Introduction
Aandacht controle gidsen gedrag door het richten van onze neurale en cognitieve middelen in de richting selecteren ingangssignalen, terwijl het beperken van de toegang tot andere signalen, op basis van een bepaalde gedrags doel 1. Bijvoorbeeld, het lezen van een boek, het visuele signalen die overeenkomen met het boek zijn de doelssignalen worden verbeterd, terwijl andere zintuiglijke signalen - zoals de TV in de volgende kamer - zijn distractor signalen worden verzwakt. Opnamen in zowel menselijke als niet-menselijke primaten 1-4 geven aan dat neurale reacties in sensorische cortices worden verbeterd voor doelen aanwezig opzichte genegeerd afleiders in selectieve aandacht, wat aangeeft dat de kracht van sensorische input in de hersenen wordt gemoduleerd als een functie of ze worden geclassificeerd als doelen of afleiders 5-7. We verwijzen naar dit verschil in signaalsterkte bij het bijwonen versus negeren als de aandacht modulatie-effect.
Van toenemend belang isde vraag of en hoe de neurale processen van het bijwonen van een bijdrage leveren aan de aandacht controle en de bijzondere waardeverminderingen, los van de neurale processen van het negeren. Het wordt steeds duidelijker dat de mogelijkheid om afleiding te negeren onafhankelijk van ons vermogen om doelen te wonen kunnen worden aangetast. Zo kan afleider-onderdrukking worden aangetast met een verhoogde taakbelasting 8, cognitieve veroudering 9 en slaaptekort 10, zonder verlagen in target enhancement. Het is momenteel niet bekend of een decrement in target enhancement ook kan bestaan zonder een tekort in afleider onderdrukking. Misschien nog belangrijker is het niet uitgemaakt of tekorten van hetzij aanwezig of negeren, maar niet beide, kunnen ophelderen neuropsychiatrische aandoeningen waarbij het onderzoek besturing wordt aangetast. Als zodanig, is het nuttig om beter te begrijpen of te wonen en het negeren voortvloeien uit scheidbare corticale paden, of en hoe ze verschillen in neurale dynamiek. Door het meten van het bijwonen ennegeren processen afzonderlijk, kunnen dergelijke vragen worden aangepakt.
Hier beschrijven we methodologie om de neurofysiologische signalen van het bijwonen van en afzonderlijk negeren van meten, maar tegelijkertijd, in volgehouden aandacht. Deze aanpak bouwt voort op de aandacht modulatie-effect: het verschil in amplitude van een neuraal zintuiglijke respons wanneer het individu is het bijwonen versus negeren op stimuli in die zintuiglijke stream. De aandacht modulatie-effect is een krachtig hulpmiddel voor het opsporen van aandacht modulatie dan zintuiglijke signalen, maar het verzet zich tegen de mogelijkheid om de afzonderlijke dynamiek van het bijwonen van en het negeren van processen beoordelen. Namelijk, een verschil in neurale sensorische reacties bij deelname versus negeren kunnen ontstaan omdat het proces van aandacht verbetert doelssignalen zintuiglijke of omdat negeren verzwakt distractor zintuiglijke signalen of beide. Om te testen tussen deze alternatieven is het gebruik van een aanvullende controle conditie vereist waarbij men kwantificeert de strength van de zintuiglijke input in hun natuurlijke basislijn, wanneer ze niet worden bijgewoond noch genegeerd. Dit is vergelijkbaar met een drukke straat vol met auto's naar beneden te lopen, maar geen van beide actief kijken (bijvoorbeeld, voor een taxi), noch actief negeren (bijvoorbeeld non-taxi's en bussen) van de passerende auto's. Door het evalueren sensorische signalen die aanwezig of genegeerd, ten opzichte van een referentie passieve toestand, de omvang en het verloop van de aanwezigheid en het negeren processen afzonderlijk kan worden gekwantificeerd.
