Denne eksperimentelle protokollen kombinert øye sporing og vurdering av presaccadic visuelle en dobbelt oppgave paradigme, bestående av et fritt valg saccade aktivitet og en visuell diskriminering aktivitet, undersøke distribusjonen av visuell romlige oppmerksomhet før både nøyaktig og gjennomsnitt saccades.
Denne eksperimentelle protokollen ble utformet å undersøke om visuell oppmerksomhet distribueres obligatorily på endepunktet for saccades. Dette registrerte vi øyet posisjon menneskelige deltakere engasjert i en saccade oppgave via øye sporing og vurdert visuelle legning diskriminering ytelse på forskjellige steder under saccade forberedelse. Viktigere, istedenfor å bruke et enkelt saccade målet paradigme som sammenfaller saccade sluttpunktet vanligvis omtrent med målet, består denne protokollen presentasjon av to nærliggende saccade mål, fører til en tydelig romlige dissosiasjon mellom geografiske målområder og saccade sluttpunktet i et betydelig antall forsøk. Paradigmet tillatt oss å sammenligne presaccadic visuelle diskriminering resultater på endepunktet til nøyaktig saccades (landing på en av saccade mål) og gjennomsnittlig saccades (landing på midlertidig lokasjon mellom de to målene). Vi observerte en selektiv forbedring av visuelle følsomhet på endepunktet til nøyaktig saccades men ikke på endepunktet for gjennomsnitt saccades. Snarere før henrettelsen av gjennomsnittlig saccades, ble visuell følsomhet like forbedret på begge målene, antyder at saccade gjennomsnitt følger av uløste attentional utvalg blant saccade mål. Disse resultatene argumentere mot en obligatorisk kopling mellom visuell oppmerksomhet og saccade programmering basert på et direkte mål på presaccadic visuelle følsomhet i stedet for saccadic reaksjonstid, som har vært brukt i andre protokoller til lignende konklusjoner . Mens våre protokollen gir en nyttig rammeverk for å undersøke forholdet mellom visuell oppmerksomhet og saccadic øyebevegelser på atferdsdata nivå, kan den også kombineres med elektrofysiologiske tiltak for å utvide innsikt på neuronal nivå.
Akkumulerte bevis argumenterer for sterk kopling mellom oculomotor og attentional. Innflytelsesrike premotor teorien om oppmerksomhet1,2 gir en spesielt streng angående denne koblingen, antyder at skjult Skift visuell oppmerksomhet tilsvarer saccade programmering uten påfølgende henrettelse. Faktisk delt neuronal korrelerer av attentional og oculomotor har blitt identifisert via funksjonell magnetisk resonans imaging (fMRI)3 og sub terskelen mikro-stimulering av Frontal øye felt (FEF) og overlegen Colliculi (SC) produserer attentional fordeler målt både behaviorally og electrophysiologically stimulert bevegelse feltet der, selv om ingen øyebevegelser indusert4,5,6,7. Psykofysiske eksperimenter videre avslørt at visuell oppmerksomhet er konsekvent forskjøvet mot målet for en saccade under oculomotor forberedelse8,9. Men skifte dissociations neuronal nivå10,11,12 og observasjoner at saccade forberedelse ikke nødvendigvis medfører en tilsvarende oppmerksomhet13,14 ,15,16 så noen tvil om en obligatorisk kopling mellom saccade programmering og visuell romlige oppmerksomhet.
Her revisited vi natur koplingen mellom oppmerksomhet og oculomotor programmering på atferdsdata nivået med en dobbelt oppgave som innebar en fritt valg saccade aktivitet og en visuell diskriminering oppgave. Avgjørende, ble to saccade mål presentert i en kantete avstand på 30° på halvparten av, produsere en distinkt global effekt17,18,19,20 forbundet med et betydelig antall saccades landing i mellom de to målene (gjennomsnittlig saccades). Siden vi presentert tilfeldig diskriminering mål kort tid før saccade utbruddet ved ett av 24 equidistant steder (inkludert to saccade mål plasseringene, plasseringen mellom dem og 21 kontroll steder), vi kunne vurdere og sammenligne den presaccadic distribusjon av visuell oppmerksomhet når saccade mål og saccade endepunkt var enten romlig knyttet (nøyaktig saccades) eller avstand (gjennomsnittlig saccades).
