A figyelem ritmikusan mintavételezi a többfunkciós objektumokat a munkamemóriában 1. rész

A figyelem lehetővé teszi számunkra, hogy szelektíven javítsuk bizonyos helyek vagy jellemzők feldolgozását külső környezetünkben, miközben kiszűrjük a nem releváns információkat. Jelenleg azt feltételezik, hogy ezt a releváns szenzoros jelek fokozásával érik el, ami torzítja az idegi reprezentációk közötti versenyt.

A külső környezet életünk elkerülhetetlen része, és nagy hatással lehet fizikai és pszichológiai állapotunkra. Például a különböző éghajlatok, étrendek, munkaritmusok stb. hatással vannak testi egészségünkre, de agyunk számára a külső környezet is nagyon fontos tényező. Az elmúlt évek kutatásai kimutatták, hogy szoros kapcsolat van a külső környezet és a memória között.

Először is, egy jó környezet kiváló tanulási és munkakörülményeket biztosíthat, ami nagyon jótékony hatással van agyunkra. Agyunk jó a memóriában és a tanulásban. Ha azonban stresszes, szorongó vagy kaotikus környezetben vagyunk, az agy működése súlyosan megzavarodik, ami kihat a memóriánkra és a gondolkodási képességeinkre. Ezért fontos a kellemes és rendezett környezet fenntartása.

Másodszor, a testmozgás és a jó alvás a külső környezet memóriára gyakorolt ​​hatásának is része. A test egészsége és az agy egészsége szorosan összefügg. A kutatások azt mutatják, hogy a testmozgás és a jó alvás a legjobb módja agyműködésünk és memória javításának. A gyakorlatok hatására agyunk több vegyi anyagot, például szerotonint és dopamint választ ki, ami javíthatja hangulatunkat és gondolkodási képességünket, ezáltal javítva a memóriánkat és a gondolkodási képességünket. A jó alvás pedig elegendő pihenést biztosít az agyunknak, és elegendő időt és teret biztosít a hosszú távú memóriához. Ezért érdemes időt szánni a mozgásra és az alvásra, hogy agyunk teljes mértékben karbantartható legyen.

Végül a szocializáció, valamint a fizikai és mentális tevékenységek is jót tesznek agyunknak. Agyunknak folyamatos tanulásra és gondolkodásra van szüksége ahhoz, hogy fenntartsa működőképességét és vitalitását. A társas interakció javítja kommunikációs és gondolkodási képességünket, ezáltal serkenti emlékezetünket és kreativitásunkat. A fizikai és szellemi tevékenységek, mint az olvasás, utazás, fotózás stb. szintén ritka módok a memória gyakorlására.

Összefoglalva, szoros kapcsolat van a külső környezet és az emlékezet között. Pozitív attitűdöket és cselekvéseket kell alkalmaznunk, hogy jó lakókörnyezetet hozzunk létre, és több jó stimulációt biztosítsunk agyunknak a memória és a tanulási képességeink javítása érdekében. Látható, hogy javítanunk kell a memóriánkat. A Cistanche deserticola javíthatja a memóriát, mert a Cistanche deserticola szabályozhatja a neurotranszmitterek egyensúlyát is, például növelheti az acetilkolin és a növekedési faktorok szintjét. Ezek az anyagok nagyon fontosak a memória és a tanulás szempontjából. Ezen túlmenően a hús javíthatja a vér folyékonyságát és elősegítheti az oxigénszállítást, ami biztosítja, hogy az agy elegendő tápanyagot és energiát kapjon, ezáltal javítva az agy vitalitását és állóképességét..

Kattintson az ismerje meg az agyműködés javításának módjait

A legújabb neurofiziológiai és viselkedési vizsgálatok kimutatták, hogy a figyelem alapvetően ritmikus folyamat, amely szorosan kapcsolódik a frontoparietális hálózatok idegi oszcillációihoz. Egyetlen objektum vagy helyszín folyamatos kiemelése helyett a figyelem ritmikusan váltakozik több releváns reprezentáció között 3–8 Hz-es frekvenciával.

