Introduction
Attention kontroll guider atferd ved å dirigere våre nevrale og kognitive ressurser på utvalgte inngangssignaler, mens begrense tilgang til andre signaler, basert på en gitt atferds mål 1. For eksempel, når du leser en bok, de visuelle signaler som svarer til boken er målsignalene å bli styrket, mens andre sensoriske signaler - som TV i neste rom - er Blokker signaler som skal dempes. Opptak i både humane og ikke-humane primater 1-4, indikerer at neural responser i sensorisk korteks er forbedret for bemannet mål i forhold til ignorert distraktører under selektiv oppmerksomhet, noe som indikerer at styrken til sanseinntrykk i hjernen er modulert som en funksjon av hvorvidt de er klassifisert som mål eller distraktører 5-7. Vi viser til denne forskjellen i signalstyrke når du deltar versus ignorerer som oppmerksomheten module effekt.
Av økende interesse erspørsmålet om og hvordan nevrale prosesser ved å delta bidra til oppmerksomhet kontroll og sine svakheter, separat fra de nevrale prosesser av å ignorere. Det er stadig klarere at evnen til å ignorere distraksjoner kan bli svekket uavhengig av vår evne til å møte målene. For eksempel kan Blokker-undertrykkelse svekkes med økt oppgave belastning 8, kognitiv aldring 9 og søvnmangel 10, uten en dekrement i mål ekstrautstyr. Det er foreløpig ikke kjent om en dekrement i mål ekstrautstyr kan også eksistere uten et underskudd i Blokker i undertrykkelse. Kanskje enda viktigere, er det ikke løst om underskudd av enten deltar eller ignorerer, men ikke begge deler, kan belyse nevropsykiatriske tilstander der oppmerksomhet kontroll må nedskrives. Som sådan, er det verdifullt å bedre forstå om å delta og ignorerer oppstå fra separable cortical trasé, om og hvordan de skiller seg i nevrale dynamikk. Ved å måle deltar ogignorerer prosesser separat, kan slike spørsmål tas opp.
Her beskriver vi metodikk for å måle nevrofysiologiske signaler om å delta og ignorerer separat, men samtidig, i vedvarende oppmerksomhet. Denne tilnærmingen bygger på oppmerksomheten modulation effekt: forskjellen i amplitude av en neural sensorisk respons når den enkelte deltar versus ignorerer på stimuli i den sensoriske stream. Oppmerksomheten modulasjon Effekten er et kraftig verktøy for å detektere oppmerksomhet modulering over sensoriske signaler, men det utelukker muligheten til å vurdere de separate dynamikken til stede og ignorerer prosesser. Nemlig en forskjell i sensoriske nerve responser når delta versus ignorerer kunne oppstå fordi prosessen med hensyn forbedrer sensoriske målsignaler, eller fordi ignorerer demper sensoriske Blokker signaler, eller begge deler. For å teste mellom disse alternativer, er bruken av en ytterligere kontroll tilstand kreves der en kvantifiserer strength av sanseinntrykk på deres naturlige baseline, når de verken deltok heller ikke ignoreres. Dette ligner på å gå ned en travel gate full av biler, men verken aktivt se (for eksempel for en taxi) eller aktivt ignorerer (f.eks non-taxi biler og busser) passerende biler. Ved å evaluere sensoriske signaler som deltok eller ignorert, i forhold til en passiv referansetilstand, omfanget og tidspunktet for å delta og ignorerer prosesser kan kvantifiseres separat.
