JoVE Journal > Behavior
Summary
Abstract
Introduction
Protocol
Results
Discussion
Disclosures
Acknowledgements
Materials
References
자동 번역
Please note that all translations are automatically generated. Click here for the English version.
행동분석학

Когнитивная парадигма по расследованию вмешательства в рабочей памяти по Дистрактионс и прерываний

Published: July 16, 2015
doi:
10.3791/52226
, ,
1Department of Psychology,University of New Mexico, 2Department of Neurology,University of California, San Francisco, 3Department of Physiology, Center for Integrative Neuroscience,University of California, San Francisco, 4Department of Psychiatry,University of California, San Francisco

Summary

Роман познавательная парадигма разработана для выяснения поведения и нейронные корреляты вмешательства к-быть-игнорируемых дистракторов против вмешательства чтобы быть участие interruptors во время рабочей задачи памяти. В этой рукописи, несколько вариантов этой парадигмы подробно, и данные, полученные с этой парадигмы в младших / старших взрослых участников пересматривается.

Abstract

Целенаправленного поведения часто нарушена помех от внешней среды, либо в виде отвлечения ненужную информацию, что один попытки игнорировать или прерыванием информацию, которая требует внимания как часть другого (вторичного) цели задачи. Обе формы внешнего вмешательства было показано, что отрицательно влияет на способность поддерживать информацию в рабочей памяти (WM). Новые данные свидетельствуют о том, что эти различные типы вмешательства извне оказывают различное влияние на поведение и может быть опосредовано различных нейронных механизмов. Лучше, характеризующий отличную нейро-поведенческой влияние неуместных отвлечений против присутствовали перерывов имеет важное значение для продвижения понимания сверху вниз внимания, разрешение внешнего вмешательства, и как эти способности деградируют в здоровом старении и в психоневрологических условиях. Эта рукопись описывает новый познавательный парадигму разработанную лабораторию Gazzaley, что имееттеперь преобразован в несколько различных версий, используемых для выяснения поведения и нейронные корреляты вмешательства, по к-быть-игнорируется отвлекающие в сравнении чтобы быть участие interruptors. Подробная информация представлена ​​на вариантах этой парадигмы для исследования помех в зрительных и слуховых механизмов, с различным уровнем сложности стимула, и с экспериментальными времени оптимизирован для электроэнцефалографии (ЭЭГ) или функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ) исследований. Кроме того, данные из молодых и пожилых взрослых участников получены с использованием эта парадигма рассматривается и обсуждается в контексте его отношений с широкими литературы по внешним помехам и возрастных нервно-поведенческих изменений в решении помехи в работе памяти.

Introduction

Обширной литературе продемонстрировала ущерба для поддержания информации в рабочей памяти (WM) от помех со стороны внешней среды 1-9. Внешняя помеха может быть классифицированы на два основных типа; вмешательство неактуальной информации одним намерен игнорировать: отвлечение внимания, и мешающего информации, которая требует внимания как часть другого (вторичного) цели задачи: прерывания. Исследования, сравнивающие эти типы внешнего вмешательства с использованием в пределах-участника дизайн позволяют оценку нервно-поведенческие воздействия цель ориентированных сверху вниз внимания при обработке и разрешению внешнего вмешательства.

Недавно лаборатория Gazzaley разработан парадигму, что облегчает сравнение «чтобы быть участие« перерывов и "чтобы быть проигнорированы" отвлекаться, которые происходят в обстановке задачи рабочей памяти. Новые данные из этой парадигмы предполагает, что эти различные типы добernal помех оказывают различные эффекты на поведение и имеют различные основные нервные механизмы 2-5,10,11. Эта парадигма выявила различия в внешней обработки помех в нормальном старении 2,3,4,10,11; хотя старение дефицитов в контексте вмешательства не всегда находятся 5; Он также выдающиеся механизмы вмешательства от отвлекающих против interruptors использованием высокого уровня визуальной стимуляции граней и сцен 2,3,4,12, низкого уровня визуального движения точечных kinematograms 5,10,11, и низкого уровня слуховой движение Частота зачисток 5.

Внешнее вмешательство и старения

Внешняя помеха вызывает пагубное воздействие на рабочую память на протяжении всей жизни, хотя пожилые люди обладают более негативное влияние, чем молодых взрослых 2,3,13-18. Пожилые люди также имеют различные паттерны нейронной активности по сравнению с младшей объявлениемULTS при попытке решить эту помех 3,4,17,21. Тем не менее, некоторые исследования не нашли доказательств для таких возрастных поведенческих 5,19,20 или нейронная 5 различий с помехами.

