Introduction
Aufmerksamkeitssteuerführungen Verhalten indem wir die neuralen und kognitiven Ressourcen Richtung Auswahleingangssignale, während der Zugriff auf andere Signale, die auf einer bestimmten Verhaltens Ziel 1. Zum Beispiel, wenn ein Buch zu lesen, die visuellen Signale, die dem Buch sind die Zielsignale verstärkt werden, während andere sensorische Signale - wie der TV in den nächsten Raum - sind Distraktor Signale gedämpft werden. Aufnahmen in menschlichen und nicht-menschlichen Primaten 1-4 zeigen, dass neuronale Reaktionen in sensorischen Kortex für besuchte Targets relativ zu ignoriert Distraktoren während der selektiven Aufmerksamkeit verstärkt, was anzeigt, dass die Stärke der Sinneseindrücke im Gehirn in Abhängigkeit davon, ob modulierte sie werden als Ziele oder Distraktoren 5-7 eingestuft. Wir bezeichnen diese Differenz in der Signalstärke bei der Teilnahme an gegen ignoriert wie die Aufmerksamkeit Modulationseffekt.
Von zunehmendem Interesse istdie Frage, ob und wie die neuronalen Prozesse der Teilnahme tragen zur Aufmerksamkeitssteuerung und seine Wertminderungen, getrennt von den neuronalen Prozesse zu ignorieren. Es wird immer deutlicher, dass die Fähigkeit, Ablenkungen zu ignorieren, kann unabhängig von unserer Fähigkeit, Ziele zu besuchen beeinträchtigt werden. Zum Beispiel kann der Distraktor-Unterdrückung mit erhöhter Aufgabe Last 8, kognitiven Alterns 9 und Schlafentzug 10 beeinträchtigt werden, ohne eine Abnahme in Zielverbesserung. Es ist derzeit nicht bekannt, ob ein Dekrement in Zielverbesserung kann auch ohne ein Defizit in Distraktor Unterdrückung vorhanden sind. Vielleicht noch wichtiger ist, es nicht behoben wird, ob entweder Defizite behandelnden bzw. zu ignorieren, aber nicht beide, können neuropsychiatrischen Zuständen, bei denen die Aufmerksamkeit Steuerung beeinträchtigt aufzuklären. Als solches ist es wertvoll, um besser zu verstehen, ob die Teilnahme und das Ignorieren entstehen aus trennbaren kortikalen Bahnen, ob und wie sie in neuronalen Dynamik unterscheiden. Durch das Messen und die Teilnahme anignorieren Prozesse getrennt, können solche Fragen angesprochen werden.
Hier beschreiben wir Methoden, um die neurophysiologischen Signale für die Teilnahme an und ignorierte separat zu messen, aber gleichzeitig, in anhaltende Aufmerksamkeit. Dieser Ansatz stützt sich auf die Aufmerksamkeit Modulationseffekt: die Differenz in der Amplitude eines neuronalen Sinnesantwort, wenn das Individuum behandelnden oder Ignorieren in dieser sensorischen Strom Reize. Die Aufmerksamkeit Modulationseffekt ist ein leistungsfähiges Werkzeug zum Erfassen Aufmerksamkeit Modulation über sensorische Signale, aber es hat die Fähigkeit, die einzelnen Dynamik der Teilnahme und Ignorieren Prozesse beurteilen ausschließt. Nämlich ein Unterschied in der neuronalen sensorischen Reaktionen bei der Teilnahme oder Ignorieren könnte entstehen, weil der Prozess der Aufmerksamkeit verbessert sensorischen Zielsignale oder weil ignorieren dämpft sensorischen Distraktor Signale oder beides. Um zwischen diesen Alternativen zu testen, wird die Verwendung eines zusätzlichen Steuerbedingung vorsehen, in dem eine quantifiziert den strength sensorischer Eingänge an ihrem natürlichen Grundlinie, wenn sie weder besucht noch ignoriert. Das ist ähnlich wie eine belebte Straße voller Autos zu Fuß nach unten, aber weder aktiv beobachten (zB für ein Taxi) noch aktiv (zB nicht-Taxi Autos und Busse) die vorbeifahrenden Autos zu ignorieren. Durch Auswertung sensorischen Signalen, die besucht werden oder ignoriert wird, relativ zu einem passiven Referenzzustand, der Größe und der Zeitpunkt der Teilnahme und Ignorieren Prozesse getrennt quantifiziert werden.
