Introduction
Attention styrskenor beteende genom att rikta våra neurala och kognitiva resurser mot utvalda insignaler, medan begränsa tillgången till andra signaler, baserat på en viss beteende mål 1. Till exempel, när man läser en bok, de visuella signaler som motsvarar boken är målsignalerna förbättras, medan andra sensoriska signaler - som TV i nästa rum - är irrelevanta signaler som skall dämpas. Inspelningar i både mänskliga och icke-mänskliga primater 1-4, visar att neurala svar i sensoriska cortex förbättras för deltog mål i förhållande till ignoreras distraktorer under selektiv uppmärksamhet, vilket tyder på att styrkan i sensoriska ingångar i hjärnan moduleras som en funktion av huruvida de är klassificerade som mål eller distraktorer 5-7. Vi hänvisar till denna skillnad i signalstyrka när de deltar kontra ignorera den uppmärksamhet moduleringseffekt.
Av ökande intresse ärFrågan om huruvida och hur de neurala processer för deltagande bidra till uppmärksamhet kontroll och dess funktionsnedsättningar, separat från de neurala processer ignorera. Det står alltmer klart att förmågan att ignorera distraktioner kan försämras oberoende av vår förmåga att delta i mål. Till exempel kan distraktorn-suppression försämras med ökad uppgift belastning 8, kognitivt åldrande 9 och sömnbrist 10, utan en minskning i mål förbättring. Det är för närvarande inte känt om en minskning i mål förbättring även kan existera utan ett underskott i distraktor förtryck. Kanske ännu viktigare, är det inte löst om underskott av antingen delta eller ignorera, men inte båda, kan belysa neuropsykiatriska tillstånd där uppmärksamhet kontroll är nedsatt. Som sådan, är det värdefullt att bättre förstå om att delta och ignorerar härrör från skilj kortikala vägar, om och hur de skiljer sig åt neurala dynamik. Genom att mäta delta ochignorera processer separat, kan sådana frågor lösas.
Här beskriver vi metoder för att mäta neurofysiologiska signaler om att delta och ignorera separat, men samtidigt, i ihållande uppmärksamhet. Detta tillvägagångssätt bygger på den uppmärksamhet moduleringseffekt: skillnaden i amplitud av ett neuralt sensorisk respons när individen deltar kontra ignorera på stimuli i det sensoriska ström. Uppmärksamhet moduleringseffekt är ett kraftfullt verktyg för att upptäcka uppmärksamhet modulering över sensoriska signaler, men det utesluter möjligheten att bedöma de olika dynamiken i att delta och ignorerar processer. Nämligen, en skillnad i neurala sensoriska svar när de deltar i kontra ignorera skulle kunna uppstå på grund av att processen uppmärksamhet ökar sensoriska målsignaler, eller för att ignorera dämpas sensoriska irrelevanta signaler, eller bådadera. För att testa mellan dessa alternativ, krävs användning av en ytterligare kontroll tillstånd där en kvantifierar strength av sensoriska ingångar på deras naturliga baslinjen, när de varken deltog inte heller ignoreras. Detta liknar gå ner en trafikerad gata full av bilar, men inte heller aktivt tittar på (t.ex. för en taxi) eller aktivt ignorera (t.ex. icke-taxibilar och bussar) passerande bilar. Genom att utvärdera sensoriska signaler som är närvarande eller ignoreras, i förhållande till en passiv referenstillstånd, magnituden och tidpunkten för behandlande och ignorera processer kan kvantifieras separat.