Интересно, что воздействие старения на решении помехи, кажется, отличаются сенсорной модальности, хотя этот вопрос остается нерешенным в настоящее время. Визуальный intrasensory вмешательство широко показано, обладает возрастное снижение (сведены в обширном обзоре 22). В отличие от многих эксперименты показывают, нет дефицита, связанные с возрастом во внутри-сенсорный слуховой вмешательства 19,22-25, в то время как другие исследования показывают, значительные возрастные увеличение слуховой отвлекаемость 19,22,26-32. Кроме того, заметность мешающих раздражителей (конгруэнтны или несравнимы между кия и зондовых стимулов) 2, и сложность раздражитель (высокая или низкая нагрузка обработки) 5 может взаимодействовать с помехамиобработка и ее различия между целями задач и возраста.

Парадигма описано здесь дополняет старения помех литературу зондирования механизмы сверху вниз внимания (в виде целей групп) и разрешением внешних мешающих раздражителей. Данные из визуального лица и сцены версии этой парадигмы показывает взаимодействие между старением и типа помех, с пожилых людей, демонстрирующих еще большую уязвимость к участвовали interruptors относительно игнорируемых дистракторов 3,4. Характеризуя поведенческие и нервные различия между этими типами вмешательства важны для понимания, как когнитивный контроль способности изменить со старением.

Почему пожилые люди показывают усугубляется дефицит в решении чтобы быть посещали interruptors? У пожилых людей ухудшается чрезмерной обработки interruptors, когда они представлены, или неспособностью повторно активировать представления основной задачей релевантных сне timuli после перерывов, или при длительном обработки interruptors после того как они больше не присутствует или соответствующий 33? Для решения этих вопросов, дизайн нынешняя парадигма позволяет для сравнения нейронной активности в моменты времени до, во время и после различных видов помех. Например, сравнивая нейронной активности, вызванную игнорируется отвлечения против деятельности во время перерывов участие, можно установить конкретное воздействие сверху вниз внимания на разрешение вмешательства в оперативную память.

Несколько исследований реализованы несколько вариантов этой парадигмы помех понять нейронные корреляты различных видов внешнего вмешательства и при высокой пространственной и временной разрешающей использованием функциональной магнитно-резонансной томографии (МРТ) и электроэнцефалография (ЭЭГ), соответственно. Эта парадигма была также использована для уточнения важных различий между вмешательства в зрительных и слуховых областей, А также влияние сложности стимула и сравнения на вмешательство. Здесь варианты парадигма подробно описаны.

Protocol

Приведенные ниже шаги перечислить, как выполнить этот новый познавательный парадигму, предназначенный для выяснения нервно-поведенческие аспекты внешнего вмешательства на задержки оперативной памяти распознавания, с вариациями, оптимизированных для спаривания с ЭЭГ или МРТ. До нач?…

Representative Results

Это вмешательство парадигма позволила поколение важных выводов относительно отдельного поведенческого воздействия и нейронных механизмов отвлечения и прерывания на рабочую память в младших и старших взрослых (см Таблицу 2 резюме). Поведение. Поведе?…

Discussion

Роман познавательная парадигма показали эффективность в расследовании рабочий помех памяти по отвлекающих и перерывов. Эта парадигма, и некоторые его варианты, расширяя его использование по сенсорных модальностей, уровня сложности стимул, и методы визуализации, подробно.

<p class="jove_co…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Большое спасибо разработчикам этой парадигмы, особенно Уэсли Clapp, Энн Берри, Джиоти Мишра, Майкл Рубенс, и Теодор Zanto. Эта работа была поддержана NIH грант 5R01AG0403333 (АГ).

