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Behavior

인지 적 패러다임은 산만하고 중단으로 작업 메모리의 간섭을 조사하기 위해

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

소설인지 패러다임은 작업 메모리 작업시에– 참석 interruptors에 의해 간섭 대 – 투 – 무시 방해 자극에 의해 간섭의 행동 및 신경 상관 관계를 규명하기 위해 개발된다. 이 원고에서,이 패러다임의 여러 변종이 자세히 설명되어 있습니다, 이하 / 오래된 성인 참가자의이 패러다임 얻은 데이터는 검토된다.

Abstract

목표 지향적 행위는 종종 하나 또는 다른 (보조) 태스크 목표의 일부로서주의를 요구하는 정보를 차단하여 무시하려고 시도 관련성 정보에 의해주의 산만의 형태 중, 외부 환경으로부터의 간섭에 의해 손상된다. 외부 간섭의 두 형태는 해로운 작업 메모리 (WM)에 정보를 유지하는 능력에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 신흥 증거가 외부 간섭의 이러한 서로 다른 유형의 행동에 영향을 미치는 다른 별개의 신경 메카니즘에 의해 매개 될 수 있다는 것을 시사한다. 더 나은 참석 중단 대 관련이없는 산만의 독특한 신경 행동 영향을 특징 짓는 것은 하향식주의, 외부 간섭의 해결에 대한 이해를 증진하기위한 필수적이며, 이러한 능력은 건강한 노화와 신경 정신 상태에서 성능이 저하 될 방법. 이 원고는이 Gazzaley 실험실을 개발하는 새로운인지 적 패러다임을 설명합니다지금 interruptors-참석에-대 방해 자극을-무시-에 의해, 간섭의 행동 및 신경 상관 관계를 규명하는 데 사용되는 여러 가지 서로 다른 버전으로 수정되었습니다. 자세한 사항은 자극의 복잡성의 여러 수준에서 시각 및 청각 양식에 간섭을 조사하는이 패러다임의 변형에 제공하고, 뇌파 (EEG)에 최적화 실험 타이밍이나 기능성 자기 공명 영상 (fMRI) 연구와있다. 또한, 젊은 세 이상 성인 참가자의 데이터는이 패러다임을 검토하고 외부 간섭과 작업 기억에 간섭을 해결 연령과 관련된 신경 행동 변화에 대한 폭 넓은 문헌과의 관계의 맥락에서 논의 사​​용하여 얻을.

Introduction

광범위한 문헌은 외부 환경 1-9에서 간섭에 의해 메모리 (WM)를 작업의 정보 유지에 손해를 보여 주었다. 외부 간섭은 일반적으로 두 가지로 분류 될 수있다; 중단 : 다른 (보조) 작업 목표의 한 부분으로주의를 요구 방해하고 간섭 정보 : 무관 한 무시하고자하는 정보에 의한 간섭. 내 – 참가자 디자인을 사용하여 외부 간섭의 이러한 종류의 비교 연구는 외부 간섭의 신경 행동 처리 목표 중심 하향식 주목 충격 해상도의 평가를 가능하게한다.

최근 Gazzaley 실험실은 작업 메모리 작업의 설정에서 발생하는 '투 – 참석'중단의 비교 '에– 무시'산만을 용이하게하는 패러다임을 설계했습니다. 이 패러다임에서 신흥 증거는 내선의 서로 다른 유형을 제안한다ernal 간섭 행동에 뚜렷한 효과를 발휘하고 별개의 기본 신경 메커니즘 2-5,10,11 있습니다. 이 패러다임은 정상적인 노화 2,3,4,10,11 외부 간섭 처리의 차이를 밝혔다; 하지만 간섭의 맥락에서 적자를 노화 항상 5 찾을 수 없습니다; 그것은 높은 수준의 얼굴과 장면 2,3,4,12, 도트 kinematograms 5,10,11의 낮은 수준의 시각적 움직임의 시각적 자극, 낮은 수준의 청각 모션을 사용 interruptors 대 방해 자극에 의한 간섭도 뛰어난 메커니즘이 주파수는 5 지나간다.

외부 간섭과 노화

외부 간섭이 노인은 젊은 성인 2,3,13-18보다 더 부정적인 영향을 발휘하지만, 수명 전반에 걸쳐 작업 기억에 해로운 영향을 유도한다. 노인은 젊은 광고에 비해 신경 활동의 다른 패턴을 전시ULTS이 간섭 3,4,17,21를 해결하려고 할 때. 그러나 일부 연구는 간섭과 같은 연령과 관련된 행동 5,19,20 또는 신경 5 차이점에 대한 증거를 찾을 수 없습니다.

