, 80-120 אלפית שנייה) מאשר feature- תשומת לב המבוסס. שימוש רחב יותר של שיטה זו במחקרי תהודה מגנטיים תפקודיים 15,18,19 עשוי לחשוף תובנות חדשות לגבי דינמיקת הקישוריות ורשת של השתתפות והתעלמות, הרבה באותו אופן כמו ניתוח-מנוחת מצב קישוריות של רשת הודיעה ההבנה שלנו נדודים-נפש.
יישומים עתידיים של טרוםגישה מוצג כמה תרוויח מצעדים נוספים בתפיסה פסיבית לכמת את האסטרטגיה קוגניטיבית הבסיסית של המשתתף טוב יותר ולהבין טוב יותר את מה שברירת המחדל-הברית היא של התהליכים העצביים של תשומת לב. עיבודים של הטכניקה לניתוח חד-משפט יאפשר אחד כדי לעקוב אחר השתתפות והתעלמות תהליכים על פני זמן בתוך משתתף נתון, פתיחת דלתות לחקירה של יציבות תשומת לב לאורך זמן.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| NetStation Software | Electrical Geodesic, Inc. | version 4.5.1 | Alternate recording software may be used. |
| Matlab Software | The MathWorks, Inc. | 7.10.0 (R2010a) | Alternate analysis and presentation software may be used. |
| PsychToolbox Software | http://psychtoolbox.org/ | v3.0.8 (2010-03-06) | Open-source software. Alternate stimulus presentation software may be used. |
| Netstation Amplifier | Electrical Geodesic, Inc. | 300 | Alternate amplifier may be used. |
| EEG Net | Electrical Geodesic, Inc. | HCGSN130 | Alternate EEG cap may be used. |
| Saline-Based Electrolyte (Potassium Chloride) | Electrical Geodesic, Inc. | n/a | Electrolyte used in soaking of net for this high-impedance EEG system. Alternate electrolyte mediate can be used. |
References
- Desimone, R., Duncan, J. Neural Mechanisms of Selective Visual-Attention. Annu. Rev. Neurosci. 18, 193-222 (1995).
- Hillyard, S. A. Electrophysiology of Human Selective Attention. Trends Neurosci. 8, 400-405 (1985).
- Kastner, S., Ungerleider, L. G. The neural basis of biased competition in human visual cortex. Neuropsychologia. 39, 1263-1276 (2001).
- Mangun, G. R. Neural Mechanisms of Visual Selective Attention. Psychophysiology. 32, 4-18 (1995).
- Chadick, J. Z., Gazzaley, A. Differential coupling of visual cortex with default or frontal-parietal network based on goals. Nat Neurosci. 14, 830-832 (2011).
- Ruff, C. C., Driver, J. Attentional preparation for a lateralized visual distractor: behavioral and fMRI evidence. J Cogn Neurosci. 18, 522-538 (2006).
- Serences, J. T., Yantis, S., Culberson, A., Awh, E. Preparatory activity in visual cortex indexes distractor suppression during covert spatial orienting. J Neurophysiol. 92, 3538-3545 (2004).
- Rissman, J., Gazzaley, A., D'Esposito, M. The effect of non-visual working memory load on top-down modulation of visual processing. Neuropsychologia. 47, 1637-1646 (2009).
- Gazzaley, A., Cooney, J. W., Rissman, J., D'Esposito, M. Top-down suppression deficit underlies working memory impairment in normal aging. Nat Neurosci. 8, 1298-1300 (2005).
- Kong, D. Y., Soon, C. S., Chee, M. W. L. Functional imaging correlates of impaired distractor suppression following sleep deprivation. NeuroImage. 61, 50-55 (2012).
- Luck, S. J., et al. Effects of Spatial Cueing on Luminance Detectability - Psychophysical and Electrophysiological Evidence for Early Selection. J Exp Psychol Human. 20, 887-904 (1994).
- Posner, M. I. Orienting of Attention. QJ Exp Psychol. 32, 3-25 (1980).
- Posner, M. I., Nissen, M. K., Ogden, W. C. Modes of Perceiving and Processing Information. Pick, H., Saltzmann, E. , 137-157 (1978).
- Gazzaley, A. Influence of early attentional modulation on working memory. Neuropsychologia. 49, 1410-1424 (2011).
- Johnson, J. A., Zatorre, R. J. Attention to simultaneous unrelated auditory and visual events: Behavioral and neural correlates. Cereb Cortex. 15, 1609-1620 (2005).
- Johnson, J. A., Zatorre, R. J. Neural substrates for dividing and focusing attention between simultaneous auditory and visual events. NeuroImage. 31, 1673-1681 (2006).
- Zanto, T. P., Gazzaley, A. Neural Suppression of Irrelevant Information Underlies Optimal Working Memory Performance. J Neurosci. 29, 3059-3066 (2009).
- Lenartowicz, A., Simpson, G. V., Haber, C. M., Cohen, M. S. Neurophysiological Signals of Ignoring and Attending Are Separable and Related to Performance during Sustained Intersensory Attention. J Cogn Neurosci. , 1-15 (2014).
- Daffner, K. R., et al. Does modulation of selective attention to features reflect enhancement or suppression of neural activity. Biol Psychol. 89, 398-407 (2012).
- Weissman, D. H., Warner, L. M., Woldorff, M. G. Momentary reductions of attention permit greater processing of irrelevant stimuli. NeuroImage. 48, 609-615 (2009).
- Shams, L., Kamitani, Y., Shimojo, S. Visual illusion induced by sound. Cognitive Brain Res. 14, 147-152 (2002).
- Di Luca, M., Machulla, T. K., Ernst, M. O. Recalibration of multisensory simultaneity: Cross-modal transfer coincides with a change in perceptual latency. J Vision. 9, (2009).
- Makeig, S., Jung, T. P., Bell, A. J., Ghahremani, D., Sejnowski, T. J. Blind separation of event-related brain response components. Psychophysiology. 33, S58-S58 (1996).
- Baillet, S., Mosher, J. C., Leahy, R. M. Electromagnetic brain mapping. IEEE Signal Processing Mag. 18, 14-30 (2001).
- Garcia-Perez, M. A. Forced-choice staircases with fixed step sizes asymptotic and small-sample properties. Vision Res. 38, 1861-1881 (1998).
- Picton, T. W., Bentin, S., Berg, P., Donchin, E., Hilllyard, S. A., Johnson, R. J. R., Miller, G. A. Guidelines for using human event-related potentials to study cognition: Recroding standards and publication criteria. Psychophysiology. Ritter, W., Ruchkin, D. S., Rugg, M. D., Taylor, M. J. 37 (2), Guidelines. 127-152 (2000).
- Keil, A., Debener, S., Gratton, G., Junghofer, M., Kappenman, E. S., Luck, S. J., Luu, P., Miller, G. A., Yee, C. M. Committee Report: Publication guidelines and recommendations for studies using electroencephalography and magnetoencephalography. Psychophysiology. 51 (1), 1-21 (2014).