Effektiv bruk av en slik passiv kontroll i måling deltar og ignorerer prosesser har tidligere blitt rapportert i studier av foregripende oppmerksomhet 11-13 og minne-oppmerksomhet interaksjoner 9,10,14-17. Her beskriver vi bruk av denne tilnærmingen i sammenheng med vedvarende oppmerksomhet, i en ikke-spolt, kontinuerlig, intermodal (dvs. auditiv-visuell) oppmerksomhet oppgave (IMAT) 18. Med andre ord, er denne metoden passer til studiet av pågående Rather enn forberedende kontrollprosesser, noe som åpner for sporing av disse prosessene på tvers av tid. Denne metoden kvantifiserer også kontrollprosesser som modulerer sensoriske responser på tvers av ulike sensoriske modaliteter (dvs. auditive versus visuell), og dermed fokus på prosesser som ikke er spesialiserte innenfor et bestemt sensoriske eller innhold domene. I motsetning til forrige funksjonell magnetisk resonans imaging studier 15,19,20, denne metoden spor stede og ignorerer prosesser ved hjelp av midlertidig løst nevrofysiologiske signaler (elektroencefalografi, EEG), og dermed gi millisekund oppløsning på time profilene til stede og ignorerer prosesser. Våre resultater viser representative anvendelse av teknikken for å identifisere direkte bevis for separer kortikale kilder og tidsmessige dynamikken i nevrale prosesser av behandlende og ignorerer, og unike bidrag til oppmerksomhet module effekt.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
MERK: Denne studien protokollen ble utviklet i samsvar med etiske retningslinjer godkjent av utprøvings vurdering bord ved University of California Los Angles.
1. Utarbeidelse av auditiv og visuelle stimuli
- Ved hjelp av programvare som visuelle bilder kan genereres, lage to grå skala sinusformet gitter, ca 5,7 inches i diameter og av enhver frekvens (f.eks 1,36 sykluser / grad av visuell vinkel). Bildene vil ha en varighet på skjermen på 100 millisekunder.
- Vippe ett av gitterne omtrent 10 visuelle grader til høyre utenfor median, og vippe det andre gitteret samme beløp til venstre for gitteret.
- Sørg for at graden av tilt er tilstrekkelig til å tillate deltakerne å skille en venstre tilt fra en riktig tilt uten å være avhengig gjette.
- Ved hjelp av programvare som auditive toner kan genereres, lage to rene toner av 100 ms varighet.
- Make en av tonene av en høyere pitch og den andre av en lavere stigning. For eksempel kan en tonehøyde være 750 Hz og den andre 900 Hz.
- Som for de visuelle stimuli, at tonene er tilstrekkelig tydelig slik at deltakerne kan skille mellom dem uten å være avhengig gjette.
2. Programmering av Stimulus Presentasjon
- Bruke presentasjonsprogram, lage datakode som vil kontrollere presentasjonen av auditive og visuelle stimuli under forsøket.
- Først velger du antall stimuli for å bli presentert. Tilstede på minst 150 av hver av visuelle og auditive stimuli per eksperimentell tilstand, for å sikre at det er nok repetisjoner for en pålitelig nevrofysiologisk respons.
- Present visuelle stimuli sentralt på en grå bakgrunn, med deltakeren sitter på en behagelig synsavstand. Presentere de auditive stimuli gjennom høyttalere plassert på hver side av uran.
Merk: For visuelle stimuli anbefaler vi en grå bakgrunn, med RGB-verdier ved midtpunktet (128128128) mellom hvit (255255255) og ren svart (0,0,0), med hvit og sort som brukes i produksjon av sinusoid stimuli. Dette sikrer at den midlere lysstyrke av bakgrunn og stimulus er sammenlignbare, og kontrasten er konstant mellom ethvert punkt i stimulans og bakgrunnen. - For hver av auditive og visuelle stimuli, uavhengig velge tidspunktet for stimuli.
Merk: Dette hindrer deltakere fra forutse stimuli basert på time relasjoner mellom de to bekker. - Bruk en inter-stimulus intervall (ISIS) på ca 1 sek mellom sekvensielle presentasjoner av stimuli fra samme modalitet. Saktere ISIS vil gjøre oppgaven mer krevende på årvåkenhet, kan raskere ISIS gjøre det umulig for deltakerne å gjøre sine svar i tide.
- Variere den nøyaktige ISI vilkårlig innen et område, for eksempel 0,7 til 2 sekunder, for ågjøre stimuli uforutsigbar til deltakerne, forebygge nevrale responser forbundet med forventning.
- Fordi kryss-modal interaksjoner kan oppstå fra samtidig eller nesten samtidig presenterte stimuli 21,22, holde ISI mellom stimuli fra to forskjellige strømmer på ikke mindre enn 300 ms.