Effektiva användningsområden för en sådan passiv kontroll mäta deltar och ignorerar processer har tidigare rapporterats i studier av föregripande uppmärksamhet 11-13 och minnes uppmärksamhet interaktioner 9,10,14-17. Här beskriver vi användningen av denna metod inom ramen för ihållande uppmärksamhet, i en icke-cued, kontinuerlig, intermodal (dvs, auditiv och video) uppmärksamhet uppgift (IMAT) 18. Med andra ord, är det lämpligt att studiet av pågående rath denna metoder än förberedande kontrollprocesser, vilket möjliggör spårning av dessa processer över tid. Denna metod kvantifierar också kontrollprocesser som modulerar sensoriska svar på olika sensoriska modaliteter (dvs. auditiva kontra visuell), vilket innebär en fokusering på processer som inte är specialiserade inom ett särskilt sensorisk eller innehåll domän. Till skillnad från tidigare funktionell magnetisk resonanstomografi studerar 15,19,20, denna metod spår deltar och ignorerar processer med hjälp av tidsmässigt lösas neurofysiologiska signaler (elektroencefalografi, EEG), vilket ger millisekund resolution om tidsprofiler för att delta och ignorerar processer. Våra representativa resultat visar användningen av tekniken för att identifiera direkta bevis för skilj kortikala källor och tids dynamiken i neurala processer för att delta och ignorera och unika bidrag till den uppmärksamhet moduleringseffekt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
OBS: Denna studieprotokoll har utvecklats i enlighet med de etiska riktlinjer som godkänts av investigational prövningsnämnd vid University of California Los Angles.
1. Framställning av hörsel- och synintryck
- Använda programvaran i vilken kan genereras visuella bilder, skapa två gråskala sinusvåg galler, cirka 5,7 inches i diameter och varje frekvens (t.ex. 1,36 cykler / grad av visuell vinkel). Bilderna kommer att ha en löptid på skärmen på 100 ms.
- Luta en av galler ca 10 visuella grader till höger från medianen, och luta andra rivning samma belopp till vänster om gallret.
- Se till att graden av lutningen är tillräcklig för att göra det möjligt för deltagarna att skilja en vänster lutning från en rätt lutning utan att förlita sig på att gissa.
- Använda programvara där hörsel toner kan genereras, skapa två rena toner av 100 ms varaktighet.
- Make en av tonerna i en högre tonhöjd och den andra av en lägre tonhöjd. Till exempel kan en tonhöjd vara 750 Hz och den andra 900 Hz.
- När det gäller de visuella stimuli, se till att tonerna är tillräckligt tydlig, så att deltagarna kan skilja mellan dem utan att förlita sig på att gissa.
2. Programmering av stimulans presentation
- Med hjälp av presentationsprogram, skapar datorn kod som kommer att styra presentationen av hörsel och visuella stimuli under försöket.
- Välj först antalet stimuli som ska presenteras. Närvarande minst 150 av vart och ett av visuella och auditiva stimuli per experimentell betingelse, för att se till att det finns tillräckligt med repetitioner för en tillförlitlig neurofysiologisk respons.
- Nuvarande visuella stimuli centralt på en grå bakgrund, med deltagare som sitter på bekvämt avstånd. Presentera de auditiva stimuli genom högtalare placerade på vardera sidan av screen.
Obs: För visuella stimuli rekommenderar vi en grå bakgrund, med RGB-värden vid mittpunkten (128.128.128) mellan rent vitt (255.255.255) och rent svart (0,0,0), med vitt och svart som används i generering av sinus stimuli. Detta säkerställer att den genomsnittliga ljusstyrkan på bakgrunden och stimulans är jämförbara, och kontrasten är konstant mellan valfri punkt i den stimulans och bakgrunden. - För var och en av auditiva och visuella stimuli, självständigt välja tidpunkten för stimuli.
Obs! Detta hindrar deltagarna från att förutse stimuli baserade på tids relationer mellan de två strömmarna. - Använd en inter-stimulus intervall (ISIS) i cirka 1 sekund mellan sekventiella presentationer av stimuli från samma modalitet. Långsammare Isis kommer att göra uppgiften mer krävande på vaksamhet, kan snabbare ISIS göra det omöjligt för deltagarna att göra sina svar i tid.
- Variera exakt ISI slumpmässigt inom ett område, såsom 0,7-2 sekund, tillgöra stimuli oförutsägbart sätt så att deltagarna, förhindra neurala svar i samband med förväntan.