Effektive Nutzung von solchen passiven Steuer in Mess Teilnahme und ignorieren Prozesse wurden bereits in Studien der vorausschauenden Aufmerksamkeit 11-13 und Gedächtnis-Aufmerksamkeit Wechselwirkungen 9,10,14-17 gemeldet. Hier beschreiben wir die Verwendung dieser Vorgehensweise im Zusammenhang mit der anhaltende Aufmerksamkeit, in einem nicht-cued, kontinuierliche, intermodale (dh auditiv-visuell) Aufmerksamkeit Aufgabe (IMAT) 18. In anderen Worten, geeignete zum Studium der laufenden Rath ist dieses Verfahrener ist als vorbereitende Steuerungsprozesse, so dass für die Verfolgung dieser Vorgänge über die Zeit. Diese Methode quantifiziert auch Kontrollprozesse, die sensorischen Reaktionen auf verschiedene Sinnesmodalitäten (dh gegenüber auditiven visuellen) zu modulieren, wodurch die Konzentration auf Prozesse, die nicht innerhalb einer bestimmten sensorischen oder Inhalte Domäne spezialisiert sind. Im Gegensatz zu früheren funktionellen Magnetresonanztomographie untersucht 15,19,20, diese Methode Tracks besuchen und ignorieren Prozesse mit zeitaufgelösten neurophysiologischen Signale (Elektroenzephalogramm, EEG), wodurch Millisekundenauflösung auf die zeitlichen Verläufe der Teilnahme an und ignorierte Prozesse. Unsere repräsentative Ergebnisse zeigen die Verwendung der Technik der Identifizierung direkten Beweis für trennbare kortikalen Quellen und zeitliche Dynamik der neuronalen Prozesse der Teilnahme und Ignorieren und besonderen Beitrag zur Kenntnis Modulationseffekt.
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Protocol
HINWEIS: Dieses Studienprotokoll wurde in Übereinstimmung mit den von der Untersuchungs Review Board an der University of California Los Angeles genehmigt ethische Leitlinien entwickelt.
1. Herstellung von auditiven und visuellen Stimuli
- Der Einsatz von Software, in der visuelle Bilder erzeugt werden können, erstellen Sie zwei Graustufensinuskurve Gitter, etwa 5,7 Zoll im Durchmesser und von einer beliebigen Frequenz (beispielsweise 1,36 Zyklen / Grad der Sichtwinkel). Die Bilder werden über eine Dauer von 100 ms auf dem Bildschirm.
- Kippen Sie eines der Gitter etwa 10 visuelle Grad nach rechts von der mittleren, und kippen Sie das andere Gitter die gleiche Menge auf der linken Seite des Gitters.
- Stellen Sie sicher, dass der Grad der Neigung ist ausreichend, um die Teilnehmer zu einer Linksneigung von einem rechten Neigung, ohne sich auf zu raten zu unterscheiden.
- Der Einsatz von Software, in der auditiven Töne erzeugt werden können, erstellen Sie zwei reine Töne von 100 ms Dauer.
- Make einer der Töne einer höheren Tonlage und die andere aus einem unteren Spielfeld. Zum Beispiel kann eine Teilung 750 Hz und die andere 900 Hz betragen.
- Wie bei den visuellen Reizen, sicherzustellen, dass die Töne sind deutlich genug, so dass die Teilnehmer können zwischen ihnen zu unterscheiden, ohne sich auf zu raten.
2. Programmierung der Stimuluspräsentation
- Verwenden von Präsentationssoftware, erstellen Sie die Computercode, der die Präsentation der auditiven und visuellen Stimuli während des Experiments zu kontrollieren wird.
- Wählen Sie zuerst die Anzahl der Reize präsentiert werden. Vorliegenden mindestens 150 von jedem der visuellen und auditiven Reizen pro Versuchsbedingung, um sicherzustellen, daß es genügend Wiederholungen für eine zuverlässige neurophysiologische Antwort.
- Vorhanden visuelle Reize zentral auf einem grauen Hintergrund, mit dem Teilnehmer sitzen an einem angenehmen Abstand. Präsentieren Sie die auditive Reize über die Lautsprecher auf beiden Seiten des Geröll positioniertn.