- Kontroller at auditive og visuelle stimuli ser ut til å forekomme innfelt til deltakerne, men aldri co-forekommende.
- Sist, dele stimuli i segmenter av tjuefem. Disse segmentene vil bli innledet av en av de tre tilfeldig valgte oppgave instruksjoner, som beskrevet i neste avsnitt.
3. Oppgave Instruksjon
- Orientere deltaker til oppgaven før samle nevrofysiologiske målinger av hjerneaktivitet.
- Instruere deltakerne til å møte og svare på de auditive toner og å ignorere de visuelle stimuli når undervisningen er "Hør". Presentere denne instruksjonen både gjennom lyd og visuelle virkemidler.
- Tildele to knapper for deltakerne å gjøre tiltak mot hver tone. For eksempel "trykk pil venstre hvis tonen er høy, og høyre pil hvis tonen er lav" når undervisningen er "Hør".
- Tilsvarende instruere deltakerne til å møte og svare på de visuelle rister og å ignorere de auditive stimuli når undervisningen er "Se".
- Tildele to knapper for deltakerne å gjøre tiltak mot de visuelle gitter. For eksempel "trykk pil venstre hvis gitteret vippes til venstre og høyre pil hvis gitteret vippes til venstre".
- Bruk de samme to knapper for visuelle stimuli som for auditive stimuli for å forbedre interferens mellom de modaliteter og derfor behovet for å anvende oppmerksomhet kontrollmekanismer.
- Til slutt, instruere deltakerne å gjøre ingen svar når undervisningen er "passiv", men atDeltakerne holde øynene åpne og fokusert på skjermen.
- Gjennom oppgaven sesjon, alternere instruksjonene på "Hør" og "Look" mellom segmentene for å bytte en tidligere deltok modalitet til å være irrelevant, og dermed gjør det en potent Blokker.
- Minn deltakerne til å holde øynene fiksert på midten av skjermen, eller en liten prikk eller trådkors presentert på plasseringen av visuelle stimuli, og for å holde øynene åpne gjennom hele forsøket.
- Bygg i åtte til ti andre pauser mellom segmenter for å dempe virkningene av trøtthet, tillate deltakerne å hvile øynene, samt lengre 1-2 min pauser hver 6-8 min.
- Til slutt, gi hver deltaker med god praksis for å sikre at de utfører oppgaven korrekt. Det kan være gunstig, spesielt for deltakere som har oppmerksomhetsvansker, for å øve den visuelle og auditive oppgaver med deltok stream presentert i jegtrøst, ja, uten samtidig presentasjon av Blokker i bekken.
4. Nevrofysiologiske Datainnsamling
- Når deltakerne er kjent med oppgaven, begynner samling av nevrofysiologiske reaksjoner deltok og ignorerte signaler under IMAT.
- Klargjør elektroencefalografi (EEG) cap og opptaksutstyr i henhold til produsentens instruksjoner, og i samsvar med gjeldende metodikk og publiseringsstandarder for EEG forskning 26,27.
Merk: Viktige EEG opptak parametere for EEG opptak under IMAT, som kan være brukervennlig spesifisert, omfatter: (a) samplingsfrekvens på 128-1,024 Hz, for å fange lavfrekvente av ERP-signaler; (B) vekselstrøm (AC) for å minimalisere opptak langsom drift; (C) netto med prøvetaking av hele hodebunnen, og med i det minste av 64 sensorer, hvis kildebildedannende analyser som skal utføres. - Påfør cap til deltakeren hodebunn og bekrefte signal impedans ogkvalitet til hver av sensorene. Vær spesielt oppmerksom på at impedanser av opptaks elektrodene er ensartet og innenfor området anbefales av produsenten.
Merk: På denne tiden, også legge til noen ekstra fysiologiske måleapparater hvis du ønsker å samle inn ikke-nevrale fysiologiske signaler som åndedrett eller puls. - Synkronisere nevrofysiologiske innspillinger med stimulans presentasjonsprogram og nevrofysiologisk registrering programvaren i henhold til produsentens instruksjoner.
- Spill de nevrofysiologiske signaler mens deltakeren utfører oppgaven, slik at innspillingen programvare har nøyaktig oversikt over timingen av hver stimulus og respons for nærmere analyse.
