En Kognitiv Paradigm å undersøke Forstyrrelser i Working Memory av distraksjoner og avbrudd

Summary

En roman kognitive paradigme er utviklet for å belyse atferdsmessige og nevrale korrelater til interferens ved å-være-ignorert distraktører versus interferens ved å-være-deltok interruptors under en arbeidsminnet oppgave. I dette manuskriptet, flere varianter av dette paradigmet er detaljerte, og data innhentet med dette paradigmet i yngre / eldre voksne deltakere blir anmeldt.

Abstract

Målrettet atferd er ofte svekket av forstyrrelser fra det ytre miljø, enten i form av distraksjon av irrelevant informasjon som man forsøker å ignorere, eller ved å avbryte informasjon som krever oppmerksomhet som en del av en annen (sekundær) oppgave mål. Begge former for ytre forstyrrelser har vist seg å skadelig påvirke evnen til å opprettholde informasjon i arbeidsminnet (WM). Emerging bevis tyder på at disse ulike typer ekstern interferens utøve ulike effekter på atferd og kan være mediert av ulike nevrale mekanismer. Bedre karakteriserer den distinkte nevroatferdsmessige virkningen av irrelevante distraksjoner versus deltok avbrudd er viktig for å fremme en forståelse av top-down oppmerksomhet, oppløsning på ekstern innblanding, og hvordan disse evnene bli degradert i sunn aldring og nevropsykiatriske tilstander. Dette manuskriptet beskriver en roman kognitive paradigme utviklet Gazzaley lab som harnå blitt endret i flere forskjellige versjoner som brukes til å belyse atferdsmessige og nevrale korrelater til forstyrrelser, ved å-være-ignorert distraktører versus å-være-deltok interruptors. Detaljer er gitt på varianter av dette paradigmet for å undersøke forstyrrelser i visuelle og auditive modaliteter, på flere nivåer av stimulans kompleksitet, og med eksperimentell timing optimalisert for elektroencefalografi (EEG) eller funksjonelle magnetic resonance imaging (fMRI) studier. I tillegg data fra yngre og eldre voksne deltakere oppnådd ved bruk av dette paradigmet blir gjennomgått og diskutert i sammenheng med sitt forhold til de bredere litteratur på ekstern innblanding og aldersrelaterte nevroatferdsendringer løse forstyrrelser i arbeidsminnet.

Introduction

En omfattende litteratur har vist en skade for vedlikehold av informasjonen i arbeidsminnet (WM) av interferens fra det ytre miljø ^1-9. Ytre forstyrrelser kan deles inn i to hovedtyper; forstyrrelser av irrelevant informasjon man har til hensikt å ignorere: distraksjon, og informasjon forstyrrende som krever oppmerksomhet som en del av en annen (sekundær) oppgave mål: avbrudd. Studier som sammenligner disse typer ekstern interferens ved hjelp av en innen-deltaker konstruksjonen gjør vurderingen av nevro-behavioral virkningen av mål-fokusert top-down oppmerksomhet i behandling og vedtak av ytre forstyrrelser.

Nylig Gazzaley lab utformet et paradigme som muliggjør sammenligning av 'å-være-deltok' avbrudd og 'å-være-ignorert' distraksjoner som oppstår i innstillingen av en arbeidsminnet oppgave. Emerging bevis fra dette paradigmet antyder at disse ulike typer external forstyrrelser utøve klare effekter på atferd og har forskjellige underliggende nevrale mekanismer ^2-5,10,11. Dette paradigmet har avdekket forskjeller i ytre forstyrrelser behandlingen i normal aldring ^2,3,4,10,11; om aldring underskudd i sammenheng med forstyrrelser ikke alltid funnet ^5; Det har også fremstående mekanismer for forstyrrelser ved distraktører versus interruptors bruker høyt nivå visuell stimulering av ansikter og scener ^2,3,4,12, lavt nivå visuell bevegelse av dot kinematograms ^5,10,11, og lavt nivå auditiv bevegelse frekvens feier ^5.

Ekstern støy og aldring

Ytre innblanding induserer en ødeleggende innvirkning på arbeidsminnet i hele levetiden, selv om eldre voksne utviser en mer negativ effekt enn yngre voksne ^2,3,13-18. Eldre voksne også vise ulike mønstre av nevral aktivitet sammenlignet med yngre annonseults når du forsøker å løse dette interferens ^3,4,17,21. Men noen studier ikke finne bevis for slike aldersrelaterte atferds ^5,19,20 eller neural ^fem forskjeller med forstyrrelser.