Hinweis: Für die visuelle Reize empfehlen wir einen grauen Hintergrund, mit RGB-Werte im Mittelpunkt (128.128.128) zwischen reinem Weiß (255,255,255) und reines Schwarz (0,0,0), mit der weißen und schwarzen in Erzeugung der Sinuskurve verwendet Reize. Dies gewährleistet, dass die mittlere Helligkeit des Hintergrundes und Stimulus vergleichbar, und der Kontrast zwischen einem beliebigen Punkt in dem Stimulus und dem Hintergrund konstant ist. - Für jede der auditiven und visuellen Reizen, unabhängig wählen Sie das Timing für die Reize.
Anmerkung: Dies verhindert, dass die Teilnehmer aus Antizipation Stimuli basierend auf zeitlichen Beziehungen zwischen den beiden Strömen. - Verwenden Sie ein Inter-Stimulus-Intervall (ISIS) von ca. 1 sec zwischen aufeinanderfolgenden Vorträgen von Reizen aus der gleichen Modalität. Langsamer ISIs wird die Aufgabe anspruchsvoller an Wachsamkeit zu machen, kann schneller ISIs es unmöglich für die Teilnehmer, ihre Antworten in der Zeit zu machen.
- Variieren Sie die genaue ISI zufällig in einem Bereich, wie beispielsweise 0,7 bis 2 sec, ummachen die Reize unvorhersehbare den Teilnehmern verhindert neuronalen Antworten mit Vorfreude verbunden.
- Da grenzüber modal Wechselwirkungen können aus gleichzeitig oder nahezu gleichzeitig auftreten dargebotenen Stimuli 21,22, halten Sie die ISI zwischen Reizen aus zwei verschiedenen Ströme auf nicht weniger als 300 ms.
- Stellen Sie sicher, dass die auditive und visuelle Reize scheinen den Teilnehmern auftreten verschachtelt, aber nie gemeinsam auftreten.
- Schließlich teilen sich die Reize in Segmente von fünfundzwanzig. Diese Segmente werden von einer der drei zufällig ausgewählten Aufgabeninstruktionen, die im nächsten Abschnitt beschrieben vorausgehen.
3. Aufgabenanweisung
- Richten Sie die Teilnehmer auf die Aufgabe vor dem Sammeln neurophysiologischen Maßnahmen der Hirnaktivität.
- Weisen Sie die Teilnehmer zur Teilnahme und auf den Gehör Töne und die visuelle Reize zu ignorieren, wenn der Befehl "Listen". Legen Sie diese Anweisung both durch akustische und visuelle Mittel.
- Weisen Sie zwei Tasten für die Teilnehmer, Reaktionen auf jeden Ton zu machen. Zum Beispiel: "drücken Sie die linke Pfeiltaste, wenn der Ton ist hoch und Pfeil nach rechts, wenn der Ton ist niedrig", wenn der Befehl "Listen".
- In ähnlicher Weise anweisen Teilnehmer zur Teilnahme und auf die visuelle Gitter und die auditive Reize zu ignorieren, wenn der Befehl "Suchen".
- Weisen Sie zwei Tasten für die Teilnehmer Antworten auf die optische Gitter zu machen. Zum Beispiel: "drücken Sie die linke Pfeiltaste, wenn das Gitter nach links und Pfeil nach rechts gekippt wird, wenn das Gitter nach links geneigt".
- Verwenden Sie die gleichen zwei Tasten für visuelle Reize wie für auditive Reize, die Interferenz zwischen den Modalitäten und daher die Notwendigkeit, die Aufmerksamkeit Kontrollmechanismen einsetzen zu verbessern.
- Schließlich instruieren die Teilnehmer keine Antworten zu machen, wenn der Befehl "passiv", aber dafür sorgen, dassTeilnehmer die Augen offen halten und sich auf dem Bildschirm.
- Während der gesamten Aufgabe Sitzung wechseln Sie den Anweisungen für "Hören" und "Look" zwischen den Segmenten, um eine zuvor besuchte Modalität irrelevant zu wechseln, so dass es ein potenter Distraktor.
- Erinnern Sie die Teilnehmer, ihre Augen auf die Mitte des Bildschirms, oder einen kleinen Punkt oder Fadenkreuz an der Position des visuellen Stimulus präsentiert fixiert zu halten und ihre Augen während des gesamten Versuchs offen zu halten.
- Erstellen Sie in acht to 10 Sekunden Pausen zwischen den Segmenten zu Auswirkungen von Müdigkeit zu mildern, dass die Teilnehmer, ihre Augen ruhen, sowie mehr 1-2 min Pausen alle 6-8 min.