5. Offline Data Analysis
- Forbered nevrofysiologiske data for statistisk analyse ved hjelp av analyseprogramvare.
- Først fjerne ikke-nevrale signalkomponenter som vil bidra variasjon til neurophysiological opptak av hjerne svar.
- Bruk en høy-pass filter av 0,1-1 Hz, for å fjerne langsomme fonner som de som er forårsaket av endringer i impedans av sensorene.
- Bruk en low-pass filter på 30-50 Hz for å fjerne høyfrekvente komponenter introdusert av elektrisk støy.
- Identifiser sensorer som viser upålitelige data, og inkluderer alle disse eller inter- signalene.
- Identifisere og eliminere store sjeldne støykomponentene som muskel artefakt fra kjeven sammentrekning eller bevegelser i pannen, og systematiske, ikke-nevrale bidrag, for eksempel øyebevegelser.
Merk: Typiske algoritmer for å fjerne ikke-neurale komponenter omfatter uavhengig komponentanalyse og regresjon, samt iterative algoritmer basert på eksplisitte utvelgelseskriterier (f.eks spenningsendringer som overstiger en terskel). Følg retningslinjene ledig analyse programvare, og fortsetter i henhold til gjeldende standarder for EEG forskning 26,27.
- Neste ekstrakt time epoker av ca 1 sek rundt hver auditiv og hver visuell event vist. Omfatte 100 ms forut for stimulus utbruddet for å tjene som en basis intervall og i det minste 600 millisekunder etter at stimulus utbruddet.
- Gjennomsnittlig dataene fra alle epoker som faller inn i samme tilstand - deltok, ignorert, og passivt oppfattes stimuli &# 8212; å beregne den gjennomsnittlige responsen fremkalt potensial eller "ERP". Trekk gjennomsnittet av dataene i pre-stimulus baseline å gjen uttrykke ERP amplitudene for eksempel endringer i forhold til den pre-stimulus signal.
- For å identifisere tidsforløpet av møtende prosesser, sammenligne amplituden og timing, samt romlig fordeling av ERP respons etter deltok stimuli, mot de i den passive tilstand.
- For å identifisere tidsforløpet av å ignorere, sammenligne amplituden og timing, samt romlig fordeling av ERP respons etter ignorert stimuli, mot de i den passive tilstand.
Merk: sparser elektrode montasjer kanskje ikke har tilstrekkelig prøvetaking for å møte de forutsetninger av denne teknikken 26,27. I sistnevnte tilfelle kan den midlere av venstre og høyre mastoid gi en mer nøyaktig referanse.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Den IMAT-protokollen har blitt brukt tidligere til å identifisere de unike bidrag til stede og ignorerer prosesser til respons hastighet under vedvarende oppmerksomhet 18. I den studien, testet vi 35 friske høyrehendte personer (22 kvinner, alder: x = 21,0, σ = 5,4), rekruttert gjennom psykologi avdeling underlagt basseng ved University of California, Los Angeles. Alle deltakerne gitt skriftlig informert samtykke før du deltar i studien. Representative resultatene fremheve verdien av å måle delta og ignorere prosesser uavhengig. I disse resultater, IMAT avdekket unike tidsmessige og romlige profiler av møte og ignorere prosesser med hensyn til oppmerksomhet module effekt.
For eksempel i det auditive sansemodalitet, deltar og ignorerer prosesser bidratt på ulike tidspunkter til seg oppmerksomheten module effekten som oppnås ved å trekke sensoriske aktiviteter i møte og igNore forhold fra hverandre (figur 1). ERP til hørselsstimuli ved frontocentral følere, i de første 100 millisekunder etter at stimulus utbruddet, ble modulert ved å ignorere prosesser, men ikke ved å delta prosesser i forhold til den passive kontrollen. Imidlertid, i de påfølgende 400 msek, forekom modulasjon av sensorisk ERP under delta tilstand, men ikke i løpet av ignorere tilstanden. Derfor deltar og ignorerer prosesser påvirket sensoriske auditive responser på ulike tidspunkter følgende stimulus utbruddet. Etter forskjellige tidspunkter i ERP kan være forbundet med forskjellige stadier av behandlingen, viser et slikt resultat som deltar og ignorerer kan implementeres på ulike stadier av behandling, og er derfor beheftet med ulike kortikale mekanismer. Denne differensieringen var ikke tydelig fra sammenligning av sensoriske signaler mens deltok versus ignorert forhold (dvs. uten en passiv kontroll), som viste en betydelig oppmerksomhet modulatioN effekt gjennom hele sensorisk prosessering intervall.