A figyelem azonban nem csak a külvilág felé irányítható, hanem a belső vizuális munkamemória (VWM) reprezentációira is, pl.

amikor kiválaszt egyet a több keresési sablon közül, hogy megtalálja a megfelelő objektumokat a külső világban. Két közelmúltbeli tanulmány azt mutatja, hogy a VWM-ben az egyfunkciós objektumokat hasonló ritmikus módon látogatják, mint az észlelt tárgyakat. Itt kiegészítjük a szakirodalmat azzal, hogy megmutatjuk, hogy a nem térbeli retro-jelzések a VWM-ben többfunkciós objektumok összehasonlítható théta-ritmusos mintavételezését kezdeményezik.

Eredményeink hozzáadják a bizonyítékok konvergáló halmazát, miszerint a külső és belső vizuális reprezentációkhoz hasonló ritmikus figyelmi mechanizmusok érhetők el, és potenciális megoldást jelentenek a munkamemória kötődési problémájára.

Míg szubjektív vizuális élményünk a beérkező információk folyamatos folyamának tűnhet, a felhalmozódó bizonyítékok arra utalnak, hogy az észlelés és a figyelem ritmikus ingadozásokon megy keresztül. A viselkedési ritmusok leggyakrabban 3–6 Hz és 8–12 Hz frekvenciákon fordulnak elő, és a théta (3–8 Hz) és az alfa (8–12 Hz) sáv megfelelő neurális oszcillációihoz kapcsolódnak1.

Amikor két objektumot látogatunk meg a látóterünkben, az előre nem látható célpontokra adott reakcióidő az idő függvényében modulálódik théta frekvencián2–5, potenciálisan az idegi versengés eredményeként6,7.

A teljesítménynek ezeket a periodikus modulációit minden helyen külön-külön figyelik meg, de gyakran ellentétes fázisban oszcillálnak, összhangban a figyelem ritmikus reflektorfényével, amely több objektumot felváltva és egymás után mintát vesz8,9. Úgy tűnik, hogy ez a ritmikus mintavétel nem csak az objektumok helyére vonatkozik, hanem a nem térbeli jellemzőkre is, mint például a szín vagy a tájolás (azaz jellemző alapú figyelem10,11).

Feltételezhető, hogy a külső világ tárgyaira vagy jellemzőire irányuló figyelem legalább részben elősegíti a feldolgozást az érzékszervi jelek erősítésével12–18. Hasonló mechanizmus állhat a viselkedésbeli előnyök hátterében, amikor a figyelmet a vizuális munkamemória (VWM) belső (memorizált) reprezentációira irányítjuk. A munkamemória egy vagy több elemére irányított prediktív jelzésekről kimutatták, hogy növelik a visszahívási teljesítményt, még akkor is, ha a jelzések a kódolás után néhány másodperccel megjelennek, amit általában retro cue-effektusnak neveznek (az áttekintést lásd Souza és Oberauer19).

Egyre több tanulmány tárt fel erős átfedést a külső (jelenleg észlelt) ingerekre és a belső munkamemória folyamatokra irányuló figyelem neurofiziológiai korrelációiban. Ezt az erős átfedést tovább támasztják azok az eredmények, amelyek erősen befolyásolják a korai szenzoros kéregeket a munkamemória-reprezentációk fenntartásában, amelyeket gyakran szenzoros toborzási hipotézisnek neveznek21–27.

Például kimutatták, hogy a munkamemória elemeinek figyelmes szelekciója torzítja az ezen ingereket feldolgozó szenzoros területek aktivitását 28, 29 és a legerősebben modulálja az elemjellemzők dekódolhatóságát a korai látókéregben30.

Összefoglalva, mind a külső vizuális ingereket, mind a belső VWM-reprezentációkat legalább részben átfedő idegi populációk kódolják, amelyekre figyelni kell. Ez felveti annak az érdekes lehetőségét, hogy a külső és belső vizuális reprezentációkhoz hasonló vagy akár azonos figyelemmechanizmusok is működjenek. A közelmúltban megkezdődött a VWM-elemekre irányuló belső figyelem ritmikus jellegének kiterjesztése. Peters és munkatársai31 arra utasították a résztvevőket, hogy jegyezzenek meg négy pontot, amelyek meghatározták két objektum végpontjait, és így a körvonalait.

Egy későbbi retro-cue irányította és visszaállította a figyelmet ezen objektumok egyikére. Sűrű mintavételezés esetén (200 ms-tól 1000 ms-ig), de előre nem látható időpontokban olyan célpont került bemutatásra, amely a jelzett vagy nem jelzett objektum memorizált körvonalain belül vagy kívül esett. Megfigyelték, hogy a jelzés távolságának függvényében mért reakcióidők (RT) ritmikusan ingadoztak, 6 Hz-es frekvenciával.