- Schließlich bieten jedem Teilnehmer mit viel Praxis, um sicherzustellen, dass sie die Aufgabe richtig durchführen. Es kann von Vorteil sein, vor allem für Teilnehmer, die Aufmerksamkeit Schwierigkeiten haben, die visuellen und auditiven Aufgaben mit der besuchten Strom in i vorgestellt zu übensolation, ohne die gleichzeitige Darstellung des Distraktors Strom.
4. Neurophysiologische Data Collection
- Sobald die Teilnehmer mit der Aufgabe vertraut sind, beginnen Sammlung von neurophysiologischen Reaktionen auf besucht und ignoriert Signale während der IMAT.
- Bereiten Sie die Elektroenzephalographie (EEG) Kappe und einem Kontrollgerät gemäß den Anweisungen des Herstellers und in Übereinstimmung mit den geltenden Methoden und Standards für die Veröffentlichung EEG Forschungs 26,27.
Hinweis: Wichtig EEG Aufnahmeparameter für EEG-Aufzeichnung während der IMAT, dass Benutzer angegeben werden, sind: (a) Abtastrate von 128-1,024 Hz, um den Niederfrequenz von ERP-Signale zu erfassen; (B) Wechselstrom (AC) um die Aufnahme zu langsame Drift zu minimieren; (C) Netto mit Abtastung der gesamten Kopfhaut und mit mindestens 64 Sensoren, wenn Source Imaging Analysen durchgeführt werden sollen. - Übernehmen Sie die Kappe, um den Teilnehmer der Kopfhaut und überprüfen Signalimpedanz undQualität zu jedem der Sensoren. Achten Sie besonders auf, sicherzustellen, dass Impedanzen der Aufzeichnungselektroden sind einheitlich und im Bereich vom Hersteller empfohlen.
Hinweis: Zu diesem Zeitpunkt werden keine zusätzlichen physiologischen Messeinrichtungen auch wolle er nicht-neuronalen physiologischen Signalen wie Atmung oder Puls sammeln hinzuzufügen. - Synchronisieren Sie die neurophysiologischen Aufnahmen mit dem Stimuluspräsentationssoftware und neurophysiologischen Aufnahmesoftware gemäß den Anweisungen des Herstellers.
- Notieren Sie die neurophysiologische Signale, während die Teilnehmer übernimmt die Aufgabe, sicherzustellen, dass die Aufnahme-Software verfügt über eine präzise Aufzeichnung der Zeitsteuerung jeder Reiz und Reaktion zur nachfolgenden Analyse.
5. Offline-Datenanalyse
- Bereiten Sie die neurophysiologischen Daten für die statistische Analyse unter Verwendung von Analyse-Software.
- Entfernen Sie zuerst nicht-neuronalen Signalkomponenten, die Variabilität in die neurophy beitragenphysiologischen Aufnahmen der Hirnaktivität.
- Ist ein Hochpassfilter von 0,1-1 Hz, um eine langsame Drifts, wie sie durch Änderungen in der Impedanz des Sensors zu beseitigen.
- Verwenden eines Tiefpassfilters von 30-50 Hz zu hoch durch elektrisches Rauschen eingeführt Frequenzkomponenten zu entfernen.
- Identifizieren Sie Sensoren, die unzuverlässige Daten zeigen, und verstehen Sie diese oder zu interpolieren, die Signale.
- Identifizierung und Beseitigung großer selten Rauschkomponenten wie Muskel Artefakt aus Kiefer Kontraktion oder Bewegungen der Stirn, und systematischen, nicht-neuronalen Beiträge wie Augenbewegungen.
Anmerkung: Typische Algorithmen zur Entfernung nicht-neuralen Komponenten zählen unabhängige Komponentenanalyse und Regressions sowie iterative Algorithmen auf der Grundlage expliziter Auswahlkriterien (beispielsweise Spannungsänderungen, die den Schwellenwert überschreiten). Folgen Sie Richtlinien der verfügbaren Analyse-Software, und gehen Sie gemäß den aktuellen Standards für die EEG Forschungs 26,27.
- Weiter Extrakt zeitlichen Epochen von ca. 1 sec jeden Gehör Umgebung und jedem visuellen Ereignis gezeigt. Fügen Sie 100 ms vor dem Beginn des Stimulus als Baseline-Intervall nach dem Beginn des Stimulus dienen und mindestens 600 msec.
- Der Mittelwert der Daten aus allen Epochen, die in der gleichen Bedingung fallen - besuchte, ignoriert und passiv wahrgenommenen Reize &# 8212; zur Berechnung der durchschnittliche evozierte Reaktion Potential oder "ERP". Ziehen Sie den Mittelwert der Daten in der Pre-Stimulus Baseline erneut drücken die ERP-Amplituden als Änderungen in Bezug auf die Pre-Stimulus-Signal.