Figur 1:. Delta og Ignorer time Responses to auditive stimuli Auditory fremkalt-respons potensialer (ERP, topp tomt) til auditive stimuli under attend, ignorere, og passive forhold. Det innfelte viser topografi dette svaret over hodebunnen. Bottom tomten viser forskjellen bølger innhentet av parvise subtraksjon (A = delta, P = passiv, I = ignorere). Solid striper øverst på tomten viser tidspunkter der respektive par skilte seg i signal amplitude, p <0,05 (falsk funnrate korrigert). Signifikans ble vurdert ved hjelp av en paret t-test. Skyggelegging på linjene indikerer ett standardavvik rundt gjennomsnittet.
I den visuelle sanse modalitet, ble et annet mønster av resultater oppnådd ved bruk av passiv kontroll tilstand som også viste unike bidrag av attending og ignorerer prosesser til seg oppmerksomheten modulation effekt (figur 2). Den visuelle sanse ERP, på oksipitalelektrodene, viste en signifikant effekt av oppmerksomhetsmodulering (delta-ignore) 180-300 msek etter stimulans utbruddet, og etter 450 ms. Denne tidsperioden viste også en signifikant effekt av å delta i forhold til den passive kontroll, men ikke for å ignorere, hvilket antyder at bare deltar prosesser modulert sensorisk prosessering. Sammenligning Figur 1 og Figur 2, kan vi konkludere med at du deltar prosesser i løpet av denne perioden bidratt til sensorisk modulasjon i både auditive og visuelle sensoriske modaliteter.
Figur 2:. Delta og Ignorer time Responses to visuelle stimuli Visual fremkalt-respons potensialer (ERP, topp tomt) til visuelle stimuli i løpet delta, ignorere og passive forhold. Det innfelte viser the topografi dette svaret over hodebunnen. Bottom tomten viser forskjellen bølger innhentet av parvise subtraksjon (A = delta, P = passiv, I = ignorere). Solid striper øverst på tomten viser tidspunkter der respektive par skilte seg i signal amplitude, p <0,05 (falsk funnrate korrigert). Signifikans ble vurdert ved hjelp av en paret t-test. Skyggelegging på linjene indikerer ett standardavvik rundt gjennomsnittet.
Man kan også inngå, å sammenligne figurene 1 og 2, som i den visuelle sansemodalitet, tidligere effekten av å ignorere var fraværende, i forhold til den auditive modalitet. Men tidsmessige profiler av disse prosesser avhenger av valget av romlige sensorer som er valgt for analyse. På figurene 1 og 2, disse ble evaluert for en klynge av frontocentral og occipitale elektroder, henholdsvis 18. På en annen klynge, kan tidsmessige mønstre av responser forskjellig. Thans blir forsterket av det faktum at hver elektrode måler signaler fra mange forskjellige kilder cortical, og således er en blanding av nevrale signaler som skriver seg fra forskjellige kortikale steder. Av denne grunn ytterligere oppløsning av behandlende og ignorerer dynamikk, i det romlige domenet, kan oppnås ved å projisere elektrodemålinger på en cortical modell av hjernen. Vi presenterer her resultatene av en slik analyse, som illustrerer ytterligere informasjon gevinst fra IMAT. Metodene for kortikal projeksjon av EEG data er fullstendig beskrevet andre steder 18,24.
Figur 3: Kortikal Projisering av møte og Ignorer behandler kortikale projeksjoner av parvise forskjellen bølger over hele cortex. (SPL: overlegen isselappen, latOcc: lateral occipital cortex, STP: superior temp flyet), ved 70 msek følgende stimulus utbruddet over delta (A), ignorere (I) og passive (P) forhold. Signifikans ble vurdert ved hjelp av en paret t-test. Kortikale kartene viser resulterende t-statistikk som passerer en betydning terskel for p <0,05.
