Medición de señales neurofisiológicas de ignorar y Asistir Procesos en Control de Atención
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
Atención guías de control de comportamiento dirigiendo nuestros recursos neurales y cognitivos hacia seleccione señales de entrada, mientras que la restricción del acceso a otras señales, basado en un objetivo de comportamiento dado 1. Por ejemplo, al leer un libro, las señales visuales que corresponden al libro son las señales de destino para ser mejorados, mientras que otras señales sensoriales – tales como la televisión en la habitación de al lado – son señales distractor a atenuarse. Grabaciones en ambos primates humanos y no humanos 1.4, indican que las respuestas neuronales en las cortezas sensoriales se han mejorado para los objetivos que asisten en relación con distractores ignorados durante la atención selectiva, lo que indica que la fuerza de los estímulos sensoriales en el cerebro se modula en función de si se clasifican como objetivos o distractores 5-7. Nos referimos a esta diferencia en la intensidad de la señal cuando asisten frente a ignorar que el efecto de modulación atención.
De mayor interés esla cuestión de si y cómo los procesos neurales de asistir a contribuir al control de la atención y de sus deficiencias, por separado de los procesos neuronales de ignorar. Es cada vez más claro que la capacidad de ignorar las distracciones puede verse afectada independientemente de nuestra capacidad de asistir a los objetivos. Por ejemplo, distractor de supresión puede verse afectada con el aumento de la carga de trabajo 8, envejecimiento cognitivo 9 y la privación del sueño 10, sin una reducción en el realce de destino. No se sabe actualmente si un decremento en el realce objetivo también puede existir sin un déficit en la supresión distractor. Tal vez lo más importante, no se resuelve si los déficits de cualquiera de asistir o ignorar, pero no ambos, puede dilucidar condiciones neuropsiquiátricas en el que se altera el control de la atención. Como tal, es valioso para comprender mejor si asistir e ignorando surgen de las vías corticales separables, si, y en qué se diferencian en la dinámica neural. Mediante la medición de asistir yignorando procesos por separado, tales cuestiones se pueden abordar.
A continuación se describe la metodología para medir las señales neurofisiológicas de asistir e ignorando por separado, pero al mismo tiempo, en la atención sostenida. Este enfoque se basa en el efecto de modulación atención: la diferencia en la amplitud de la respuesta sensorial de los nervios cuando el individuo asiste frente ignorando a los estímulos en esa corriente sensorial. El efecto de modulación de la atención es una poderosa herramienta para la detección de la atención de modulación sobre las señales sensoriales, pero se opone a la capacidad de evaluar la dinámica separadas de asistir e ignorando procesos. Es decir, una diferencia en las respuestas sensoriales de los nervios cuando asisten frente ignorando pudiera surgir debido a que el proceso de la atención mejora las señales de destino sensoriales, o porque ignorando atenúa señales distractores sensoriales, o ambos. Para probar entre estas alternativas, se requiere el uso de una condición de control adicional en el que uno cuantifica la strength de entradas sensoriales en su línea de base natural cuando son ni asistieron ni ignorar. Esto es similar a caminar por una calle muy transitada llena de coches, pero tampoco viendo activamente (por ejemplo, para un taxi) ni ignorar activamente (por ejemplo, los coches no de taxis y autobuses) de los coches que pasaban. Mediante la evaluación de las señales sensoriales que son atendidos o ignorados, en relación a una condición pasiva de referencia, la magnitud y oportunidad de asistir e ignorando procesos se puede cuantificar por separado.
Usos efectivos de dicho control pasivo en la medición que asisten y haciendo caso omiso de los procesos se ha informado anteriormente en los estudios de la atención anticipatoria 13.11 y las interacciones memoria de atención 9,10,14-17. Aquí se describe el uso de este enfoque en el contexto de la atención sostenida, en un no-cued, continua, intermodal (es decir, auditivo-visual) tarea de atención (IMAT) 18. En otras palabras, este método es apropiado para el estudio de Rath en cursoer que los procesos de control de preparación, lo que permite el seguimiento de estos procesos a través del tiempo. Este método también cuantifica los procesos de control que modulan las respuestas sensoriales a través de diferentes modalidades sensoriales (es decir, auditivas en comparación visual), centrándose así en procesos que no están especializados para dentro de un dominio sensorial o contenido. A diferencia de la resonancia magnética funcional anterior estudia 15,19,20, este método pistas asistir e ignorando procesos utilizando señales neurofisiológicas resueltos temporal (electroencefalografía, EEG), proporcionando así una resolución de milisegundos en los perfiles temporales de asistir e ignorando procesos. Nuestros resultados representativos demuestran el uso de la técnica en la identificación de evidencia directa de fuentes separables corticales y dinámica temporal de los procesos neuronales de asistir e ignorando y contribuciones únicas al efecto de modulación atención.
Protocol
Representative Results
Discussion
Los procesos relacionados con la asistencia y al ignorar en control de la atención pueden implicar diferentes vías neurales y cursos de tiempo. Por lo tanto, es de valor para medir estos procesos por separado. El IMAT es una herramienta, por el cual uno puede captar señales neurofisiológicas de asistir e ignorando por separado, pero al mismo tiempo, en la atención sostenida. Los pasos críticos incluyen la medición de las respuestas neurofisiológicas sensoriales cuando el participante asiste, ignorando o percibir…
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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