What is object-based attentional control and how does it work?

Object-based attentional control refers to deliberately choosing what to pay attention to based on your goals. For example, if you focus on picking onions from soup, you may not notice a fly nearby, even though both are in the same location. The brain processes objects separately, but the attended object gains stronger activation in its specialized processing area, allowing selective focus despite competing stimuli.

What are the fusiform face area and parahippocampal place area?

The fusiform face area (FFA) is a brain region in the mid-fusiform gyrus that responds significantly more to faces than other objects. The parahippocampal place area (PPA) is located in the parahippocampal gyrus and responds more strongly to houses and places than faces. These specialized regions demonstrate how visual cortex is organized to process specific types of stimuli.

How does fMRI help researchers study attentional control?

Functional magnetic resonance imaging (fMRI) allows researchers to measure neural activity patterns across brain regions during different tasks. By using voxel-based analysis to track signal changes, researchers can observe how brain activation varies when participants attend to different objects. This technique reveals how attentional control modulates neural activity in specialized processing areas like the FFA and PPA.

What happens in the brain when you attend to one object over another?

When you attend to a specific object, neural activity increases in the brain region specialized for processing that object type. In studies with superimposed faces and houses, attending to faces increased FFA activity but not PPA activity, while attending to houses increased PPA activity but not FFA activity. This demonstrates that attentional control selectively modulates neural responses based on what you choose to focus on.

How does mindfulness training affect attentional control?

Mindfulness training, which incorporates attentional switching through instructor-led meditation, enhances individuals' ability to control attention over time. This practice encourages focused awareness away from stressful thoughts. However, individuals with anxiety disorders or post-traumatic stress show biased attention toward emotionally negative stimuli, making attentional control more difficult and increasing vulnerability to threatening images.

What is the difference between passive viewing and attentional control phases in fMRI experiments?

During passive viewing, participants simply observe images in block design without directing attention, allowing researchers to localize which brain regions respond to specific stimuli like faces or houses. In the attentional control phase, superimposed images appear and participants must focus on one object at a time. This comparison reveals how top-down attention modulates activity in specialized brain regions beyond their baseline responses.

Why is attention important for visual perception?

The brain's capacity to process visual information is limited, making attention essential for selectively processing goal-relevant information while ignoring irrelevant details. Some attentional processes are automatic, while others involve voluntary, conscious control. This selective processing allows efficient navigation of complex visual environments, such as focusing on relevant hazards while driving rather than processing every visual detail.

Görsel Dikkat: Nesne Tabanlı Dikkat Kontrolünün fMRI İncelemesi

0 görüntüleme09:59 dk

1. Katılımcı alımı

20 katılımcıyı işe alın.
1. Katılımcılar sağ elini kullanmalı ve nörolojik veya psikolojik bozukluk öyküsü olmamalıdır.
2. Katılımcılar, görsel ipuçlarını düzgün bir şekilde görebilmelerini sağlamak için normal veya düzeltilmiş görüşe sahip olmalıdır.
3. Katılımcıların vücutlarında metal bulunmamalıdır. Bu, fMRI'da yer alan yüksek manyetik alan nedeniyle önemli bir güvenlik gereksinimidir.
4. Katılımcılar klostrofobiden muzdarip olmamalıdır, çünkü fMRI tarayıcı deliğinin küçük bir alanında yatmayı gerektirir.

2. Ön tarama prosedürleri

Ön tarama evraklarını doldurun.
Katılımcılar fMRI taraması için geldiklerinde, MRG için herhangi bir karşı endikasyonları olmadığından emin olmak için önce metal bir ekran formu, taramalarının bir radyolog tarafından incelenmesi için onay veren bir tesadüfi bulgular formu ve çalışmanın risklerini ve faydalarını detaylandıran bir onay formu doldurmalarını söyleyin.
Kemerler, cüzdanlar, telefonlar, saç tokaları, madeni paralar ve tüm mücevherler dahil olmak üzere vücutlarındaki tüm metalleri çıkararak katılımcıları tarayıcıya girmeye hazırlayın.

3. Katılımcı için yönergeler sağlayın.

Katılımcıya tarayıcıda yüzlerin ve evlerin resimlerini göreceklerini söyleyin.
İlk yerelleştirici çalıştırmaları için, katılımcılara yüzleri ve evleri pasif olarak göreceklerini söyleyin.
Katılımcılara, görev sırasında birbirinin üzerine bindirilmiş bir yüz ve bir ev göreceklerini açıklayın. Görevleri, aşağıdaki gibi eve veya yüze dikkat etmek olacaktır.
1. Görev ilk başladığında, evlere mi yoksa yüzlere mi dikkat etmeleri gerektiği metin talimatlarıyla söylenecektir.
2. Katılımcılara, evlere dikkat etmeleri talimatının verildiği dört koşu ve yüzlere dikkat etmeleri talimatının verildiği dört koşu yapılacaktır.
  1. Yüz ve ev koşularının programı her konu için rastgele olacaktır.
Katılımcıya, tarama boyunca başını sabit tutmanın önemini vurgulayın.