Effectief gebruik van een dergelijke passieve controle in het meten van het bijwonen van en het negeren van processen zijn eerder gerapporteerd in studies van anticiperende aandacht 11-13 en geheugen-aandacht interacties 9,10,14-17. Hier beschrijven we het gebruik van deze aanpak in de context van aanhoudende aandacht, in een niet-geactiveerde, continue, intermodale (dwz, auditief-visuele) aandacht taak (IMAT) 18. Met andere woorden, deze methode geschikt is voor de studie van lopende rather dan voorbereidende controle processen, waardoor het volgen van deze processen in de tijd. Deze methode kwantificeert ook de controle processen die de sensorische reacties op verschillende sensorische modaliteiten (dwz auditieve versus visuele) moduleren, waardoor de nadruk op processen die niet binnen een bepaalde zintuiglijke of inhoud domein zijn gespecialiseerd op. In tegenstelling tot eerdere functionele magnetische resonantie imaging bestudeert 15,19,20, deze methode tracks bijwonen en het negeren van processen met behulp van tijdelijk opgelost neurofysiologische signalen (elektro, EEG), waardoor milliseconde resolutie over de tijdelijke profielen van wonen en het negeren van processen. De representatieve resultaten tonen het gebruik van deze techniek bij het identificeren direct bewijs voor scheidbare corticale bronnen en temporele dynamica van de neurale processen aanwezigheid en negeren en unieke bijdragen ter kennis modulatie effect.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
OPMERKING: Deze studie protocol werd ontwikkeld in overeenstemming met de ethische richtlijnen die door de experimentele review board aan de Universiteit van Californië in Los Angles goedgekeurd.
1. Voorbereiding van de auditieve en visuele stimuli
- Het gebruik van software waarin visuele beelden kunnen worden gegenereerd, maken twee grijstinten sinusoid roosters, ongeveer 5,7 centimeter in diameter en van eventuele frequentie (bv 1,36 cycli / mate van visuele hoek). De beelden worden op het scherm een looptijd van 100 msec hebben.
- Tilt één van de rasters ongeveer 10 visuele graden naar rechts van de mediaan en kantel de andere rooster evenveel links van het rooster.
- Zorg ervoor dat de mate van de kanteling is voldoende om de deelnemers aan een links kantelen van een rechts tilt onderscheiden zonder te vertrouwen op gissen.
- Het gebruik van software waarin auditieve tonen kunnen worden gegenereerd, maken twee zuivere tonen van 100 msec duur.
- Make een van de tonen van een hogere toonhoogte en de andere van een lagere toonhoogte. Zo kan één TE 750 Hz en de andere 900 Hz.
- Zoals voor de visuele stimuli, ervoor zorgen dat de tonen zijn voldoende verschillend zodanig dat de deelnemers kunnen onderscheid maken tussen hen zonder te vertrouwen op gissen.
2. Programmering van Stimulus Presentatie
- Met behulp van presentatie-software, maken de computer code die de presentatie van de auditieve en visuele stimuli tijdens het experiment zal besturen.
- Selecteer eerst het aantal stimuli worden gepresenteerd. Heden ten minste 150 elke van visuele en auditieve stimuli per experimentele conditie, zodat er genoeg herhalingen om een betrouwbare neurofysiologische respons.
- Present visuele stimuli centraal op een grijze achtergrond, met de deelnemer zitten op een comfortabele kijkafstand. Presenteer de auditieve stimuli via de luidsprekers aan weerszijden van het screen.
Opmerking: Voor visuele stimuli adviseren wij een grijze achtergrond, met RGB-waarden in het midden-punt (128.128.128) tussen zuiver wit (255.255.255) en puur zwart (0,0,0), met de witte en zwarte gebruikt in generatie van de sinusoid stimuli. Dit verzekert dat de gemiddelde helderheid van de achtergrond en stimulus vergelijkbaar en het contrast constant tussen elke plaats in de stimulus en de achtergrond. - Voor elk van auditieve en visuele stimuli, selecteert u zelfstandig de timing voor de stimuli.
Opmerking: Dit voorkomt deelnemers uit anticiperen stimuli basis van temporele relaties tussen de twee stromen. - Gebruik een inter-stimulus interval (ISIS) van ongeveer 1 seconde tussen opeenvolgende presentaties van stimuli van dezelfde modaliteit. Langzamer ISIS zal de taak veeleisender op waakzaamheid te maken, kan sneller ISIS maken het onmogelijk voor de deelnemers om hun antwoorden te maken in de tijd.
- Varieer de precieze ISI willekeurig binnen een bereik, zoals 0,7-2 sec, totmaken de stimuli onvoorspelbaar aan de deelnemers, het voorkomen van neurale reacties in verband met anticipatie.
- Omdat cross-modale interacties kunnen ontstaan door gelijktijdig of vrijwel gelijktijdig ingediende stimuli 21,22, houdt de ISI tussen impulsen van twee verschillende stromen niet minder dan 300 msec.