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
DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Baddeley, A. Working memory: Looking back and looking forward. Nature Reviews Neuroscience. 4 (10), 829-839 (2003).
  2. Clapp, W. C., Rubens, M. T., Gazzaley, A. Mechanisms of working memory disruption of external interference. Cerebral Cortex. 20 (4), 859-872 (2010).
  3. Clapp, W. C., Rubens, M. T., Sabharwal, J., Gazzaley, A. Deficit in switching between functional brain networks underlies the impact of multitasking on working memory in older adults. PNAS. 108 (17), 7212-7217 (2011).
  4. Clapp, W. C., Gazzaley, A. Distinct mechanisms for the impact of distraction and interruption on working memory in aging. Neurobiology of Aging. 33 (1), 134-148 (2012).
  5. Mishra, J., Zanto, T., Nilakantan, A., Gazzaley, A. Comparable mechanisms of working memory interference by auditory motion in youth and aging. Neuropsychologia. 51 (10), 1896-1906 (2013).
  6. Sakai, K. Reactivation of memory: role of medial temporal lobe and prefrontal cortex. Rev Neurosci. 14 (3), 241-252 (2003).
  7. Sakai, K., Roye, J., Passingham, R. E. Active maintenance in prefrontal area 46 creates distractor-resistant memory. Nature Neuroscience. 5 (5), 479-484 (2002).
  8. Yoon, J. H., Curtis, C. E., D’Esposito, M. Differential effects of distraction during working memory on delay-period activity in the prefrontal cortex and the visual association cortex. Neuroimage. 29 (4), 1117-1126 (2006).
  9. Sreenivasan, K. K., Jha, A. P. Selective attention supports working memory maintenance by modulating perceptual processing of distractors. Journal of Cognitive Neuroscience. 19 (1), 32-41 (2007).
  10. Berry, A. S., Zanto, T. P., Rutman, A. M., Clapp, W. C., Gazzaley, A. Practice-related improvement in working memory is modulated by changes in processing external interference. Journal of Neurophysiology. 102 (3), 1779-1789 (2009).
  11. Berry, A. S., et al. The influence of perceptual training on working memory in older adults. PLoS One. 5 (7), e11537 (2010).
  12. Anguera, J. A., et al. Video game training enhances cognitive control in older adults. Nature. 501 (7465), 97-101 (2013).
  13. Gazzaley, A., Clapp, W., Kelley, J., McEvoy, K., Knight, R. T., D’Esposito, M. Age-related top-down suppression deficit in the early stages of cortical visual memory processing. PNAS. 105 (35), 13122-13126 (2008).
  14. Hasher, L., Zacks, R. T., Bower, G. H. Working memory, comprehension, and aging: A review and a new view. The Psychology of Learning and Motivation. 22, 193-225 (1998).
  15. Lustig, C., Hasher, L., Tonev, S. T. Inhibitory control over the present and past. European Journal of Cognitive Psychology. 13 (1-2), 107-122 (2001).
  16. Lustig, C., Hasher, L., Zacks, R., Macleod, C. M., Gorfein, D. S. Inhibitory deficit theory: Recent developments in a “new view. Inhibition in Cognition. , 145-162 (2007).
  17. Solesio-Jofre, E., Lorenzo-Lopez, L., Gutierrez, R., Lopez-Frutos, J. M., Ruiz-Vargas, J. M., Maestu, F. Age effects on retroactive interference during working memory maintenance. Biological Psychiatry. 88 (1), 72-82 (2011).
  18. Zacks, R. T., Hasher, L., Dagenback, D., Carr, T. H. Directed ignoring: Inhibitory regulation of working memory. Inhibitory Mechanisms in Attention, Memory and Language. , 241-264 (1994).
  19. Guerreiro, M. J. S., Murphy, D. R., Van Gerven, P. W. M. Making sense of age- related distractibility: The critical role of sensory modality. Acta Psychologica. 142 (2), 184-194 (2013).
  20. Verhaeghen, P., Zhang, Y. What is still working in working memory in old age: dual tasking and resistance to interference do not explain age-related item loss after a focus switch. J Gerontol B Psychol Sci Soc Sci. 68 (5), 762-770 (2013).
  21. García-Pacios, J., et al. Early prefrontal activation as a mechanism to prevent forgetting in the context of interference. Am J Geriatr Psychiatry. 21 (6), 580-588 (2013).
  22. Guerrerio, M. J. S. . The role of sensory modality in age-related distraction. , (2013).
  23. Li, L., Daneman, M., Qi, J. G., Schneider, A. B. Does the information content of an irrelevant source differentially affect spoken word recognition in younger and older adults. Journal of Experimental Psychology, Human Perception and Performance. 30 (6), 1077-1091 (2004).
  24. Murphy, D. R., McDowd, J. M., Wilcox, K. A. Inhibition and aging: Similarities between younger and older adults as revealed by the processing of unatteneded auditory information. Psychology and Aging. 14 (1), 44-59 (1999).