- Um den Zeitverlauf der Teilnahme an Prozesse zu identifizieren, zu vergleichen, die Amplitude und Timing sowie räumliche Verteilung der ERP-Antwort nach besuchte Reize, gegen die während der passiven Zustand.
- Um den Zeitverlauf der ignorieren zu identifizieren, zu vergleichen, die Amplitude und Timing sowie räumliche Verteilung der ERP-Antwort nach ignoriert Reize, gegen die während der passiven Zustand.
Hinweis: Immer karger Elektrode Montagen kann keine ausreichende Probenahme, die Annahmen dieser Technik 26,27 erfüllen. Im letzteren Fall kann der Mittelwert der linken und rechten Mastoid eine genauere Referenz.
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Representative Results
Die IMAT-Protokoll bereits verwendet wurde, um die einzigartige Beiträge für die Teilnahme an und ignorierte Prozesse, Reaktionsgeschwindigkeit während anhaltende Aufmerksamkeit 18 zu identifizieren. In dieser Studie untersuchten wir 35 gesunde Rechtshänder Personen (22 weiblich, Alter: x = 21,0, σ = 5,4), durch die Psychologie Abteilung unterliegen Pool an der University of California, Los Angeles rekrutiert. Alle Teilnehmer mit schriftlicher vor der Teilnahme an der Studie informierte Zustimmung. Repräsentative Ergebnisse unterstreichen den Wert der Messung teilnehmen und Prozesse unabhängig zu ignorieren. In diesen Ergebnissen deckte der IMAT eindeutige zeitliche und räumliche Profile der Teilnahme und ignorieren Prozesse in Bezug auf die Aufmerksamkeit Modulationseffekt.
Beispielsweise in den Gehör sensorischen Modalität zu verschiedenen Zeitpunkten, um die Aufmerksamkeit Modulationseffekt, der durch Subtrahieren sensorischen Aktivitäten teilzunehmen und ig erhaltene beigetragen behandelnden und Ignorieren Prozessennore Bedingungen voneinander (Figur 1). Die ERP auf akustische Reize auf frontozentralen Sensoren, in den ersten 100 ms nach Reizbeginn wurde durch Ignorieren Prozesse, aber nicht durch die Teilnahme an Prozessen in Bezug auf die passive Steuer moduliert. Doch in den folgenden 400 ms, Modulation der sensorischen ERP trat während der attend Zustand, aber nicht während der Zustand ignorieren. Daher beeinflusst die Teilnahme und das Ignorieren Prozesse sensorischen auditorischen Reaktionen bei unterschiedlichen Zeitpunkten nach Beginn des Stimulus. Da verschiedenen Zeitpunkten in dem ERP kann mit verschiedenen Stufen der Verarbeitung in Verbindung gebracht werden, wie das Ergebnis zeigt, dass die Teilnahme und das Ignorieren kann in verschiedenen Stadien der Verarbeitung implementiert ist, und sind daher mit verschiedenen kortikalen Mechanismen zugeordnet. Diese Unterscheidung war nicht offensichtlich aus dem Vergleich der sensorischen Reaktionen während besuchte Vergleich ignoriert Bedingungen (dh ohne eine passive Kontrolle), was eine erhebliche Aufmerksamkeit Modulatio zeigtenn Wirkung für die gesamte sensorische Verarbeitungsintervall.
Abb. 1: Nehmen Sie an und ignorieren Temporal Reaktionen auf auditive Reize Akustisch evozierte-Antwortpotentiale (ERP, Top-Grundstück) zu auditive Reize während attend, zu ignorieren, und passive Bedingungen. Der Einschub zeigt die Topographie dieser Reaktion über die Kopfhaut. Bottom Plot zeigt von paarweisen Subtraktion (A = attend, P = passive, I = ignorieren) erhaltene Differenz Wellen. Füllte Balken an der Spitze der Plot zeigt Zeitpunkten während der jeweiligen Paare unterschieden sich in der Signalamplitude, p <0,05 (false discovery rate korrigiert). Signifikanz wurde unter Verwendung eines gepaarten t-Test beurteilt. Shading auf Linien zeigt einen Standardfehler um den Mittelwert.