- Zorg ervoor dat de auditieve en visuele prikkels lijken te ontstaan doorschoten aan de deelnemers, maar nooit co-optreden.
- Last, verdelen de stimuli in segmenten van vijfentwintig. Deze segmenten worden voorafgegaan door een van de drie willekeurig geselecteerde taak instructies in het volgende gedeelte.
3. Task Instructie
- Oriënteer de deelnemer aan de taak voorafgaand aan het verzamelen van neurofysiologische metingen van hersenactiviteit.
- Instrueer de deelnemers bij te wonen en te reageren op de auditieve tonen en de visuele stimuli te negeren wanneer de instructie "luisteren". Presenteer deze instructie both door middel van audio en visuele middelen.
- Wijs twee knoppen voor de deelnemers om antwoorden op elke toon te maken. Bijvoorbeeld, "drukt u op de pijl naar links als de toon is hoog, en de pijl naar rechts als de toon is laag" als de instructie "luisteren".
- Ook instrueren de deelnemers bij te wonen en te reageren op de visuele roosters en de auditieve stimuli te negeren wanneer de instructie "Kijk".
- Wijs twee knoppen voor de deelnemers om de antwoorden op de visuele roosters te maken. Bijvoorbeeld, "drukt u op de pijl naar links als het rooster wordt gekanteld naar links en pijl naar rechts als het rooster wordt gekanteld naar links".
- Met dezelfde twee toetsen voor visuele stimuli voor auditieve stimuli om de interferentie tussen de modaliteiten en derhalve de noodzaak om aandacht controlemechanismen gebruik verbeteren.
- Tot slot, instrueren de deelnemers geen reacties bij de instructie "passieve", maar ervoor te zorgen datdeelnemers houden hun ogen open en gericht op het scherm.
- Gedurende de opdracht sessie afwisselend de instructies voor "luisteren" en "Look" tussen segmenten een eerder bezocht modaliteit overschakelen naar irrelevant, waardoor het een potente distractor.
- Herinner de deelnemers hun ogen gefixeerd op het midden van het scherm of een kleine stip of richtkruis gepresenteerd ter plaatse van de visuele stimulus te houden en hun ogen gehele experiment openhouden.
- Ingebouwde acht tot tien seconde pauze tussen segmenten effecten van vermoeidheid te verzachten, zodat deelnemers hun ogen rusten, alsook langere 1-2 min breaks elke 6-8 min.
- Tenslotte bieden elke deelnemer met voldoende algemeen op toegezien dat zij correct uitvoeren van de taak. Het kan nuttig zijn, vooral voor deelnemers die aandachtsstoornissen, oefenen het visuele en auditieve taken met de al stroom die in ivertroosting, zonder de gelijktijdige presentatie van de afleider stream.
4. Neurofysiologische Data Collection
- Zodra de deelnemers vertrouwd zijn met de taak beginnen verzamelen van neurofysiologische reacties op bijgewoond en negeerde signalen tijdens de IMAT.
- Bereid de elektro-encefalogram (EEG) cap en opname-apparatuur volgens de instructies van de fabrikant en in overeenstemming met de huidige methodologie en de publicatie normen voor EEG onderzoek 26,27.
Opmerking: Belangrijke EEG opname parameters voor EEG registratie tijdens de IMAT, die kan de gebruiker opgegeven worden, zijn onder meer: (a) bemonsteringsfrequentie van 128-1,024 Hz, aan de lage frequentie van de ERP-signalen vast te leggen; (B) wisselstroom (AC) opname om langzame drift minimum te beperken; (C) net met bemonstering van gehele hoofdhuid en ten minste 64 sensoren, als source imaging analyses moeten worden uitgevoerd. - Breng de dop aan de hoofdhuid van de deelnemer en controleer signaal impedantie enkwaliteit aan elke sensor. Besteed speciale aandacht om ervoor te zorgen dat de impedanties van de opname elektroden uniform en binnen het bereik aanbevolen door de fabrikant.
Opmerking: momenteel ook extra fysiologische meetapparatuur toevoegen als willen niet-neurale fysiologische signalen, zoals ademhaling en hartslag verzamelen. - Synchroniseer de neurofysiologische opnames met de stimulus presentatie software en neurofysiologische opname software volgens de instructies van de fabrikant.