- Eftersom tvär modala interaktioner kan uppstå samtidigt eller nästan samtidigt presenterade stimuli 21,22, hålla ISI mellan stimuli från två olika strömmar på inte mindre än 300 ms.
- Se till att de hörbara och visuella stimuli tycks ske interfolierade för deltagarna, men aldrig samtidigt förekommande.
- Sist dela stimuli i segment av tjugofem. Dessa segment kommer att föregås av en av de tre slumpvis valda uppgiftsinstruktioner, som beskrivs i nästa avsnitt.
3. Uppgift Instruktion
- Rikta deltagaren till uppgiften innan samla neurofysiologiska åtgärder av hjärnans aktivitet.
- Instruera deltagarna att närvara och svara på hörsel toner och ignorera de visuella stimuli när instruktionen är "Listen". Presentera denna instruktion Both genom ljud och visuella medel.
- Tilldela två knappar för deltagarna att göra svar på varje ton. Till exempel "tryck på vänsterpilen om tonen är hög, och högerpil om tonen är låg", när instruktionen är "Listen".
- På samma sätt, instruera deltagarna att delta och svara på de visuella galler och att ignorera auditiva stimuli när instruktionen är "Look".
- Tilldela två knappar för deltagarna att göra svar på de visuella galler. Till exempel "tryck på vänsterpilen om gallret lutar åt vänster och höger pil om gallret lutar åt vänster".
- Använd samma två knappar för visuella stimuli som för auditiva stimuli för att öka interferens mellan formerna och därmed behovet av att anställa uppmärksamhet kontrollmekanismer.
- Slutligen, instruera deltagarna att göra några svar när instruktionen är "passiva", men se till attDeltagarna hålla ögonen öppna och fokuserade på skärmen.
- Under uppgiften sessionen alternera instruktionerna för "Lyssna" och "Look" mellan segmenten att byta en tidigare deltagit modalitet att vara irrelevanta, vilket gör det en potent distraktor.
- Påminn deltagarna att hålla ögonen fixerade på mitten av skärmen, eller en liten prick eller hårkors presenteras vid platsen för den visuella stimuli, och att hålla ögonen öppna hela experimentet.
- Bygg i åtta till tio andra pauser mellan segmenten för att mildra effekterna av trötthet, ge deltagarna möjlighet att vila sina ögon, samt längre 1-2 min raster varje 6-8 min.
- Slutligen ger varje deltagare med gott om metoder för att se till att de utför uppgiften på rätt sätt. Det kan vara fördelaktigt, särskilt för deltagare som har koncentrationssvårigheter, att öva den visuella och auditiva uppgifter med den bemannade strömmen presenteras i isolation, utan den samtidiga presentationen av distraktorn strömmen.
4. Neurofysiologiska Datainsamling
- När deltagarna är bekanta med uppgiften, börja insamling av neurofysiologiska reaktioner på deltog och ignorerade signaler under IMAT.
- Förbered elektroencefalografi (EEG) lock och färdskrivare i enlighet med tillverkarens instruktioner, och i enlighet med gällande metoder och publiceringsstandarder för EEG forskning 26,27.
Obs: Viktiga EEG inspelningsparametrarna för EEG inspelning under IMAT, som kan vara användar anges bland annat: (a) samplingshastighet av 128-1,024 Hz, för att fånga den låga frekvensen av ERP-signaler; (B) växelström (AC) inspelning för att minimera långsam drift; (C) nät med provtagning av hela hårbotten och på minst 64 sensorer, om källavbildnings analyser ska utföras. - Applicera locket till deltagarens hårbotten och kontrollera signal impedans ochkvalitet vid var och en av sensorerna. Var särskilt uppmärksam på att impedansen hos registreringselektroderna är enhetliga och inom området som rekommenderas av tillverkaren.
Obs: Vid den här tiden, även lägga till ytterligare fysiologiska mätanordningar om att vilja samla in icke-neurala fysiologiska signaler såsom andning eller puls. - Synkronisera neurofysiologiska inspelningar med stimulans presentationsprogram och neurofysiologisk inspelning programvara enligt tillverkarens anvisningar.