4. Katılımcıyı tarayıcıya yerleştirin.

Katılımcıya, kulaklarını tarayıcının gürültüsünden korumak için kulak tıkaçları verin ve tarama sırasında deneyciyi duyabilmeleri için kulaklıkları takın ve başları bobinde olacak şekilde yatağa yatırmalarını sağlayın.
Katılımcıya acil durum sıkma topunu verin ve tarama sırasında acil bir durumda sıkmaları talimatını verin.
Tarama sırasında aşırı hareketi önlemek için katılımcıların kafasını bobine sabitlemek için köpük pedler kullanın ve katılımcıya, en küçük hareketler bile görüntüleri bulanıklaştırdığından, tarama sırasında mümkün olduğunca hareketsiz kalmanın çok önemli olduğunu hatırlatın.

5. Veri toplama

Yüksek çözünürlüklü bir anatomik tarama toplayın.
İşlevsel taramaya başlayın.
1. Uyaran sunumunun başlangıcını tarayıcının başlangıcı ile senkronize edin.
2. Resimleri projektöre bağlı bir dizüstü bilgisayar aracılığıyla sunun. Katılımcının gözlerinin üzerinde, tarayıcı deliğinin arkasındaki bir ekranı yansıtan bir ayna vardır.
3. Her katılımcıya, pasif olarak yüz ve ev bloklarını gördükleri iki yerelleştirici çalışması sunun. Bu yerelleştirici çalıştırmaları, her bir katılımcıdaki FFA ve PPA'yı tanımlamak için kullanılır.
  1. Her bir yüz ve ev setini, bloklar arasında 20 sn sabitleme ile 30 s'lik bir blokta sunun. Her bir uyaranı 750 ms boyunca gösterin, ardından ekranda yalnızca bir sabitleme çaprazının bulunduğu 250 ms'lik bir uyaranlar arası aralık izleyin. Beş yüz bloğu ve beş ev bloğu elde etmek için blokları dönüşümlü sırayla tekrarlayın.
4. Her katılımcıya dikkat görevinin sekiz işlevsel çalışmasını sunun.
  1. Her koşuya, ekranın ortasında üst üste bindirilmiş bir yüz ve ev (Şekil 1) ve yüze veya eve katılarak başlamanız için bir talimatla başlayın. İlk dikkat hedefi, koşudan koşuya rastgele olacaktır.
  2. Her koşu 300 çift üst üste bindirilmiş yüz ve ev içerecektir. Yüz ve ev çiftleri koşular arasında tekrarlanır, ancak koşular içinde tekrarlanmaz.
  3. Üst üste binen her uyaran çiftini bir saniye boyunca gösterin. Her saniye, üst üste binen evi ve yüzü yeni bir üst üste bindirilmiş ev ve yüzle değiştirin.

Şekil 1. Yüz uyaranı ve ev uyaranı üst üste bindirildi. Sunulan her uyaran, üst üste bindirilmiş bir yüz ve evdi. Katılımcıya ya yüze ya da eve odaklanması talimatı verildi.

6. Tarama sonrası prosedürler

Katılımcıyı tarayıcının dışına çıkarın.
Katılımcıyı bilgilendirin.

7. Veri analizi

Verileri önceden işleyin.
1. Hareket artefaktlarını azaltmak için hareket düzeltmesi gerçekleştirin.
2. Sinyal sapmalarını gidermek için zamansal filtreleme gerçekleştirin.
3. Sinyal-gürültü oranını artırmak için verileri düzeltin.
Her katılımcı için verileri modelleyin.
1. Yerelleştirici taramasındaki her görev koşulu (yüzler ve evler) için beklenen hemodinamik yanıtın ne olması gerektiğine dair bir model oluşturun.
  1. Verileri bu modele uygun hale getirin ve her bir vokseldeki değerin, söz konusu vokselin görev durumuna ne ölçüde dahil olduğunu temsil ettiği istatistiksel bir harita elde edin.
  2. Anatomik konumlarına göre FFA ve PPA'ya karşılık gelen her konu için kümeleri tanımlayın. FFA, orta fusiform girustaki tüm bitişik vokselleri içerecektir (bu, yüzlere evlerden önemli ölçüde daha fazla yanıt verir) ve PPA, evlere yüzlerden daha belirgin bir şekilde yanıt veren parahipokampal girustaki tüm vokselleri içerecektir. Bu ilgi bölgelerini belirlemek için, her voksel için p < ^10-6'lık bir minimum anlamlılık eşiği kullanıldı.
2. Dört yüzlere odaklanma çalışması ve dört eve odaklanma çalışması sırasında sinyal aktivasyonlarını çıkarmak için her bireyin FFA ve PPA maskelerini bir ROI olarak kullanın.
  1. Her konu için FFA ve PPA'da yüz odaklama ve ev odaklama koşulları için sinyal değişiminin yüzdesini ölçün.
Koşullar arasındaki farkları test etmek için yüzde sinyal değişim değerleri üzerinde iki yönlü bir varyans analizi (ANOVA) gerçekleştirin. Bu testteki faktörler ROI (PPA'ya karşı FFA) ve dikkattir (yüzlere karşı evler).