Interessant, effekten av aldring på å løse forstyrrelser synes å variere fra sensorisk modalitet, selv om dette problemet forblir uløst i dag. Visuell intrasensory forstyrrelser har vært mye vist seg å oppvise aldersrelatert reduksjon (oppsummert i en omfattende gjennomgang ^22). I motsetning til mange eksperimenter tyder ingen aldersrelatert underskudd i løpet av intra-sensorisk auditive forstyrrelser ^19,22-25, mens andre studier viser signifikante aldersrelaterte økninger i auditiv distractibility ^19,22,26-32. I tillegg kan salience av stimuli forstyrrende (sammenfallende eller incongruent mellom cue og sonde stimuli) ^2, og stimulans kompleksitet (høy eller lav belastningen) ⁵ samhandle med forstyrrelserprosessering og dets forskjeller på tvers av oppgave mål og alder.

Paradigmet er beskrevet her supplerer den aldrende forstyrrelser litteratur ved sondering mekanismene for top-down oppmerksomhet (i form av oppgave mål) og oppløsning av eksterne stimuli forstyrrende. Bevis fra det visuelle ansiktet og scene versjon av dette paradigmet indikerer et samspill mellom aldring og forstyrrelser type, med eldre voksne demonstrerer enda større sårbarhet for deltok interruptors forhold til ignorert distraktører ^3,4. Karakteriserer de atferdsmessige og nevrale forskjeller mellom disse typer forstyrrelser er viktig å forstå hvordan kognitiv kontroll evner endres med aldring.

Hvorfor eldre voksne viser forverret underskudd løse å-være-deltok interruptors? Blir eldre voksne svekket av overdreven behandling av interruptors når de blir presentert, eller av en manglende evne til å re-aktivere representasjoner av de primære mål relevante stimuli etter avbrudd, eller ved langvarig behandling av interruptors etter at de ikke lenger er til stede eller relevant ^33? For å løse disse spørsmål, gir den nåværende paradigmet design for sammenligning av nevral aktivitet ved tidspunkter før, under og etter forskjellige typer av forstyrrelser. For eksempel ved å sammenligne nevral aktivitet utløst av ignorert distraksjon versus aktivitet under deltok avbrudd, kan man fastslå den spesifikke effekten av top-down oppmerksomhet om oppløsning av forstyrrelser i arbeidsminnet.

Flere studier har gjennomført flere varianter av dette støy paradigme for å forstå de nevrale korrelater til ulike typer ekstern innblanding både høy romlig og tidsmessig oppløsning ved hjelp av funksjonell magnetisk resonans imaging (fMRI) og elektroencefalografi (EEG), henholdsvis. Dette paradigmet har også blitt brukt til å klargjøre viktige forskjeller mellom forstyrrelser i de visuelle og auditive domenerSå vel som virkningen av stimulus kompleksitet og kongruens på forstyrrelser. Her blir paradigmet varianter beskrevet i detalj.

Protocol

Trinnene nedenfor oppsummere hvordan å utføre denne romanen kognitive paradigmet designet for å belyse de nevroatferdsmessige aspekter ved ekstern interferens på forsinket regnskapsføring arbeidsminnet, med variasjoner optimalisert for sammenkobling med EEG eller fMRI. Før start datainnsamling, fullføre alle nødvendige menneskelige-deltakernes forsknings godkjenninger gjennom den aktuelle Institutional Review Board og / eller menneskelige deltakere granskningskomité. 1. Forberedelse <…

Representative Results

Denne forstyrrelsen paradigmet har aktivert generasjon av viktige funn vedrørende distinkt atferds virkningen og nevrale mekanismer for distraksjon og avbrudd på arbeidsminnet hos yngre og eldre voksne (se tabell 2 for sammendrag). Oppførsel. Behaviorally, i tråd med eksisterende litteratur, avbrudd konsekvent formidler en større negativ innvirkning versus distraksjon på arbeidsminneytelse 2-5, 10,11,12. Eldre voksne stille enda større fors…

Discussion

En roman kognitive paradigmet har vist effekt i å undersøke arbeidsminnet forstyrrelser av distraksjoner og avbrudd. Dette paradigmet og sine mange varianter, utvide bruken tvers sensoriske modaliteter, stimulans kompleksitet nivåer, og bildebehandling metoder, er detaljerte.

Før du begynner eksperimentet, pre-skjermen alle deltakere for å sikre hensiktsmessige kognitive og perseptuelle evner. For eksperimenter med lavt nivå perseptuelle stimuli, administrere en adaptiv terskling prose…

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