- Spela de neurofysiologiska signaler medan deltagaren utför uppgiften, att se till att inspelningsprogrammet har exakt dokumentation av tidpunkten för varje stimulus och respons för efterföljande analys.
5. Offline Data Analysis
- Förbered neurofysiologiska uppgifter för statistisk analys med hjälp av analysmjukvara.
- Först avlägsna icke-neurala signalkomponenter som kommer att bidra variabilitet till neurophysiological inspelningar av hjärn svar.
- Använd ett högpassfilter av 0,1-1 Hz, för att avlägsna långsamma drivor såsom de som orsakas av förändringar i impedansen hos sensorerna.
- Använd ett lågpassfilter av 30-50 Hz för att avlägsna högfrekventa komponenter införda av elektriskt brus.
- Identifiera sensorer som visar otillförlitliga uppgifter, och omfattar alla dessa eller interpolera signalerna.
- Identifiera och eliminera stora sällan bruskomponenter såsom muskel artefakt från käken kontraktion eller rörelse i pannan, och systematiska, icke-neurala bidrag, såsom ögonrörelser.
Obs: Typiska algoritmer för att avlägsna icke-neurala komponenter inkluderar oberoende komponenter analys och regressions, samt iterativa algoritmer baserade på tydliga urvalskriterier (t.ex. spänningsförändringar som överskrider en tröskel). Följ riktlinjerna tillgängligt analysprogram, och handla i enlighet med gällande standarder för EEG forskning 26,27.
- Nästa extrakt tids epoker av ca 1 sekund som omger varje auditiv och varje visuell händelse visas. Inkludera 100 msek före stimulans debut för att tjäna som en baslinje intervall och åtminstone 600 millisekunder efter stimulans debut.
- Medelvärdet data från alla epoker som ingår i samma skick - deltog, ignoreras, och passivt uppfattas stimuli &# 8212; att beräkna medelvärdet framkallade svaret potential eller "ERP". Subtrahera medelvärdet av data i pre-stimulans baslinjen att åter uttrycka ERP amplituder som förändringar i förhållande till pre-stimulans signal.
- För att identifiera tidsförloppet för att delta i processer, jämföra amplituden och timing, liksom geografiska fördelningen av ERP svar efter deltog stimuli, mot dem under den passiva tillstånd.
- För att identifiera tidsförloppet att ignorera, jämföra amplituden och timing, liksom geografiska fördelningen av ERP svar efter ignorerade stimuli, mot dem under den passiva tillstånd.
Obs: glesare elektrodmontage kanske inte har tillräckligt med provtagning för att möta de antaganden om den här tekniken 26,27. I det senare fallet kan medelvärdet av vänster och höger mastoideus ge en mer rättvisande referens.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Den IMAT protokollet har tidigare använts för att identifiera de unika bidrag för att delta och ignorerar processer till svarshastighet under ihållande uppmärksamhet 18. I denna studie testade vi 35 friska högerhänta personer (22 kvinnor, ålder: x = 21,0, σ = 5,4), rekryterats genom psykologi avdelningen föremål pool vid University of California, Los Angeles. Alla deltagare lämnade skriftliga informerade samtycke innan du deltar i studien. Representativa resultat lyfta fram värdet av att mäta närvara och ignorera processer oberoende. I dessa resultat, avslöjade IMAT unika tidsmässiga och geografiska profiler av närvara och ignorera processer med avseende på uppmärksamhet moduleringseffekt.