  25. Schneider, B. A., Daneman, M., Murphy, D. R., See, S. K. Listening to discourse in distracting settings: the effects of aging. Psychology and Aging. 15 (1), 110-125 (2000).
  26. Alain, C., Woods, D. L. Age-related changes in processing auditory stimuli during visual attention: evidence for deficits in inhibitory control and sensory memory. Psychology and Aging. 14 (3), 507-519 (1999).
  27. Chao, L. L., Knight, R. T. Prefrontal deficits in aging and inhibitory control with aging. Cerebral Cortex. 7 (1), 63-69 (1997).
  28. Fabiani, M., Low, K. A., Wee, E., Sabble, J. J., Gratton, G. Reduced suppression or labile memory? Mechanisms of inefficient filtering of irrelevant information in older adults. Journal of Cognitive Neuroscience. 18 (4), 637-650 (2006).
  29. Passow, S., et al. Human aging compromises attentional control of auditory perception. Psychological Aging. 27 (1), 99-105 (2012).
  30. Sommers, M. S., Danielson, S. M. Inhibitory processes and spoken word recognition in young and older adults: the interaction of lexical competition and semantic context. Psychology and Aging. 14 (3), 458-472 (1999).
  31. Tun, P. A., Wingfield, A. One voice too many: adult age differences in language processing with different types of distracting sounds. J Gerontol B Psychol Sci Soc Sci. 54 (5), P317-P327 (1999).
  32. Tun, P. A., O’Kane, G., Wingfield, A. Distraction by competing speech in young and older adult listeners. Psychology and Aging. 17 (3), 453-467 (2002).
  33. Conway, A. R. A., Engle, R. W. Working memory and retrieval: A resource-dependent inhibition model. Journal of Experimental Psychology: General. 123 (4), 354-373 (1994).
  34. Cashdollar, N., Lavie, N., Duezel, E. Alleviating memory impairment through distraction. The Journal of Neuroscience. 33 (48), 19012-19022 (2013).
  35. Folstein, M. F., Folstein, S. E., McHuge, P. R. Mini-mental state”. A practical method for grading the cognitive state of patients for the clinician. Journal of Psychiatric Research. 12 (3), 189-198 (1973).
  36. Reisberg, B., Ferris, S. H., de Leon, M. J., Crook, T. The Global Deterioration Scale for assessment of primary degenerative dementia. American Journal of Psychiatry. 139 (9), 1136-1139 (1982).
  37. Delis, D. C., Freeland, J., Kramer, J. H., Kaplan, E. Integrating clinical assessment with cognitive neuroscience: Construct validation of the California Verbal Learning Test. Journal of Consulting and Clinical Psychology. 56 (1), 123-130 (1988).
  38. Gregoire, J., van der Linden, M. Effect of age on forward and backward digit spans. Aging, Neuropsychology, and Cognition: A Journal on Normal and Dysfunctional Development. 4 (2), 140-149 (1997).
  39. Conway, A. R. A., Kane, M. J., Bunting, M. F., Hambrick, D. Z., Wilhelm, O., Engle, R. W. Working memory span tasks: A methodological review and user’s guide. Psychonomic Bulletin & Review. 12 (5), 769-786 (2005).
  40. Holdnack, J. A., Zhou, X., Larrabee, G. J., Millis, S. R., Salthouse, T. A. Confirmatory factor analysis of the WAIS-IV/WMS-IV. Assessment. 18, 178-191 (2011).
  41. Hill, B., Elliott, E., Shelton, J., Pella, R., O’Jile, J., Gouvier, W. Can we improve the clinical assessment of working memory? An evaluation of the WAIS-III using a working memory criterion construct. Journal of Clinical Experimental Neuropsychology. 32 (3), 315-323 (2011).
  42. Homack, S., Lee, D., Riccio, C. A. Test review: Delis-Kaplan Executive Function System. Journal of Clinical and Experimental Neuropsychology. 27 (5), 599-609 (2005).
  43. Benton, A. L., Hamsher, K. D. S., Rey, G. J., Sivan, A. B. . Multilingual aphasia examination. , (1994).
  44. Strauss, E., Sherman, E. M. S., Spreen, O. . A Compendium of Neuropsychological Tests: Administration, Norms, and Commentary 3rd ed. , 501-526 (2006).

Tags

Keywords: Working MemoryInterferenceDistractionInterruptionTop-down AttentionCognitive ParadigmEEGFMRIAgingNeuropsychiatric Conditions
check_url/kr/52226?article_type=t

Play Video
PDF
DOI
DOWNLOAD MATERIALS LIST
Cite This Article
Janowich, J., Mishra, J., Gazzaley, A. A Cognitive Paradigm to Investigate Interference in Working Memory by Distractions and Interruptions. J. Vis. Exp. (101), e52226, doi:10.3791/52226 (2015).
Download Citation
Reprints and Permissions

View Video

✖

To prove you're not a robot, please enter the text in the image below

CAPTCHA Image
Play CAPTCHA Audio
Refresh Image