Im visuellen Sinnesmodalität wurde ein anderes Muster der Ergebnisse unter Verwendung der passiven Steuerbedingung, die auch zeigten einzigartige Beiträge von atten erhaltending und Ignorieren Verfahren zur Aufmerksamkeit Modulationseffekt (Abbildung 2). Die visuelle Sinnes ERP, bei Hinterhauptelektroden, zeigten eine signifikante Wirkung von Aufmerksamkeitsmodulation (attend-ignore) 180-300 ms nach Reizbeginn und nach 450 msec. Dieser Zeitraum zeigte auch eine signifikante Wirkung der Teilnahme im Vergleich zur passiven Kontrolle, aber nicht zu ignorieren, was darauf hindeutet, daß nur die Teilnahme an Prozesse moduliert sensorischen Verarbeitung. Vergleicht man Abbildung 1 und Abbildung 2, können wir schließen, dass die Teilnahme an Prozessen während dieser Zeit trug zur sensorischen Modulation in beiden auditiven und visuellen Sinnesmodalitäten.
Abb. 2: Nehmen Sie an und ignorieren Temporal Antworten auf visuelle Reize Visuell evozierte-Antwortpotentiale (ERP, oberen Grundstück) auf visuelle Reize während attend, ignorieren und passive Bedingungen. Der Einschub zeigt the Topographie dieser Reaktion für die Kopfhaut. Bottom Plot zeigt von paarweisen Subtraktion (A = attend, P = passive, I = ignorieren) erhaltene Differenz Wellen. Füllte Balken an der Spitze der Plot zeigt Zeitpunkten während der jeweiligen Paare unterschieden sich in der Signalamplitude, p <0,05 (false discovery rate korrigiert). Signifikanz wurde unter Verwendung eines gepaarten t-Test beurteilt. Shading auf Linien zeigt einen Standardfehler um den Mittelwert.
Kann man auch schließen, Vergleich der Figuren 1 und 2, das in der visuellen Sinnesmodalität waren früher Effekte ignorieren fehlt, zum Gehör Modalität. Jedoch sind die zeitlichen Verläufe dieser Verfahren hängen von der Wahl der Raumsensoren für die Analyse ausgewählt. In 1 und 2 wurden diese für einen Cluster von frontozentralen und occipitalen Elektroden jeweils 18 ausgewertet. Bei einem anderen Cluster können die zeitlichen Muster der Reaktionen unterscheiden. Tsein wird durch die Tatsache, daß jede Elektrode misst Signale von vielen verschiedenen kortikalen Quellen und ist daher ein Gemisch aus Nervensignale aus verschiedenen kortikalen Stellen verstärkt. Aus diesem Grund weiteren Beschluss der Teilnahme an und ignorierte Dynamik, im Ortsbereich kann durch Projektion der Elektrodenmessungen auf eine kortikale Modell des Gehirns erhalten werden. Wir stellen Ihnen hier die Ergebnisse einer solchen Analyse, die weitere Informationen Gewinn aus dem IMAT zeigt. Die Verfahren zur kortikalen Projektion EEG-Daten an anderer Stelle vollständig beschrieben 18,24.
Abbildung 3: kortikale Projektion besuchen und ignorieren verarbeitet die kortikalen Projektionen der paarweisen Differenz Wellen über die Hirnrinde. (SPL: superior Scheitellappen, latOcc: Seiten Occipitalrinde, STP: temporalis superior-Ebene), bei 70 ms nach Reizbeginn über besuchen (A), zu ignorieren (I) und übergebenive (P) Bedingungen. Signifikanz wurde unter Verwendung eines gepaarten t-Test beurteilt. Kortikalen Karten zeigen resultierende t-Statistik, die eine Signifikanzschwelle von p <0,05 geben.
. Die kortikalen Projektionsergebnis für auditive und visuelle attend und Prozesse, an der Latenz von 70 ms nach Reizbeginn zu ignorieren, ist in 3 gezeigt wurde Diese Latenz entschieden, weil es effektiv erfasst Variabilität der Teilnahme an und ignorierte kortikalen Quellen in beiden Sinnesgebieten - im ein einzelner Zeitraum. Die Daten zeigen, dass, zusätzlich zu ihrer unterschiedlichen zeitlichen Muster in EKPs ergab, teilnehmen und Prozesse ignoriert werden für diese beiden Modalitäten hatten unterschiedliche kortikalen Quellen. Der Gesamteffekt der Aufmerksamkeitsmodulation (AI) war zuverlässig in superior Scheitellappen (SPL), seitliche Occipitalrinde (latOcc) und temporalis superior Ebene (STP), unter anderen Regionen.
