Medição de sinais neurofisiológicos de ignorar e Atender Processos em Controle de Atenção
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
Atenção guias de controle de comportamento, direcionando nossos recursos neurais e cognitivas para sinais de entrada selecionados, enquanto restringindo o acesso a outros sinais, com base em uma determinada meta comportamental 1. Por exemplo, ao ler um livro, os sinais visuais correspondentes ao livro são os sinais alvo a ser reforçada, ao passo que outros sinais sensoriais – como a TV no quarto ao lado – são sinais distrator ser atenuada. As gravações em ambos os primatas humanos e não humanos 1-4, indicam que as respostas neuronais em córtices sensoriais são reforçadas para alvos participaram em relação ao distractors ignorado durante a atenção selectiva, o que indica que a força de entradas sensoriais no cérebro é modulada como uma função do facto eles são classificados como alvos ou distractors 5-7. Referimo-nos a esta diferença na intensidade do sinal quando frequentam contra ignorando como o efeito de modulação atenção.
De interesse crescente éa questão de se e como os processos neurais de assistir contribuir para o controle da atenção e suas deficiências, separadamente dos processos neurais de ignorar. É cada vez mais claro que a capacidade de ignorar distrações pode ser prejudicada de forma independente de nossa capacidade de atender alvos. Por exemplo, distractor-supressão pode ser prejudicada com o aumento da carga de tarefas 8, 9 envelhecimento cognitivo e privação de sono 10, sem uma diminuição no aumento de destino. Não é Atualmente, sabe-se um decréscimo na melhoria alvo também pode existir sem um déficit na supressão de distracção. Talvez mais importante, não é resolvido se os déficits de qualquer assistente ou ignorando, mas não ambos, pode elucidar condições neuropsiquiátricas em que o controle atenção é prejudicada. Como tal, ele é valioso para entender melhor se assistir e ignorando surgir de vias corticais separáveis, se e como eles diferem em dinâmica neural. Ao medir assistir eignorando processos separadamente, tais questões podem ser abordadas.
Aqui nós descrevemos metodologia para medir os sinais neurofisiológicos de participação e ignorando separadamente, mas simultaneamente, em atenção sustentada. Esta abordagem baseia-se no efeito de modulação atenção: a diferença de amplitude de uma resposta sensorial neural quando o indivíduo está participando contra ignorando a estímulos em que o fluxo sensorial. O efeito de modulação atenção é uma poderosa ferramenta para a detecção de modulação atenção sobre sinais sensoriais, mas opõe-se a capacidade de avaliar as dinâmicas separadas de atendimento e processos ignorando. Ou seja, uma diferença de respostas sensoriais neurais ao comparecer contra ignorando poderia surgir porque o processo de atenção reforça sinais sensoriais alvo, ou porque ignorando atenua sinais distrator sensoriais, ou ambos. Para testar entre estas alternativas, é necessário o uso de uma condição de controlo adicional na qual um quantifica o strength de entradas sensoriais em sua linha de base natural, quando eles não são nem compareceram nem ignorados. Isto é semelhante ao que anda abaixo de uma rua movimentada cheia de carros, mas também não observando ativamente (por exemplo, para um táxi) nem ignorar ativamente (por exemplo, carros non-táxi e ônibus) os carros que passam. Ao avaliar sinais sensoriais que são atendidos ou ignoradas, relativas a uma condição passiva de referência, a magnitude eo momento de participar e ignorando processos pode ser quantificado separadamente.
Usos eficazes de um controle tão passiva na medição presentes e ignorando os processos foram relatados anteriormente em estudos de atenção antecipatória 11-13 e interações memória de atenção 9,10,14-17. Aqui nós descrevemos a utilização desta abordagem no contexto da atenção sustentada, de forma não-cued, contínua, intermodal (ou seja, auditiva-visual) tarefa de atenção (IMAT) 18. Por outras palavras, este método é apropriado para o estudo em curso de Rather do que os processos de controlo preparatórios, permitindo o acompanhamento desses processos ao longo do tempo. Este método também quantifica os processos de controle que modulam respostas sensoriais em diferentes modalidades sensoriais (ou seja, auditivas contra visuais), concentrando-se, assim, em processos que não são especializados para dentro de um domínio sensorial ou conteúdo particular. Ao contrário do anterior ressonância magnética funcional estuda 15,19,20, este método faixas atendimento e processos que utilizam sinais neurofisiológicos temporalmente resolvidos (eletroencefalografia, EEG), proporcionando, assim, resolução de milissegundos nos perfis temporais de atendimento e processos ignorando ignorando. Nossos resultados representativos demonstrar o uso da técnica na identificação de evidência direta para fontes separáveis corticais e dinâmica temporal dos processos neurais de assistir e ignorando e contribuições únicas para o efeito de modulação atenção.
Protocol
Representative Results
Discussion
Processos relacionados ao atendimento e ignorando no controle da atenção pode envolver diferentes vias neurais e cursos de tempo. Portanto, é de valor para medir esses processos separadamente. O IMAT é uma ferramenta, através da qual pode-se captar sinais neurofisiológicos de participação e ignorando separadamente, mas simultaneamente, em atenção sustentada. Os passos críticos incluem a medição de respostas neurofisiológicos sensoriais quando o participante está participando, ignorando ou percebendo passi…
Divulgations
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. |
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