Å teste om visuell oppmerksomhet er en obligatorisk konsekvens av oculomotor programmering, og derfor alltid flyttet mot saccade sluttpunktet, vi analyserte visuelle følsomhet for alle 24 steder som en funksjon av saccade landing retning. Mens nøyaktig saccades var assosiert med en konsekvent presaccadic forbedring av visuelle følsomhet på sitt endepunkt, fant vi ingen slik styrking på endepunktet for gjennomsnitt saccades. Denne dissosiasjon utelukker en obligatorily kobling av visuell oppmerksomhet til henrettet oculomotor programmet på atferdsdata nivå og antyder at attentional og oculomotor er dissociable på noen kortikale eller subkortikal behandling stadium. Viktigere, observerte vi en lik forbedring av visuelle følsomhet på to saccade mål før gjennomsnitt saccades, noe som tyder på at den globale effekten oppstår fra uløste saccade Målvalg før saccade utbruddet.
Denne eksperimentelle protokollen ansatt samtidige vurdering av blikk atferd og presaccadic visuelle følsomhet i en fritt valg saccade aktivitet. Det tillot oss å analysere om visuell oppmerksomhet er faktisk obligatorily koblet til oculomotor programmering på atferdsdata nivå og derfor systematisk utviklet på endepunktet for saccades. To saccade mål ble presentert i nærheten (30°) på halvparten av der vi observerte en distinkt global effekt, gjenspeiles i en saccade landing distribusjon bestående av både nøyaktig og gjennomsnitt saccades. For å konkludere på romlige koplingen mellom visuell oppmerksomhet og saccadic sluttpunktet, ble visuell følsomhet analysert og sammenlignet på forskjellige steder som en funksjon av saccade landing retning. Mens vi observert en konsekvent og selektiv forbedring av visuelle sensitivitet på endepunktet til nøyaktig saccades, ble visuell følsomhet ikke forbedret på endepunktet for gjennomsnitt saccades. I stedet var visuelle følsomhet like tilrettelagt på to saccade mål før henrettelsen av gjennomsnittlig saccades, antyder at saccade gjennomsnitt oppstår fra uløste attentional utvalg blant saccade mål. Våre resultater, derfor vise at visuell oppmerksomhet ikke er obligatorily distribuert på endepunktet for utførte oculomotor programmet. En korrigerende saccade analyse, som viste at selv distribusjonen av visuelle følsomhet over to saccade målene før gjennomsnitt saccades ikke systematisk varierer som funksjon korrigerende saccade retning, ytterligere bekreftet dette tolkningen. I denne forbindelse er våre data forenlig med en nyere modell av Zirnsak et al.25 som forutsetter en prosessen for kampanjemålvalg som gradvis bygger over tid.
Viktigere, våre protokollen er forskjellig fra andre atferdsmessige studier som bevis for en dissosiasjon mellom oppmerksomhet og saccades i flere aspekter. Mens noen studier basert sin konklusjon på saccadic reaksjonstid14,15,16, brukte vi en direkte mål på visuell romlige oppmerksomhet, nemlig visual følsomhet under saccade forberedelse. De spesifikke parameterne brukes i hele denne protokollen var effektive i å replikere klassisk presaccadic skifte av oppmerksomheten8,9 som tydelig i konsekvent styrking av visuelle sensitivitet på endepunktet for nøyaktig saccades. Dermed protokollen tillatt for pålitelig påvisning av systematisk modulasjoner visuell oppmerksomhet gjelder for saccade forberedelse. Dette er en viktig forutsetning for gyldig tolke presaccadic attentional effekter, og spesielt, observerte fravær av attentional forbedring ved endepunktet av gjennomsnittlig saccades.
En sentral og distinkt del av denne protokollen var tilfeldig presentasjon av diskriminering målet blant ulike steder. Dermed kan vi prøve visuelle følsomhet over hele visual feltet, som følgelig tillot oss å ikke bare finne ut om oppmerksomhet er lettere på endepunktet for saccades men også undersøke spredning av oppmerksomhet rundt dette området inkludert tilstøtende steder. Diskret tildeling av oppmerksomhet på to saccade mål (begrenset til mindre enn ~ 2.6°, avstanden mellom to av våre tilstøtende stimuli) observerte vi før gjennomsnitt saccades motsier en tidlig konto som foreslo at gjennomsnitt saccades kan gjenspeile en grov behandling av visuelle scenen17 og argumenterer for en forbedring av lokale enn globale visuelle informasjonsbehandling. Videre gjengitt tilfeldig presentasjon av diskriminering målet beliggenheten helt uforutsigbare til deltakerne. Dermed tilrettelagt våre protokollen generelt en med distribusjon av visuell oppmerksomhet over det visuelle feltet med hensyn til diskriminering oppgaven. Vi anser dette viktige m.h.t. alle potensielle attentional effekter og konklusjoner knyttet til saccade forberedelse.