이 문제는 현재 해결되지하지만 흥미롭게도, 간섭을 해결 노화의 영향은, 감각 양상에 따라 다를 것으로 보인다. 비주얼 intrasensory 간섭은 널리 (광범위한 검토 (22)에 요약) 연령과 관련된 감소를 보이는 것으로 나타났다. 다른 연구는 청각 산만 19,22,26-32에 상당한 연령에 따른 증가를 보여 대조적으로, 많은 실험, 내 감각 청각 장애 19,22-25 동안 연령 관련 적자를 제안합니다. 또한, (큐와 탐침 사이의 자극 합동 또는 부적당) 간섭이 돌출 자극과 자극 복잡도 (높거나 낮은 프로세싱로드) (5)는 간섭과 상호 작용할 수있다처리 및 작업 목표 및 연령에서의 차이.

여기에 설명 된 패러다임은 하향식 (작업 목표의 형태로)주의 및 외부 간섭 자극의 해상도의 메커니즘을 프로빙하여 노화 간섭 문학을 보완합니다. 이 패러다임의 시각적 얼굴과 장면 버전의 증거는 무시 방해 자극 3,4를 기준으로 참석 interruptors에 더 큰 취약성을 보여주는 노인과 노화 및 간섭 유형 사이의 상호 작용을 나타냅니다. 간섭 이러한 유형의 행동 및 신경 차이를 특성화 제어 능력은 노화와 변경 방법인지 이해하는 것이 중요하다.

왜 노인가– 참석 interruptors를 해결 악화 된 적자가 표시되는 이유는 무엇입니까? 노인들이 제시 될 때 interruptors의 과도한 처리에 의해 손상, 또는 주요 목표 관련 S의 표현을 다시 활성화 할 수없는 기준이다timuli 중단 후, 또는 interruptors의 연장 처리에 의해 그들은 현재 33 관련 더 이상 없습니다 후? 이러한 문제를 해결하기 위해 현재의 패러다임의 디자인은 전, 중, 간섭의 다른 종류 후 시간 지점에서 신경 활동의 비교를 할 수 있습니다. 예를 들어, 참석 중단 동안 활동 대 무시 산만에 의해 유발되는 신경 활동을 비교하여, 하나는 작업 기억에 간섭의 해상도에 하향식 관심의 특정에 미치는 영향을 확인 할 수 있습니다.

몇몇 연구는 각각의 기능 자기 공명 영상 (fMRI) 및 뇌파 (EEG)를 이용하여 높은 공간 및 시간 해상도를 모두 외부 간섭의 다른 유형의 신경 상관 관계를 이해하기 위해,이 간섭 패러다임의 다수의 변형을 실시했다. 이 패러다임은 또한 시청각 도메인에서의 간섭 사이의 중요한 차이를 명확히하기 위해 사용되어왔다간섭에 대한 자극의 복잡성과 적합성뿐만 아니라 충격. 여기서, 패러다임 변형은 상세하게 설명된다.

Protocol

다음 단계는 뇌파 또는 자기 공명와 페어링에 최적화 된 변형을 지연 인식 작업 메모리에 외부 간섭의 신경 행동 적 측면을 규명하기위한이 새로운인지 적 패러다임을 실행하는 방법을 열거합니다. 해당 임상 시험 심사위원회 및 / 또는 인간의 참가자 심사위원회를 통해 데이터 수집, 완전한 필요한 모든 사람이 참가자의 연구 승인을 시작하기 전에. 1. 준비 전용 자?…

Representative Results

이 간섭 패러다임은 젊은 세 이상 성인 (개요 표 2 참조) 작업 기억에 뚜렷한 행동에 미치는 영향과주의 산만의 신경 메커니즘 및 중단에 관한 중요한 연구 결과의 생성을 가능하게했다. 동작. 행동으로는, 기존의 문헌과 일치, 중단은 지속적으로 메모리 성능 2-5, 10,11,12 작업에 방해 대 더 해로운 영향을 부여한다. 노인은 특히 복잡한 시각적 …

Discussion

소설인지 적 패러다임은주의 산만 및 중단으로 작업 메모리 간섭을 조사에 효능을 보여 주었다. 이 패러다임과 여러 변형, 감각 양식, 자극 복잡성 레벨 및 촬상 방법의 사용을 통해 연장되는, 상세한이다.

적절한인지 및 지각 능력을 확인하기 위해 실험, 사전 화면 모든 참가자를 시작하기 전에. 낮은 수준의 지각 자극을 이용한 실험에서, 참가자 간의 동등한 난이도 지각 차…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

이 패러다임의 개발자, 특히 웨슬리 클랩 앤 베리므로 Jyoti 슈라, 마이클 루벤스, 그리고 시어 도어 Zanto에 감사드립니다. 이 작품은 NIH 보조금 5R01AG0403333 (AG)에 의해 지원되었다.

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
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References

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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).
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