. Kortikale projeksjon resultat for auditiv og visuell delta og ignorere prosesser, ved ventetid på 70 ms følgende stimulus utbruddet, er vist i figur 3 Dette latency ble valgt fordi den effektivt fanger opp variasjon i å delta og ignorerer kortikale kilder i både sensoriske domener - innen en enkelt periode. Dataene viser at i tillegg til sine ulike tidsmessige mønstre avdekket i ERP, delta og ignorere prosesser på tvers av disse to modaliteter hadde ulike kortikale kilder. Den samlede effekten av oppmerksomhetsmodulering (AI) var pålitelige i overlegen isselappen (SPL), lateral occipital cortex (latOcc), og overlegen tidsmessige plan (STP), blant andre regioner.
Effektene av å møte og ignorere prosesser, målt motpassiv kontroll tilstand, avslørte et mer komplekst mønster som indikerte ulike kortikale kilder for å delta og ignorerer. Nemlig i det auditive modalitet, STP og SPL redusert i aktivering når ignorerer auditive stimuli (IP) uten en økning i aktivering når du deltar auditive stimuli (AP). I kontrast, økt latOcc i aktivitet når du deltar i auditive stimuli (AP), men viste ingen effekt når ignorerer (IP). Tilsvarende kortikale kilder til stede og ignorerer prosesser skilte seg i den visuelle modalitet, etter et grovt reverseres mønster i forhold til det auditive modalitet. Aktivering redusert i latOcc når ignorerer visuelle stimuli (IP), men viste ingen effekt for å delta (AP). Mens, SPL og STP økt aktivering når du deltar visuelle stimuli (AP), men ikke når ignorerer (IP).
Vi markere tilstedeværelsen av å delta og ignorerer effekter ved 70 msek i visuell modalitet, som ikke var til stede i ERP (FiguRE 2). En mulig forklaring på linje med den begrunnelse er presentert ovenfor, er at data innen de utvalgte elektrodene på hodebunnen representerer både en undergruppe og en blanding av hjernen signaler som produseres over hele cortex. Kilden vendt resultater gir mulighet for en mer nøyaktig analyse av generatorene og kan således avdekke effekter ikke er tilstede i en gitt delmengde av elektroder. Kombinasjonen av kilde-avbildes data i visuell og auditiv domene illustrerer at møtende og ignorerer prosessene har separable cortical kilder, i tillegg til å ha forskjellige tidsmessige mønstre.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
Prosesser knyttet til å delta og å ignorere oppmerksomhetskontroll kan innebære ulike nervebaner og tids kurs. Derfor er det av verdi å måle disse prosessene separat. Den IMAT er et redskap, der kan man fange opp signaler av nevrofysiologiske stede og ignorerer separat, men samtidig, i vedvarende oppmerksomhet. De kritiske trinnene omfatter måling av sensoriske nevrofysiologiske responser når deltakeren deltar, ignorerer eller passivt å oppfatte stimuli som presenteres i en gitt modalitet - enten auditive eller visuelle. Viktigst, bruk av en referansetilstand der hverken modalitet er til stede, og hvor ingen respons er gjort, disambiguates det relative bidraget til stede prosesser og prosesser for å ignorere oppmerksomhet modulasjon effekt, som måler i hvilken grad sensoriske responser er forbedret når du deltar i forhold til når ignorerer stimuli.
