Un paradigma cognitivo per Indagare interferenze nella memoria di lavoro da distrazioni e interruzioni

Summary

Un paradigma conoscitivo romanzo è stato sviluppato per chiarire correlati comportamentali e neurali di interferenza da parte di-essere-ignorati distrattori contro interferenze da interruttori a-essere-frequentato durante un compito di memoria di lavoro. In questo manoscritto, diverse varianti di questo paradigma sono dettagliate e dati ottenuti con questo paradigma in giovani / anziani partecipanti adulti è rivisto.

Abstract

Goal diretto comportamento è spesso compromessa da interferenze dall'ambiente esterno, sia sotto forma di distrazione da informazioni irrilevanti che si cerca di ignorare o interrompendo informazioni che richiede attenzione da parte di un altro (secondario) obiettivo compito. Entrambe le forme di interferenze esterne hanno dimostrato di influenzare negativamente la capacità di mantenere le informazioni nella memoria di lavoro (WM). Prove emergenti suggeriscono che questi diversi tipi di interferenze esterne esercitano effetti diversi sul comportamento e possono essere mediati da meccanismi neurali distinti. Meglio caratterizzare l'impatto neuro-comportamentale distinto di distrazioni irrilevanti contro le interruzioni frequentati è essenziale per far progredire la comprensione dei top-down attenzione, la risoluzione delle interferenze esterne, e di come queste abilità diventano degradata in un invecchiamento sano e in condizioni neuropsichiatriche. Questo manoscritto descrive un paradigma cognitivo romanzo sviluppato il laboratorio Gazzaley che haora stato modificato in diverse versioni distinte utilizzate per chiarire correlati comportamentali e neurali di interferenza, da distrattori rispetto interruttori to-be-partecipato a-essere-ignorato. I dettagli sono disponibili su varianti di questo paradigma per indagare le interferenze in modalità visiva e uditiva, a più livelli di complessità stimolo, e con tempismo sperimentale ottimizzato per elettroencefalografia (EEG) o la risonanza magnetica (fMRI) studi funzionali. Inoltre, i dati provenienti da giovani e meno giovani partecipanti adulti ottenuti con questo paradigma è rivisto e discusso nel contesto del suo rapporto con le letterature più ampie sulle interferenze esterne e neuro-comportamentali cambiamenti legati all'età nella risoluzione interferenze nella memoria di lavoro.

Introduction

Una vasta letteratura ha dimostrato un danno al mantenimento delle informazioni nella memoria (WM) di lavoro da interferenze dall'ambiente esterno ^1-9. Interferenze esterne possono essere classificate in due tipi generali; interferenza da informazioni irrilevanti si intende ignorare: distrazione, e le informazioni di disturbo, che richiede attenzione da parte di un altro (secondario) obiettivo compito: interruzione. Gli studi che confrontano questi tipi di interferenza esterna usando un disegno entro partecipante consentono valutazione dell'impatto neuro-comportamentale del gol-focalizzato l'attenzione dall'alto verso il basso nella lavorazione e la risoluzione di interferenze esterne.

Recentemente, il laboratorio Gazzaley progettato un paradigma che agevola il confronto tra interruzioni "to-be-frequentato" e distrazioni 'a-essere-ignorati' che si verificano nel contesto di un compito di memoria di lavoro. Emergendo evidenza da questo paradigma suggerisce che questi diversi tipi di extinterferenza ernal avere effetti diversi sul comportamento e hanno distinti meccanismi neurali sottostanti ^2-5,10,11. Questo paradigma ha rivelato differenze di trattamento interferenze esterne in normale invecchiamento ^2,3,4,10,11; se invecchiamento deficit nel contesto di interferenza non sono sempre trovato ^5; Essa ha anche illustri meccanismi di interferenza di distrattori rispetto interruttori con alto livello stimolazione visiva di volti e scene ^2,3,4,12, a basso livello di movimento visivo di kinematograms punti ^5,10,11, e di basso livello di movimento uditiva del frequenza spazza ^5.

Interferenze esterne e invecchiamento

Interferenze esterne induce un impatto negativo sulla memoria di lavoro per tutta la durata della vita, anche se gli anziani presentano un impatto più negativo rispetto agli adulti più giovani ^2,3,13-18. Gli anziani presentano anche diversi modelli di attività neurale rispetto alla pubblicità più giovaniULT quando si tenta di risolvere questa interferenza ^3,4,17,21. Tuttavia, alcuni studi non trovano prova di tali comportamenti ^5,19,20 o neurale ⁵ differenze legate all'età con interferenze.

È interessante notare che l'impatto dell'invecchiamento sulla risoluzione interferenze sembra differire da modalità sensoriale, anche se la questione rimane irrisolta attualmente. Visuale interferenza intrasensory è stato ampiamente dimostrato che mostra il declino relativo all'età (riassunti in una vasta revisione ^22). Al contrario, molti esperimenti suggeriscono nessun deficit relativi all'età durante intra-sensoriale interferenza uditiva ^19,22-25, mentre altri studi mostrano aumenti significativi legati all'età in distraibilità uditiva ^19,22,26-32. Inoltre, la salienza di stimoli interferenti (congruente o incongruenti tra gli stimoli cue e sonda) ^2, e la complessità stimolo (alto o basso carico di elaborazione) Hotel ⁵ possono interagire con interferenzalavorazione e le sue differenze tra obiettivi di attività e l'età.