Die Auswirkungen der Teilnahme und Prozesse ignorieren, wenn sie gegen gemessendie passive Steueranlage, ergab eine komplexere Muster, das verschiedene kortikale Quellen für die Teilnahme und das Ignorieren angegeben. Und zwar in der auditiv, STP und SPL vermindert in Aktivierungs wenn ignorieren akustische Reize (IP) ohne eine Erhöhung der Aktivierung bei der Teilnahme an akustische Reize (AP). Im Gegensatz dazu erhöhte latOcc in Aktivität, wenn die Teilnahme an akustische Reize (AP), zeigte aber keine Wirkung, wenn ignorieren (IP). Ähnlich kortikalen Quellen behandelnden und Ignorieren Verfahren unterschieden sich in der visuellen Darstellung, nach einer etwa umgekehrten Musters zum Gehör Modalität. Aktivierung verringert in latOcc wenn ignorieren visuelle Reize (IP), zeigte aber keine Wirkung für die Teilnahme (AP). In der Erwägung, SPL und STP erhöht in der Aktivierung bei der Teilnahme an visuellen Reizen (AP), aber nicht, wenn ignorieren (IP).
Wir unterstreichen die Präsenz der Teilnahme an und ignorierte Wirkungen bei 70 ms in der visuellen Modalität, die nicht im ERP vorhanden waren (FiguZu 2). Eine mögliche Erklärung in Übereinstimmung mit dem Grundgedanken oben dargestellt ist, dass die Daten in den ausgewählten Elektroden auf der Kopfhaut stellt sowohl eine Teilmenge und eine Mischung der in Rinde Gehirnsignale. Die Source-bebilderten Ergebnisse ermöglichen eine genauere Analyse der Generatoren und damit können Effekte zeigen in einem gegebenen Untermenge von Elektroden vorhanden. Die Kombination der Quellen-gesicherten Daten in visueller und auditiver Domäne zeigen, daß die Teilnahme und das Ignorieren Prozesse abtrennbar kortikalen Quellen, zusätzlich zu den mit unterschiedlichen zeitlichen Mustern.
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Discussion
Prozesse, um die Teilnahme an und ignorierte in Aufmerksamkeitssteuerung Zusammenhang kann es sich um verschiedene Nervenbahnen und Zeitverläufe. Daher ist es von Nutzen, diese Vorgänge getrennt zu messen. Die IMAT ist ein Werkzeug, mit dem kann man neurophysiologischen Signale für die Teilnahme an und separat zu ignorieren zu erfassen, aber gleichzeitig, in anhaltende Aufmerksamkeit. Die kritischen Schritte umfassen die Messung der sensorischen neurophysiologischen Reaktionen, wenn der Teilnehmer ist auch dabei, zu ignorieren oder passiv wahr Reize in einer bestimmten Modalität präsentiert - entweder akustischer oder visueller. Am wichtigsten ist, die Verwendung einer Referenzbedingung, in dem weder Modalität besucht, und in dem keine Reaktionen hergestellt sind, disambiguiert den relativen Beitrag der Teilnahme an Prozessen und ignoriert Verfahren zur Aufmerksamkeit Modulationseffekt, der den Grad misst, um die sensorischen Reaktionen verbessert werden bei der Teilnahme an relativ zu ignorieren, wenn Reize.
Der Ansatz kanngeändert werden, um zusätzliche Kontrollen umfassen. Zum Beispiel, wenn die akustische und visuelle Aufgaben unterscheiden sich in Schwierigkeiten, so kann die Variabilität in dem Grad der Teilnahme an und ignoriert Prozesse zwischen beiden Modalitäten in Eingriff einzuführen. Außerdem, wenn eine solche intermodalen Unterschiede zwischen Individuen unterscheiden, das Konzernergebnis kann sehr unterschiedlich sein. Eine Abwandlung dieses Potenzial verwechseln einzudämmen ist es, die Stimulus-Eigenschaften für jeden einzelnen vor dem Start des Experiments zuzuschneiden. Beispielsweise kann man eine Stufen-Verfahren 25 verwendet, um festzustellen, wie viel von einer Tonhöhendifferenz erforderlich ist für die Teilnehmer zwischen den beiden Töne bei 80% Genauigkeit zu unterscheiden, und wie stark eine Neigung von senkrechten sich an Teilnehmer zu unterscheiden erforderlichen die beiden Gitter mit 80% Genauigkeit. Dadurch wird sichergestellt, vergleichbaren Schwierigkeiten zwischen den Modalitäten. In der vorgestellten Experiment 18, Genauigkeit in der attend Gehör Aufgabe (x = 0,94, σ = 0,01) unterschied sich nicht signifikant than, daß am attend visuellen Aufgabe (x = 0,93, σ = 0,01), t (34) <1 ist, p> 0,05.