Tilnærmingen kan væremodifisert til å inkludere flere kontroller. For eksempel, hvis de auditive og visuelle oppgaver varierer i vanskelighetsgrad, kan dette innføre variasjon i hvilken grad deltar og ignorerer prosesser er engasjert mellom de to modaliteter. Videre, hvis slike intermodale forskjellene varierer mellom individer, kan konsernet resultatet bli svært variabel. En modifikasjon for å dempe dette potensialet forvirre er å skreddersy stimulus egenskapene til hver enkelt før forsøket. For eksempel kan man benytte en trapp-sak-metoden 25 for å fastslå hvor mye av en stigningsforskjell er nødvendig for deltakerne å skille mellom de to tonene på 80% nøyaktighet, og hvor sterkt en vinkel på vertikal er nødvendig for å skille mellom deltakerne de to rister på 80% nøyaktighet. Dette vil sikre sammenlignbare vanskeligheter mellom modaliteter. I det presenterte eksperimentet 18, nøyaktighet på delta auditive oppgaven (x = 0,94, σ = 0,01) var ikke signifikant forskjellig tHan som på attend visuell oppgave (x = 0,93, σ = 0,01), t (34) <1, p> 0,05.
For ytterligere å fastslå om en stimulus strøm er lettere å behandle enn den andre, kan man også inkludere en tilstand hvor deltakerne svare på bare en stimulus strøm uten tilstedeværelse av den andre (enkeltstrøm tilstand), og sammenligne disse reaksjoner når deltakeren deltar til stimuli i nærvær av den andre stimulus strømmen (dobbelstrøm-tilstand). Sammenligningen av enkeltstrøm versus dobbelstrøm-ytelsen vil etablere hvor mottakelig stimulus prosessen er å interferens fra andre modalitet innganger.
Den primære begrensning av den passive kontroll betingelsen er at fordi det ikke responser prøvetatt, blir nøyaktig fokus for oppmerksomheten ikke kjent. Deltakerne kan trekke seg fra ytre stimuli i løpet av denne tilstanden, beslektet med tankene vandrende; de kan veksle mellom å ivareta visuelleog auditive stimuli; eller de kan dele sin oppmerksomhet mellom alle stimuli. Denne tvetydigheten begrenser tolkningen av mekanismene involvert i den passive tilstand. Det gir i stedet en tilstand der de ytre stimuli er verken kontinuerlig deltok heller ikke kontinuerlig ignorert. Et ytterligere problem er at den passive tilstanden kan engasjere et annet nivå av opphisselse enn i stede og ignorerer. Opphisselse variasjoner kan være direkte relevant for mekanismene for å delta og ignorerer, videre studier av hvordan disse mekanismene manifest er garantert.
Den brede betydningen av passiv referanse, uavhengig av nøyaktige mekanismen, er i å gi et svar fritt, naturalisreferansepunkt for å vurdere oppmerksomhet modulering. Denne tilstanden er tilnærmet naturlig tilstand der vi samhandler med verden når det ikke er noe konkret som vi må delta. Den passive tilstanden kan enkelt integreres i ethvert annet oppmerksomhetsparadigme, Enten ved hjelp av ulike sensoriske modaliteter eller andre nevrofysiologiske Bildediagnostiske modaliteter, for eksempel magneto-encephalography, å kvantifisere stede og ignorerer prosesser. For eksempel, den visuelle modalitet i IMAT paradigmet inngrep funksjonsbaserte oppmerksomhet (dvs. funksjonene i sinusoid gitteret). Tilpasning paradigmet til romlig oppmerksomhet (dvs. deltar til venstre mot høyre plass) kan avsløre forskjeller mellom behandlende og ignorerer på enda tidligere stadier, siden visuell-romlig oppmerksomhet effekter kan ha tidligere utbruddet latency (f.eks 80-120 millisekunder) enn funksjon- basert oppmerksomhet. Bredere bruk av denne teknikken i funksjonell magnetisk resonans studier 15,18,19 er sannsynlig å avsløre nye innsikter vedrørende tilkobling og nettverks dynamikk stede og ignorerer, mye på samme måte som hviletilstand analyse av nettverkstilknytning har informert vår forståelse av mind-vandrende.
Fremtidige implementeringer av pretert tilnærming vil dra nytte av flere tiltak under passiv oppfatning å bedre kvantifisere den underliggende kognitiv strategi for deltakeren og for bedre å forstå hva standard-statene er av de nevrale prosesser av oppmerksomhet. Tilpasninger av teknikken til single-rettssaken analysen vil tillate en å spore stede og ignorerer prosesser på tvers av tid innenfor en gitt deltaker, åpne dører til etterforskning av oppmerksomhet stabilitet over 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).
