Dikkat Kontrol Süreçlerinin almamak ve Katılıyor ve nörofizyolojik Sinyalleri ölçümü
Summary
Attention control comprises enhancement of target signals and attenuation of distractor signals. We describe an approach to measure separately but concurrently, the neurophysiology of attending and ignoring in sustained intermodal attention, utilizing a passive control condition during which neither process is continuously engaged.
Abstract
Attention control is the ability to selectively attend to some sensory signals while ignoring others. This ability is thought to involve two processes: enhancement of sensory signals that are to be attended and the attenuation of sensory signals that are to be ignored. The overall strength of attentional modulation is often measured by comparing the amplitude of a sensory neural response to an external input when attended versus when ignored. This method is robust for detecting attentional modulation, but precludes the ability to assess the separate dynamics of attending and ignoring processes. Here, we describe methodology to measure independently the neurophysiological signals of attending and ignoring using the intermodal attention task (IMAT). This task, when combined with electroencephalography, isolates neurophysiological sensory responses in auditory and visual modalities, when either attending or ignoring, with respect to a passive control. As a result, independent dynamics of attending and of a ignoring can be assessed in either modality. Our results using this task indicate that the timing and cortical sources of attending and ignoring effects differ, as do their contributions to the attention modulation effect, pointing to unique neural trajectories and demonstrating sample utility of measuring them separately.
Introduction
Belirli bir davranış gol 1 dayalı, diğer sinyallere erişimi kısıtlamak ederken seçeneğini giriş sinyalleri doğru bizim sinir ve bilişsel kaynakların yönlendirerek Dikkat denetim kılavuzları davranış. Böyle yan odada TV gibi – – distraktör sinyalleri zayıflatılmış edilecek bir kitap okurken Örneğin, kitaba karşılık gelen görsel sinyaller diğer duyusal sinyaller ise hedef sinyalleri, geliştirilmiş edilmelidir. İnsan ve insan olmayan primatlarda 1-4 hem de Kayıtlar, beyinde, duyumsal girişlere mukavemeti olup bir fonksiyonu olarak modüle edilir gösteren, duyu korteks nöral tepkiler seçici dikkat sırasında dikkate distraktörler göre katılan hedefler için geliştirilmiş olduğunu göstermektedir Onlar hedefler ya da distraktörler 5-7 olarak sınıflandırılır. Dikkat modülasyon etkisi olarak göz ardı karşı katılıyor Biz sinyal gücü bu farka bakın.
Artan ilgigörmezden nöral süreçleri ayrı, dikkat kontrolü ve engelli katkıda katılmayı ve nasıl sinir süreçlerin bir soru. Bu dikkat dağıtıcı görmezden yeteneği hedeflerini katılmak için yeteneğimizi bağımsız bozulmuş olabilir giderek açıktır. Örneğin, distraktör-bastırma hedef geliştirme bir eksiltme olmadan, artan görev yükü 8, bilişsel yaşlanma 9 ve uyku yoksunluğu 10 bozulabilir. Hedef geliştirme bir azalma da distraktör bastırma bir açığı olmadan var olamaz eğer şu anda bilinmemektedir. Belki daha da önemlisi, bu çözülmezse katılıyor veya görmezden ancak ikisini, dikkat kontrolü engelli olduğu nöropsikiyatrik koşullarını aydınlatmak olabilir ya açıkları olup olmadığını. Bunun gibi, daha katılıyor ve nöral dinamikleri farklılık varsa ve nasıl ayrılabilir kortikal yollar kaynaklanan görmezden anlamak için değerlidir. Ölçme katılıyor ve Byayrı ayrı süreçleri görmezden bu tür sorular ele alınabilir.