Till exempel i hörsel sensorisk modalitet, deltar och ignorera processer bidragit vid olika tidpunkter till uppmärksamhet moduleringseffekt som erhålls genom att subtrahera sensoriska aktiviteter närvara och igNore villkor från varandra (figur 1). ERP för hörselintryck på frontocentral sensorer, under de första 100 ms efter stimulans debut, modulerades genom att ignorera processer men inte genom att delta i processer i förhållande till den passiva kontrollen. Men i de följande 400 ms, inträffade modulering av sensorisk ERP under närvara fall, men inte under ignorera tillståndet. Därför påverkas deltar och ignorerar processer sensoriska hörsel svar vid olika tidpunkter efter stimulans debut. Eftersom olika tidpunkter i ERP kan vara förknippade med olika stadier av bearbetning, visar ett sådant resultat att närvara och ignorera kan genomföras i olika stadier av bearbetning, och därför förknippas med olika kortikala mekanismer. Denna differentiering var inte framgår av en jämförelse av sensoriska svar under deltog kontra ignorerade villkor (dvs., utan en passiv styrning), som visade en betydande uppmärksamhet modulation effekt i hela sensoriska bearbetning intervall.
Figur 1:. Delta och Ignorera Temporal Svaren till auditiva stimuli Auditory framkallade-responspotentialer (ERP, övre tomt) till auditiva stimuli under närvara ignorera, och passiva förhållanden. Den infällda bilden visar topografin hos denna respons över hårbotten. Botten tomt visar skillnaden vågor som erhållits genom parvis subtraktion (A = närvara, P = passiv, jag = ignorera). Fasta barer på toppen av tomten indikerar tidpunkter då respektive par skilde sig i signalamplitud, p <0,05 (falsk upptäckten hastighet korrigerat). Signifikans bestämdes med användning av ett parat t-test. Skuggning på linjerna indikerar en standardfel kring medelvärdet.
I den visuella sensoriska modalitet, var ett annat mönster av resultat som erhållits med hjälp av passiv kontroll under förutsättning att även visade unika bidrag attending och ignorerar processer till uppmärksamhet moduleringseffekt (Figur 2). Den visuella sensoriska ERP, vid occipital elektroder, visade en signifikant effekt av uppmärksamhetsmodulering (närvara-ignorera) 180-300 ms efter stimulans debut, och efter 450 ms. Denna tidsperiod visade också en signifikant effekt av att delta jämfört med passiv kontroll, men inte för att ignorera, vilket tyder på att endast deltar processer module sensorisk bearbetning. Jämföra Figur 1 och Figur 2, kan vi konstatera att delta processer under denna tidsperiod har bidragit till sensoriska modulering i både hörbara och visuella sensoriska modaliteter.
Figur 2:. Delta och Ignorera Temporal Svaren till visuella stimuli Visual framkallade-svarspotentialer (ERP, topp tomt) och visuella stimuli under närvara, ignorera och passiva förhållanden. Den infällda bilden visar: tee topografi detta svar över hårbotten. Botten tomt visar skillnaden vågor som erhållits genom parvis subtraktion (A = närvara, P = passiv, jag = ignorera). Fasta barer på toppen av tomten indikerar tidpunkter då respektive par skilde sig i signalamplitud, p <0,05 (falsk upptäckten hastighet korrigerat). Signifikans bestämdes med användning av ett parat t-test. Skuggning på linjerna indikerar en standardfel kring medelvärdet.
Man kan också konstatera, att jämföra figurerna 1 och 2, att den visuella sensoriska modalitet, tidigare effekterna av att ignorera var frånvarande, i förhållande till hörsel modalitet. Emellertid, den temporala profilerna för dessa processer beror på valet av rumsliga sensorer som valts ut för analys. I figurerna 1 och 2, dessa utvärderades med avseende på ett kluster av frontocentral och occipitala elektroder, respektive 18. Vid en annan kluster kan de tidsmässiga mönster av svar skiljer sig åt. Thans förvärras av det faktum att varje elektrod mäter signaler från många olika kortikala källor, och därmed är en blandning av neurala signaler som härrör från olika kortikala platser. Av detta skäl, ytterligare upplösning av delta och ignorera dynamik, i den rumsliga domänen, kan erhållas genom att projicera mätningarna elektrod på en kortikal modell av hjärnan. Vi presenterar här resultaten av en sådan analys, som visar ytterligare information vinst från IMAT. Metoderna för kortikala projektion av EEG-data beskrivs helt annat håll 18,24.