- Noteer de neurofysiologische signalen, terwijl de deelnemer voert de taak, ervoor te zorgen dat de opname-software heeft een nauwkeurige registratie van de timing van elke stimulus en respons voor verdere analyse.
5. Offline Data Analyse
- Bereid de neurofysiologische gegevens voor statistische analyse met behulp van analyse software.
- Verwijder eerst niet-neurale signaal componenten die variabiliteit zal bijdragen aan de neurophysiological opnames van hersenen reacties.
- Gebruik een hoogdoorlaatfilter van 0,1-1 Hz, langzame drift zoals die veroorzaakt door veranderingen in de impedantie van de sensor te verwijderen.
- Gebruik een laagdoorlaatfilter van 30-50 Hz hoogfrequente componenten ingevoerd door elektrische ruis te verwijderen.
- Identificeer sensoren die onbetrouwbare gegevens tonen, en sluiten deze of interpoleren de signalen.
- Identificeer en grote onregelmatige ruiscomponenten zoals spieren artefact uit kaak samentrekking of bewegingen van het voorhoofd, en systematische, niet-neurale bijdragen, zoals oogbewegingen te elimineren.
Opmerking: Typical algoritmen te verwijderen zonder neurale componenten omvatten onafhankelijke componenten analyse en regressie, alsmede iteratieve algoritmes gebaseerd op expliciete selectiecriteria (bijvoorbeeld spanningsveranderingen die een drempel overschrijden). Volg de richtlijnen van de beschikbare analyse software, en ga verder in overeenstemming met de geldende normen voor EEG onderzoek 26,27.
- Volgende extract tijdelijke tijdperken van ongeveer 1 sec omliggende elke auditieve en elke visuele gebeurtenis getoond. Inclusief 100 msec voorafgaand aan de stimulus aanzet tot na de stimulus onset dienen als een baseline-interval en ten minste 600 msec.
- Het gemiddelde van de gegevens van alle tijdperken, die in dezelfde staat vallen - bijgewoond, genegeerd, en passief waargenomen stimuli &# 8212; voor het berekenen van de gemiddelde opgewekte reacties potentiële of "ERP". Trek de gemiddelde van de gegevens in de pre-stimulus basislijn opnieuw drukken de ERP amplitudes veranderingen ten opzichte van de pre-stimulus signaal.
- Om het tijdsverloop van het bijwonen processen te identificeren, vergelijk amplitude en timing, alsook een ruimtelijke verdeling van de ERP respons na stimuli aanwezig, tegen de in de passieve toestand.
- Om het tijdsverloop van het negeren identificeren vergelijken amplitude en timing, alsook een ruimtelijke verdeling van de ERP respons na genegeerd stimuli, tegen die in de passieve toestand.
Opmerking: schaarser elektrode montages niet voldoende steekproeven om de veronderstellingen van deze techniek 26,27 voldoen. In het laatste geval kan het gemiddelde van de linker en rechter mastoideus een nauwkeuriger referentie.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
De IMAT protocol is eerder gebruikt om de unieke bijdragen van aanwezigheid en negeren processen reactiesnelheid tijdens volgehouden aandacht 18 identificeren. In die studie, testten we 35 gezonde rechtshandig personen (22 vrouw, leeftijd: X = 21,0, σ = 5,4), geworven via de afdeling Psychologie onderwerp zwembad aan de University of California, Los Angeles. Alle deelnemers gaven schriftelijk toestemming voor deelname aan de studie. Representatieve resultaten benadrukken de waarde van het meten van wonen en negeren processen onafhankelijk van elkaar. In deze resultaten, de IMAT onbedekt unieke tijdelijke en ruimtelijke profielen van attend negeren en werkwijzen met betrekking tot de aandacht modulatie effect.
Bijvoorbeeld in het auditieve sensorische modaliteit, aanwezigheid en negeren processen bijgedragen op verschillende tijdstippen onder de aandacht modulatie-effect dat wordt verkregen door zintuiglijke activiteiten bij te wonen en ignore omstandigheden van elkaar (figuur 1). De ERP auditieve stimuli op frontocentral sensors, in de eerste 100 msec na stimulus onset, werd gemoduleerd door voorbij werkwijzen ze niet aanwezig werkwijzen opzichte van de passieve regeling. In de daaropvolgende 400 msec, modulatie van de sensorische ERP opgetreden tijdens het bijwonen staat, maar niet in het voorbijgaan aandoening. Vandaar dat het bijwonen en het negeren van processen beïnvloed zintuiglijke auditief reacties op verschillende tijdstippen na stimulus onset. Aangezien verschillende tijdstippen in de ERP kan worden geassocieerd met verschillende bewerkingsstadia dergelijk resultaat geeft aan dat de aanwezigheid en het negeren kan in verschillende stadia van verwerking uitgevoerd en worden daarom geassocieerd met verschillende corticale mechanismen. Dit onderscheid was niet duidelijk uit de vergelijking van de zintuiglijke reacties tijdens bijgewoond versus genegeerd omstandigheden (dat wil zeggen, zonder een passieve controle), die een belangrijke aandacht waterijsje toondenn effect gedurende de gehele zintuiglijke verwerking interval.