Men siden øyebevegelser ikke er vanligvis utføres mens du prøver å diskriminere stimuli over hele visual feltet i naturlige visjon, kan resultatene i denne protokollen ikke over rede for oculomotor atferd i hverdagen. Videre oculomotor oppgaven uunngåelig bias distribusjonen av oppmerksomhet via saccade målet cueing. Saccade mål bare innføre ikke relevante oculomotor mål, men også fremtredende eksogene pekepinner som sannsynlig tiltrakk oppmerksomhet. Dermed er det mulig at visuell diskriminering ytelse til den midlertidige lokasjonen var generelt forverret på grunn av noen maskering brakt frem av to omkringliggende saccade mål. For å redusere virkningen av saccade mål med hensyn til diskriminering ytelse på den midlertidige lokasjonen og vurdere potensielle maskering virkninger, vi besluttet å presentere saccade mål bare transiently (for 50 ms) i stedet for kontinuerlig (inntil prøveperioden slutten) på halvparten av. Derfor selv om begge cueing betingelsene introdusert visuelle onsets på saccade målet steder, var saccade mål alltid forsvunnet før utbruddet av diskriminering målet forbigående cueing tilstanden. Mens fleste resultatene var veldig konsekvente over begge cueing betingelsene og derfor samles i den endelige analysen, observerte vi faktisk en indikasjon på en maskering effekt kontinuerlig cueing tilstanden i forhold til betingelsen midlertidig cueing. Total, uansett saccade retning, visuelle sensitivitet på den midlertidige lokasjonen var litt redusert i kontinuerlig sammenlignet med betingelsen midlertidig cueing. Gitt oppfatningen at forbigående saccade målet cueing tilsynelatende minimerer maskering av den midlertidige lokasjonen stund fremdeles tilværelse effektiv i fremlokkende gjennomsnitt saccades, bør fremtidige studier bruker en protokoll ligner vår vurdere ansette forbigående cueing mål. Men til tross for våre anstrengelser å minimere maskering effekter via det forbigående cueing mål, vi kan ikke utelukke at det forbigående cueing fortsatt introdusert en fremover maskering effekt, som kan potensielt står for de fattige diskriminering ytelse på den midlertidig lokasjon til en viss grad.
Samlet våre protokollen tillatt til direkte adresse koblingen mellom visuell oppmerksomhet og oculomotor programmering, og å avsløre en distinkt romlige dissosiasjon mellom oppmerksomhet og endepunkt gjennomsnitt saccades på atferdsdata nivå. Våre resultater argumentere mot en obligatorisk kopling mellom visuell oppmerksomhet og oculomotor programmering foreslått i premotor teorien oppmerksomhet. Fremtidige studier bør ansette paradigmer inkludert samtidige nevrofysiologiske opptak innen områder som FEF og SC ytterligere løse koblingen mellom visuell oppmerksomhet og oculomotor programmering.
The authors have nothing to disclose.
Denne forskningen ble støttet av tilskudd av Deutsche Forschungsgemeinschaft HD (DE336/5-1 og RTG 2175 “Persepsjon i sammenheng og sin nevrale basis”) og mastergrad (SZ343/1) og en Marie Sklodowska-Curie handling personlige fellesskap til M.S. (704537).
Computer | Apple iMac (Cupertino, CA) | ||
CRT Screen | Sony GDM F900 (Tokyo, Japan) | 24 inch screen with a spatial resolution of 1024 x 640 pixels and a vertical refresh rate of 120 Hz | |
Eye Tracker | EyeLink 1000 Desktop Mount (SR Research, Osgoode, Ontario, Canada) | operating at a sampling rate of 1 kHz | |
Software | Matlab (The MathWorks, Natick, MA) / toolboxes: Psychophics, EyeLink |