Weiter zu etablieren, wenn man Reizstrom leichter zu verarbeiten als die andere, kann man auch einen Zustand, in dem die Teilnehmer reagieren auf nur eine Anregung Strom ohne die Anwesenheit des anderen (Einzelstrom-Bedingung) und vergleichen diese Reaktionen auf, wenn der Teilnehmer besucht auf die Stimuli in Gegenwart der anderen Stimulusstrom (Doppelstromzustand). Der Vergleich der einzelnen Strom gegenüber Dual-Stream-Performance wird feststellen, wie anfällig der Reiz Prozesses ist es, Störungen von anderen Modalität Eingänge.
Die primäre Beschränkung der passive Steuerungsbedingung, weil keine Antworten abgetastet werden, der genaue Mittelpunkt der Aufmerksamkeit nicht bekannt ist. Die Teilnehmer können von äußeren Reizen in diesem Zustand in den Sinn wandering zurückzutreten, verwandt; sie können zwischen Teilnahme an visuellen wechselnund auditive Reize; oder sie können ihre Aufmerksamkeit zwischen allen Reizen zu teilen. Diese Mehrdeutigkeit begrenzt die Interpretation der Mechanismen während der passiven Zustand beschäftigt. Es stellt stattdessen einen Zustand, in dem die externen Reize nicht ständig besetzt noch kontinuierlich ignoriert. Ein weiterer Punkt ist, dass der passive Zustand kann eine andere Erregungsniveau als bei Teilnahme an und ignoriert zu engagieren. Arousal Variationen können direkt relevant für die Mechanismen der Teilnahme an und ignorieren, weitere Untersuchungen, wie diese Mechanismen manifest gerechtfertigt werden können.
Die breite Bedeutung der passiven Referenz, unabhängig davon, genaue Mechanismus ist bei der Bereitstellung einer Antwort-frei, naturalistische Bezugspunkt für die Bewertung Aufmerksamkeit Modulation. Dieser Zustand kommt dem natürlichen Zustand, in dem wir interagieren mit der Welt, wenn es nichts spezifisch für den wir besuchen. Die passiven Zustand lässt sich in jede andere Aufmerksamkeits Paradigma integriert werden, Ob mit verschiedenen Sinnesmodalitäten oder andere neurophysiologische Neuroimaging Modalitäten wie magneto-Encephalographie, zu quantifizieren, die Teilnahme an und ignorierte Prozesse. Zum Beispiel ist die visuelle Modalität in der IMAT Paradigma greift Feature-basierte Aufmerksamkeit (dh Funktionen der Sinusgitter). Anpassung des Paradigmas zu räumliche Aufmerksamkeit (dh Teilnahme nach links gegen rechts Raum) können Unterschiede zwischen Teilnahme und ignoriert sogar bei früheren Stadien zu offenbaren, da visuell-räumliche Aufmerksamkeit Effekte früheren Beginn Latenz (beispielsweise 80 bis 120 msec) als habe Feature- basierend Aufmerksamkeit. Breitere Anwendung dieser Technik in funktionellen Magnet-Resonanz Studien 15,18,19 wird wahrscheinlich zu neuen Erkenntnissen in Bezug auf die Netzwerk-Konnektivität und Dynamik der Teilnahme an und ignorieren, viel in der gleichen Weise wie Ruhezustand Analyse der Netzwerkkonnektivität zu offenbaren hat unser Verständnis darüber informiert mind-Wanderung.
Zukünftige Implementierungen der prevorgestellt Ansatz von zusätzlichen Maßnahmen während passive Wahrnehmung profitieren, um eine bessere Quantifizierung der zugrunde liegenden kognitiven Strategie des Teilnehmers und besser verstehen, was die Standard-Staaten sind der neuronalen Prozesse der Aufmerksamkeit. Anpassungen der Technik, um Single-Studie Analyse ermöglicht eine auf die Spur Teilnahme und ignorieren Prozesse über die Zeit innerhalb eines bestimmten Teilnehmers, Türen öffnen, um Untersuchung der Aufmerksamkeit Stabilität über die Zeit.
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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
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