Burada sürekli dikkat, aynı anda katılıyor ve ayrı görmezden nörofizyolojik sinyallerini ölçmek için metodolojiyi tarif ama. Bireysel duyu akışında uyaranlara karşı görmezden katılıyor nöral duyusal yanıt genlik farkı: Bu yaklaşım dikkat modülasyon etkisi oluşturur. dikkat modülasyonu etkisi duyusal sinyaller üzerinde dikkat modülasyonu tespiti için güçlü bir araçtır, ama katılıyor ve süreçleri görmezden ayrı dinamikleri değerlendirmek için yeteneğini engellemektedir. Yani, sinirsel duyusal tepkiler arasında bir fark dikkat süreci duyusal hedef sinyallerini artırır, çünkü ortaya çıkabilecek görmezden karşı katılıyor, ya da zayıflatan duyusal distraktör sinyalleri görmezden ya da her ikisi için. Bu alternatifler arasında test etmek için, ek bir kontrol koşulu kullanımı, bir strengt rakamlarla içinde gereklidironlar ne katıldı, ne de göz ardı edilir doğal başlangıçta duyusal girdilerin, h. Bu araçların dolu yoğun bir sokakta yürürken benzer, ama ne aktif (bir taksi, örneğin) izlerken ne aktif (örneğin, sigara taksi otomobil ve otobüsler) geçen arabalar görmezden. Süreçleri katılıyor ve görmezden pasif referans koşulu, büyüklük ve zamanlama göre katıldı veya göz ardı edilir duyu sinyallerini değerlendirerek ayrı ayrı belirlenebilir.
Katılıyor ve görmezden süreçleri ölçmek böyle pasif kontrolünün etkin kullanımları beklenti dikkat 11-13 ve bellek dikkat etkileşimleri 9,10,14-17 çalışmalarında daha önce rapor edilmiştir. Burada olmayan bir cued, sürekli, intermodal (yani, işitsel-görsel) dikkat görevi (IMAT) 18, sürekli dikkat bağlamında bu yaklaşımın kullanımını tanımlamak. Diğer bir deyişle, bu yöntem, devam etmekte olan Rath çalışmaya uygunzaman içinde bu süreçlerin takibi için izin hazırlık kontrol süreçleri daha er. Bu yöntem aynı zamanda, böylece belirli bir duyu veya içerik etki alanındaki için özel olmayan süreçlere odaklanarak, (görsel karşı, yani işitsel) farklı duyu modaliteleri arasında duyusal yanıtları modüle kontrol süreçleri rakamlarla. Önceki fonksiyonel manyetik rezonans görüntüleme 15,19,20 çalışmaları aksine, bu yöntem izler katılıyor ve böylece katılıyor ve süreçleri göz ardı zamansal profillerinde milisaniye çözünürlük sağlayan geçici çözüme nörofizyolojik sinyalleri (elektroensefalografi, EEG) kullanarak süreçleri görmezden. Bizim temsilcisi sonuçları ayrılabilir kortikal kaynaklardan katılıyor ve görmezden nöral süreçlerin zamansal dinamikleri ve dikkat modülasyon etkisi eşsiz katkılardan dolayı doğrudan kanıt belirlenmesinde tekniğin kullanımını göstermek.
Protocol
Representative Results
Discussion
Katılıyor ve dikkat kontrolü görmezden ilgili süreçler sinir yolları ve zamanlı kurslar farklı içerebilir. Bu nedenle, ayrı ayrı bu işlemleri ölçmek için bir değer taşımaktadır. IMAT biri sürekli dikkat, aynı anda katılıyor ve ayrı görmezden nörofizyolojik sinyallerini yakalamak, ancak hangi bir araçtır. işitsel veya görsel ya – katılımcı katılıyor görmezden veya pasif belirli bir modalite sunulan uyaranlara algılanması zaman kritik adımlar duyusal nörofizyolojik tepkilerin ölç…
Offenlegungen
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
We would like to thank Jyoti Mishra for useful discussions regarding the paradigm. This research was supported by NIH grants R33DA026109 and R21MH096329 to MSC.
Materials
| 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. |
Referenzen
- 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., Pick, H., Saltzmann, E. . Modes of Perceiving and Processing Information. , 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., Ritter, W., Ruchkin, D. S., Rugg, M. D., Taylor, M. J. Guidelines for using human event-related potentials to study cognition: Recroding standards and publication criteria. Psychophysiology. 37 (2), 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).