Il paradigma qui descritta completa l'invecchiamento letteratura interferenza sondando i meccanismi dell'attenzione top-down (in forma di obiettivi di attività) e la risoluzione di stimoli interferenti esterni. Prove da versione visiva volto e scene di questo paradigma indica una interazione tra invecchiamento e tipo di interferenza, con gli anziani che dimostrano ancora maggiore vulnerabilità alle interruttori partecipato relativi a distrattori ignorati ^3,4. Caratterizzare le differenze comportamentali e neurali tra questi tipi di interferenza sono importanti per capire come cognitive capacità di controllo cambiano con l'invecchiamento.

Perché gli adulti più anziani mostrano deficit esacerbate nel risolvere interruttori a-essere-frequentato? Sono gli anziani compromessa da un eccessivo trattamento di interruttori quando si sono presentati, o dall'incapacità di riattivare rappresentazioni dei s primari obiettivo rilevantetimuli dopo interruzioni, o dalla lavorazione prolungato di interruttori dopo che non sono più presenti o pertinenti ^33? Per rispondere a queste domande, il design della attuale paradigma permette la comparazione di attività neurale in punti temporali, prima, durante e dopo i diversi tipi di interferenza. Ad esempio, mettendo a confronto l'attività neurale provocata dalla distrazione ignorati contro attività durante le interruzioni frequentati, si può verificare l'incidenza specifica di tipo top-down attenzione alla risoluzione di interferenze nella memoria di lavoro.

Diversi studi hanno attuato molteplici varianti di questo paradigma interferenza per comprendere i correlati neurali dei diversi tipi di interferenze esterne, sia in alta risoluzione spaziale e temporale utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI) e l'elettroencefalografia (EEG), rispettivamente. Questo paradigma è stato utilizzato anche per chiarire importanti differenze tra interferenza nei campi visivi e uditivi, Nonché l'impatto della complessità stimolo e congruenza su interferenze. Qui, le varianti paradigma sono descritte in dettaglio.

Protocol

Le seguenti procedure enumerano come eseguire questo paradigma cognitivo romanzo destinato a chiarire gli aspetti neuro-comportamentali di interferenze esterne sulla memoria di lavoro di riconoscimento ritardato, con variazioni ottimizzate per l'abbinamento con EEG e fMRI. Prima di iniziare la raccolta dei dati, completi tutti umani-partecipanti necessarie autorizzazioni di ricerca attraverso l'apposito Institutional Review Board e / o di soggetti umani comitato di revisione. 1. Prepar…

Representative Results

Questo paradigma interferenza ha permesso la generazione di risultati importanti per quanto riguarda l'impatto netto del comportamento e meccanismi neurali di distrazione e di interruzione sulla memoria di lavoro in giovani e meno giovani adulti (vedi Tabella 2 per direttissima). Comportamento. Comportamentale, in linea con la letteratura esistente, interruzione conferisce sempre un maggior impatto negativo contro la distrazione sul 2-5 presta…

Discussion

Un paradigma conoscitivo romanzo ha dimostrato l'efficacia nelle indagini interferenza memoria di lavoro da distrazioni e interruzioni. Questo paradigma e le sue diverse varianti, estendendone l'utilizzo attraverso modalità sensoriali, livelli di complessità di stimolo, e metodi di imaging, sono dettagliate.

Prima di iniziare l'esperimento, pre-schermo tutti i partecipanti al fine di garantire adeguate capacità cognitive e percettive. Per gli esperimenti che utilizzano stimoli…

Materials

Computer for stimulus presentation	Dell	Optiplex GX620	hardware/software requirements will vary based on stimulus presentation software
Cathody Ray Tube (CRT) monitor	ViewSonic	G220fb	21"; recommended due to its superior latency relative to that of LCD monitors in displaying visual stimuli; chair should be positioned 75 cm away
E-Prime software	Psychology Software Tools, Inc.	E-Prime 2.0 Standard	a different experimental presentation software can be used in place of E-Prime (e.g. Presentation (Neurobehavioral Systems), or PsychoPy (open-source); E-Prime and Presentation are compatible with Microsoft Windows, PsychoPy is compatible with Microsoft Windows, Mac OS X, and Linux)
Keyboard/response pad for Behavioral or EEG experiments	Keyboard: Razer; Response Pad: Cedrus	Keyboard: BlackWidow Ultimate; Response Pad: RB-830	any standard computer keyboard is acceptable, though response pads may offer more precise timing (ie: Cedrus RB-830 guarantees 1 ms resolution)
Keyboard/response pad for MRI experiments	Curdes	Package 904	ensure that keypad is MR-compatible
Headphones (for auditory behavioral experiments)	Koss	UR29
EEG-compatible Headphones (for auditory EEG experiments)	Etymotic	ER3-50; ER3-21; ER3-14A
MRI-compatible Headphones (for auditory MR experiments)	Etymotic	SD-AU-EAER30