Figuur 1:. Woon en Negeer Temporal Reacties op auditieve stimuli Auditieve evoked-response potentials (ERP, boven plot) naar auditieve stimuli in te wonen, te negeren, en passieve omstandigheden. De inzet toont de topografie van deze reactie over de hoofdhuid. Bottom plot geeft grafisch verschil golven verkregen door paarsgewijze aftrekken (A = bijwonen, P = passieve, I = negeren). Solid bars aan de bovenkant van de plot geeft tijdstippen gedurende welke respectieve paren verschilden in amplitude, p <0,05 (valse ontdekking tarief gecorrigeerd). Significantie werd beoordeeld onder toepassing van een gepaarde t-test. Shading op lijnen geeft een standaardafwijking rond het gemiddelde.
In de visuele zintuiglijke modaliteit, een ander patroon van resultaten werd verkregen met de passieve controle voorwaarde dat ook toonde unieke bijdragen van attending en negeren werkwijzen ter kennis modulatie-effect (Figuur 2). De visuele zintuiglijke ERP, bij occipitale elektrodes, liet een significant effect van aandachtstraining modulatie (cursus over te negeren) 180-300 msec volgende stimulus onset, en na 450 msec. Deze periode toonde ook een significant effect aanwezig in vergelijking met de passieve regeling, maar niet te negeren, dat er dus slechts aanwezig processen gemoduleerd sensomotorische integratie. Het vergelijken van Figuur 1 en Figuur 2, kunnen we concluderen dat het bijwonen van processen tijdens deze periode heeft bijgedragen aan de sensorische modulatie in zowel de auditieve en visuele zintuiglijke modaliteiten.
Figuur 2:. Woon en Negeer Temporal Reacties op visuele stimuli Visual evoked-response potentials (ERP, boven plot) om visuele stimuli in te wonen, te negeren en passieve omstandigheden. De inzet toont the topografie van deze reactie over de hoofdhuid. Bottom plot geeft grafisch verschil golven verkregen door paarsgewijze aftrekken (A = bijwonen, P = passieve, I = negeren). Solid bars aan de bovenkant van de plot geeft tijdstippen gedurende welke respectieve paren verschilden in amplitude, p <0,05 (valse ontdekking tarief gecorrigeerd). Significantie werd beoordeeld onder toepassing van een gepaarde t-test. Shading op lijnen geeft een standaardafwijking rond het gemiddelde.
Men kan tevens vergeleken figuren 1 en 2, dat de visuele sensorische modaliteit, minder effect negeren ontbraken opzichte auditief worden weergegeven. De tijdelijke profielen van deze werkwijzen afhankelijk van de keuze van ruimtelijke sensoren geselecteerd voor analyse. In figuren 1 en 2, deze werden beoordeeld op een cluster van frontocentral en occipitale electroden respectievelijk 18. Bij een andere cluster, kan de temporele patronen van antwoorden afwijkt. Thij wordt verergerd door het feit dat elke elektrode gemeten signalen van verschillende corticale bronnen, en is dus een mengsel van neurale signalen als gevolg van verschillende corticale locaties. Daarom verdere oplossing van aanwezigheid en negeren dynamiek in het ruimtelijke domein, kan worden verkregen door het projecteren van de elektrode metingen op een corticale model van de hersenen. Wij presenteren hier de resultaten van een dergelijke analyse, waar nadere inlichtingen winst uit de IMAT illustreert. De werkwijzen voor corticale projectie van EEG gegevens volkomen 18,24 elders beschreven.