Figur 3: kortikala projektion av Delta och Ignorera processer kortikala prognoser av parvisa skillnaden vågor över hjärnbarken. (SPL: överlägsen parietal lob, latOcc: lateral occipital cortex STP: superior temp plan), vid 70 ms efter stimulans debut över delta (A), ignorera (I) och passeraIve (P) förhållanden. Signifikans bestämdes med användning av ett parat t-test. Kortikala kartor visar resulterande t-statistik som passerar en betydelse tröskeln till p <0,05.
. Den kortikala projektion resultat för auditiv och visuell närvara och ignorera processer, på latensen av 70 ms efter stimulans debut, visas i figur 3 var här latens valts eftersom det effektivt fångar variationer av att delta och ignorerar kortikala källor i både sensoriska områden - inom en enda tidsperiod. Data visar att, utöver sina olika tidsmönster avslöjas i ERP, delta och ignorera processer mellan dessa två metoder hade olika kortikala källor. Den totala effekten av uppmärksamhetsmodulering (AI) var tillförlitlig i överlägsen hjässloben (SPL), lateral occipital cortex (latOcc) och superior temp plan (STP), bland andra regioner.
Effekterna av närvara och ignorera processer, mätt motpassiv kontroll tillstånd, visade en mer komplext mönster som indikerade olika kortikala källor för att delta och att ignorera. Nämligen, i hörsel modalitet, STP och SPL minskade i aktivering när ignorerar auditiva stimuli (IP) utan en ökning av aktiverings när deltar auditiva stimuli (AP). Däremot ökade latOcc i aktivitet när sköter auditiva stimuli (AP) men visade ingen effekt när ignorera (IP). Likaså kortikala källor delta och ignorera processer skilde sig den visuella modaliteten, efter en ungefär omvänd mönster i förhållande till hörsel modalitet. Aktivering minskade i latOcc när ignorerar visuella stimuli (IP), men visade ingen effekt för att delta (AP). För SPL och STP ökade aktivering när deltar visuella stimuli (AP), men inte när ignorera (IP).
Vi markerar förekomsten av att delta och ignorera effekterna på 70 msek i den visuella modaliteten, som inte var närvarande i ERP (Figure 2). En möjlig förklaring, i linje med motiven som presenteras ovan, är att data inom de utvalda elektroderna på hårbotten representerar både en delmängd och en blandning av hjärnans signaler som produceras över cortex. De käll avbildas resultat möjliggöra en mer noggrann analys av generatorerna och därmed kan avslöja som inte presenterar i en viss delmängd av elektroder. Kombinationen av käll avbildas data i visuella och auditiva domänen visar att att delta och ignorerar processer har avskiljbara kortikala källor, förutom att ha olika tidsmönster.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Processer i samband med att delta och att ignorera uppmärksamhet kontroll kan innebära olika nervbanor och tidsförlopp. Därför är det av värde att mäta dessa processer var för sig. Den IMAT är ett verktyg, genom vilken man kan fånga neurofysiologiska signaler för att delta och ignorera separat, men samtidigt, i ihållande uppmärksamhet. De kritiska steg omfatta mätning av sensoriska neurofysiologiska reaktioner när deltagaren deltar, ignorera eller passivt uppfatta stimuli presenteras i en given modalitet - antingen akustiska eller visuella. Viktigast, användningen av ett referenstillstånd i vilket varken modaliteten är deltog, och där inga svar görs, disambiguates det relativa bidraget av behandlande processer och ignorera processer till uppmärksamheten moduleringseffekt, som mäter den grad till vilken sensoriska responser förstärks när de deltar i förhållande till när ignorera stimuli.