Figuur 3: Corticale Projectie van wonen en Negeer Processen De corticale projecties van paarsgewijze verschil golven over de cortex. (SPL: superieure pariëtale kwab, latOcc: laterale occipital cortex, STP: superieure temporale vliegtuig), op 70 msec volgende stimulus onset over wonen (A), negeren (I) en passerenive (P) omstandigheden. Significantie werd beoordeeld onder toepassing van een gepaarde t-test. Corticale kaarten tonen als gevolg t-statistieken die een betekenis drempel van p <0,05 passeren.
. Het corticale uitsteeksel resultaat voor auditieve en visuele attend en negeren processen op de latentie van 70 msec na stimulus onset, wordt getoond in figuur 3 Deze wachttijd werd gekozen omdat het effectief vangt variabiliteit in aanwezigheid en het negeren corticale bronnen in zowel sensorische gebieden - binnen één periode. De gegevens illustreren dat, naast hun andere temporele patronen geopenbaard ERP's, wonen en negeren processen in deze twee modaliteiten hadden verschillende corticale bronnen. Het totale effect van aandachtstraining modulatie (AI) was betrouwbaar in een superieure pariëtale kwab (SPL), laterale occipital cortex (latOcc), en de superieure temporale vliegtuig (STP), onder andere regio's.
De effecten van wonen en negeren processen, gemeten tegende passieve controle conditie, bleek een meer complex patroon dat verschillende corticale bronnen voor het bijwonen en het negeren aangegeven. Namelijk, in de auditieve modaliteit, STP en SPL afgenomen activering wanneer het negeren van auditieve stimuli (IP), zonder een toename van de activering bij het bijwonen van auditieve stimuli (AP). In tegenstelling latOcc steeg in activiteit wanneer het bijwonen van auditieve stimuli (AP), maar toonde geen effect wanneer het negeren van (IP). Ook corticale bronnen van het bijwonen van en het negeren van processen verschilden in de visuele modaliteit, na een ongeveer omgekeerd patroon ten opzichte van de auditieve modaliteit. Activering gedaald in latOcc wanneer het negeren van visuele stimuli (IP), maar toonden geen effect voor het bijwonen van (AP). Overwegende dat, SPL en STP steeg in activering bij het bijwonen van visuele stimuli (AP), maar niet wanneer het negeren van (IP).
We benadrukken de aanwezigheid van het bijwonen van en het negeren van effecten op 70 msec in de visuele modaliteit, die niet aanwezig zijn in het ERP waren (Figuopnieuw 2). Een mogelijke verklaring, in overeenstemming met de opzet hierboven weergegeven, is dat de gegevens in het geselecteerde elektroden op de hoofdhuid vertegenwoordigt zowel een deelverzameling en een mengsel van de hersenen geproduceerde signalen over cortex. De bron afgebeeld resultaten die een meer nauwkeurige analyse van de generatoren en dus werking blijkt binnen een bepaalde deelverzameling van elektroden aanwezig. De combinatie van de bron afgebeeld data in visuele en auditieve domein illustreren dat aanwezig en het negeren processen scheidbare corticale bronnen, naast het hebben van verschillende temporele patronen.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Processen met betrekking tot het bijwonen en het negeren in de aandacht controle kan betekenen verschillende zenuwbanen en tijd cursussen. Daarom is het waardevol om deze processen afzonderlijk te meten. De IMAT is een tool, waarmee men neurofysiologische signalen van het bijwonen van en afzonderlijk negeren kunnen vangen, maar gelijktijdig, in volgehouden aandacht. De kritische stappen zijn de meting van zintuiglijke neurofysiologische reacties wanneer de deelnemer is het bijwonen, het negeren of passief waarnemen stimuli gepresenteerd in een bepaalde modaliteit - of auditieve of visuele. Het belangrijkste is het gebruik van een referentietoestand waarin noch modaliteit gepaard, en waarin geen reacties plaatsvinden, disambiguates de relatieve bijdrage van wonen processen negeren werkwijzen ter kennis modulatie-effect, waarbij de mate meet waarin sensorische reacties worden verbeterd wanneer bijwonen opzichte van wanneer het negeren van stimuli.
De aanpak kangewijzigd om additionele controles omvatten. Bijvoorbeeld, indien de auditieve en visuele taken verschillen moeilijkheden, kan variabiliteit introduceren in de mate waarin aanwezigheid en negeren processen betrokken zijn tussen de twee modaliteiten. Bovendien, als dergelijke intermodale verschillen verschillen tussen individuen, kan het resultaat groep zeer variabel. Een wijziging van dit potentieel verwarren beteugelen is om de stimulus eigenschappen op elke individuele maat voor aanvang van het experiment. Bijvoorbeeld kan men een trap-case methode 25 gebruikt om vast te stellen hoeveel van een toonhoogteverschil vereist deelnemers onderscheid te maken tussen de twee tonen bij 80% betrouwbaarheid, en hoe sterk kantelen verticale vereist deelnemers te onderscheiden de twee rasters met een nauwkeurigheid 80%. Dit zal zorgen voor vergelijkbare problemen tussen de modaliteiten. In de gepresenteerde experiment 18, nauwkeurigheid van de attend auditieve task (x = 0,94, σ = 0,01) was niet significant verschillend than dat op het bijwonen visuele taak (X = 0,93, σ = 0,01), t (34) <1, p> 0,05.
Om verder te bepalen als een stimulus stroom gemakkelijker te verwerken dan de andere, kan men ook een aandoening waarbij deelnemers reageren enige stimulus stroom in afwezigheid van de andere (enkele voorwaarde stream) omvatten en deze reacties wanneer de deelnemer aanwezig vergelijk de stimuli in aanwezigheid van de andere stimulus stroom (dual conditie stream). De vergelijking van de enkele stroom versus dual prestaties stroom zal bepalen hoe gevoelig de stimulus proces is om interferentie van andere modaliteit ingangen.
De belangrijkste beperking van de passieve controleconditie is dat, omdat er geen reacties worden bemonsterd, de precieze aandacht is onbekend. De deelnemers kunnen zich terugtrekken uit externe prikkels tijdens deze voorwaarde, verwant aan de geest dwalen; ze kunnen afwisselen tussen het bijwonen van visueleen auditieve stimuli; of ze kunnen hun aandacht verdelen tussen alle stimuli. Deze dubbelzinnigheid beperkt de interpretatie van de mechanismen die betrokken zijn in de passieve toestand. Het biedt, in plaats daarvan, een aandoening waarbij de externe prikkels worden niet continu aanwezig, noch continu genegeerd. Een ander probleem is dat de passieve toestand een ander niveau van opwinding kan gaan dan tijdens het bijwonen van en het negeren. Arousal variaties kunnen direct relevant zijn voor de mechanismen van het bijwonen van en het negeren, verdere studie van hoe deze mechanismen manifest zijn gerechtvaardigd zijn.
De brede betekenis van de passieve referentie, ongeacht het precieze mechanisme, is in het verstrekken van een reactie gratis, naturalistische referentiepunt voor het evalueren van de aandacht modulatie. Deze voorwaarde benadert de natuurlijke staat waarin we omgaan met de wereld als er niets specifiek voor die moeten we wonen. De passieve toestand kan eenvoudig worden geïntegreerd in elke andere aandachtsprocessen paradigma, Of met behulp van verschillende zintuiglijke modaliteiten of andere neurofysiologische neuroimaging modaliteiten, zoals magneto-encefalografie, te kwantificeren bijwonen en het negeren van processen. Bijvoorbeeld, de visuele modaliteit in de IMAT paradigma aangrijpt feature-based aandacht (dwz kenmerken van de sinusoïde rooster). Aanpassing van het paradigma van ruimtelijke aandacht (dat wil zeggen, het bijwonen van links versus rechts ruimte) kan verschillen tussen het bijwonen en het negeren zelfs bij eerdere stadia onthullen, omdat visueel-ruimtelijke aandacht effecten eerder onset latency (bv 80-120 msec) dan kan hebben FeatureMa- gebaseerde aandacht. Ruimer gebruik van deze techniek in functionele magnetische resonantie studies 15,18,19 waarschijnlijk tot nieuwe inzichten met betrekking tot de connectiviteit en het netwerk dynamiek van het bijwonen van en het negeren, veel op dezelfde manier als rust-state analyse van netwerkconnectiviteit onthullen heeft ons begrip van de hoogte mind dwalen.
Toekomstige implementaties van de prewoordigd aanpak zal profiteren van extra maatregelen tijdens passieve beleving beter te kwantificeren van de onderliggende cognitieve strategie van de deelnemer en om beter te begrijpen wat de standaard-staten van de neurale processen van aandacht. Aanpassingen van de techniek om single-proces analyse zal toelaten dat een te sporen bijwonen en het negeren van de processen in de tijd binnen een bepaalde deelnemer, openslaande deuren naar het onderzoek van de aandacht stabiliteit in de tijd.
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).