Tillvägagångssättet kan varamodifierats för att inkludera ytterligare kontroller. Till exempel, om de hörbara och visuella uppgifter skiljer sig i svårigheter, kan detta introducera variation i vilken grad deltar och ignorerar processer är i ingrepp mellan de två formerna. Dessutom, om sådana intermodala skillnader skiljer sig mellan individer, kan gruppen resultatet bli mycket varierande. En ändring för att stävja denna potential FÖRBRYLLA är att skräddarsy stimulans egenskaper varje individ innan försöket. Exempelvis kan man använda en trappa-fall metod 25 för att fastställa hur mycket av en skillnad tonhöjds krävs för deltagarna att skilja mellan de två tonerna vid 80% noggrannhet, och hur starkt det krävs en lutning-vertikal för deltagarna att skilja mellan de två galler på 80% noggrannhet. Detta kommer att säkerställa jämförbara svårigheter mellan formerna. I den presenterade experiment 18, noggrannhet på attend hörsel uppgift (x = 0,94, σ = 0,01) var inte signifikant tHan som på attend visuell uppgift (x = 0,93, σ = 0,01), t (34) <1, s> 0,05.
För att ytterligare fastställa om en stimulans ström är lättare att bearbeta än den andra, kan man också inkludera ett tillstånd där deltagarna svara på en enda stimulans ström utan närvaro av den andra (enda ström tillstånd) och jämföra dessa svar på när deltagaren deltar till de stimuli i närvaro av den andra stimulans strömmen (dual stream skick). Jämförelsen mellan den enda ström kontra dual stream prestanda fastställa hur känslig den stimulans processen är att störningar från andra modalitet ingångar.
Den primära begränsningen av den passiva styr villkoret är att eftersom inga svar samplas, är inte känt exakt fokus. Deltagarna kan dra sig ur yttre stimuli under detta tillstånd, besläktad med sinne vandra; de kan alternera mellan sköter visuelloch auditiva stimuli; eller de kan dela sin uppmärksamhet mellan alla stimuli. Denna tvetydighet begränsar tolkningen av mekanismer som deltar under den passiva tillstånd. Det ger i stället, ett tillstånd där de yttre stimuli varken kontinuerligt deltog eller kontinuerligt ignoreras. En annan fråga är att den passiva tillstånd kan ingripa med en annan nivå av upphetsning än under närvara och ignorera. Upphetsning variationer kan vara direkt relevant för mekanismerna för deltagande och ignorera, ytterligare studier av hur dessa mekanismer uppenbart är motiverad.
Den breda betydelsen av den passiva referens, oavsett exakta mekanismen är att ge ett svar fritt, naturalistisk referenspunkt för att utvärdera uppmärksamhet modulering. Detta tillstånd approximerar naturligt tillstånd där vi interagerar med världen när det inte finns något specifikt som vi måste delta. Den passiva tillstånd kan lätt integreras i någon annan uppmärksamhets paradigm, Oavsett om du använder olika sensoriska modaliteter eller andra neurofysiologiska neuroradiologiska metoder, såsom magneto-encephalography, att kvantifiera delta och ignorerar processer. Till exempel, den visuella modaliteten i IMAT paradigm ingriper funktionsbaserad uppmärksamhet (dvs egenskaper hos sinus gitter). Anpassning paradigm till rumsliga uppmärksamhet (dvs sköter vänster kontra höger utrymme) kan avslöja skillnader mellan att delta och ignorerar på ännu tidigare stadier, eftersom visuell-spatial uppmärksamhet effekter kan ha tidigare debut latens (t.ex. 80-120 ms) än senaste funktionerna baserad uppmärksamhet. Bredare användning av denna teknik i funktionell magnetresonanstomografi studier 15,18,19 är sannolikt att avslöja nya insikter rörande anslutning och nätverks dynamik delta och ignorera, ungefär på samma sätt som vilande tillstånd analys av nätverksanslutning har informerat vår förståelse av mind-vandring.
Framtida implementeringar av prepresenteras tillvägagångssätt kommer att gynnas av ytterligare åtgärder under passiv uppfattning att bättre kvantifiera bakomliggande kognitiva strategi deltagaren och för att bättre förstå vad standardstater är av de neurala processer uppmärksamhet. Anpassningar av tekniken till en enda rättegång analys kommer att tillåta en att spåra delta och ignorerar processer över tiden inom en given deltagare, öppna dörrar för undersökning uppmärksamhet stabilitet över tid.
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).