Ezenkívül a jelzett és a nem jelzett objektumra adott válaszok RT idősorát antifázisban modulálták, jelezve, hogy az objektum alapú figyelem időszakonként mintát vett a két objektum helyéről a VWM-ben. Nevezetesen, hogy a különböző objektumhelyeken bemutatott célpontokra adott reakcióidő soha nem volt gyorsabb, mint az azonos objektum helyeken lévő célpontokra adott reakcióidő. A szerzők ezt annak bizonyítékaként értelmezték, hogy a figyelem nem teljesen periodikusan vált át az objektumok között, hanem váltakozik egy objektum prioritása között, és egyik tárgy sem.

A Pomper és az Ansorge által végzett második tanulmány32 kimutatta, hogy a teljesítményben hasonló ingadozások fordulnak elő a VWM két orientált rúdja között. Fontos, hogy ingereiket szekvenciálisan és rögzítéskor mutatták be, csökkentve a ritmikus térfigyelem lehetséges hatásait. A szondafeldolgozás hatékonysága 6 Hz-es frekvencián ingadozott, és antifázisos összefüggést figyeltek meg az első és a második inger pontossági idősorai között.

A közelmúltban megjelentek olyan tanulmányok, amelyek a belső figyelem ritmikus viselkedési ingadozásait találják, amelyek nagyon hasonlítanak a külső figyelemben tapasztaltakhoz, és arra utalnak, hogy szoros kapcsolat áll fenn a figyelem mechanizmusai és a ritmikus agyi tevékenység központi szerepe között. A lehetséges mechanikai átfedésnek széleskörű következményei lehetnek annak megértésében, hogy az agy hogyan választja ki a belső és külső információkat, és hogyan szervezi ezt a kiválasztást az oszcillációs tevékenység. Fontos azonban, hogy a ritmikus objektum alapú figyelmi funkciók a munkamemóriában csak az egyedi jellemzőkből álló elemeknél jelennek meg31,32.
Mivel az objektum alapú figyelem erősen szerepet játszik több jellemző összekapcsolásának támogatásában mind az észlelés, mind a munkamemória során33, 34, ezért a munkamemóriában a théta-ritmusos figyelmi mintavétel viselkedési korrelációinak további jellemzését tűztük ki célul több releváns elemből álló elemek felhasználásával. retro-cue paradigmában. Feltételezzük, hogy a specifikus memória-próba-összehasonlítások hatékonysága ritmikusan modulálódik 3-6 Hz-es frekvencián, figyelemfelhívó jeleket követően. Továbbá feltételezzük, hogy a két memóriaelemnek megfelelő viselkedési idősorok antifázisban moduláltak, ami a munkamemória-reprezentációk váltakozó figyelmi mintavételét jelzi.

Módszertani jelentősége.

In a recent publication, Brookshire35 critically assesses the widely used statistical permutation tests based on the random shuffling of the behavior-SOA pairs (time shifting). This statistical procedure however does not take into account the non-periodic autocorrelational structure that might be present in the behavioral data and therefore leads to a large percentage (>5%-a -1 típusú hibáknak. Brookshire35 alternatív statisztikai tesztet javasol az AR(1) autokorrelációs modellek becslésén.

Ezek a modellek rögzítik az eredeti idősor autokorrelatív struktúráját, és sikeresen szabályozzák a -1 típusú hibaarányt. Eredményeink megbízhatóságának tesztelésére két különböző technikával elemeztük adatainkat, amelyek (1) hagyományos előfeldolgozás és időeltolás, valamint (2) előfeldolgozási lépések és a Brookshire által ajánlott statisztikai módszerek voltak35. Ez arra is betekintést nyújtott, hogy a két technika befolyásolta-e az eredményeket, és hogyan. Bár részben eltérő eredményeket eredményezett, mindkét elemzési technika összehasonlítható ritmikus ingadozásokat mutatott ki a viselkedésben a théta tartományban.

Anyagok és metódusok

Résztvevők. 26

normál vagy normálisra korrigált látású résztvevők (19-28 évesek, 19 nő) vettek részt a kísérletben. A tájékozott beleegyező nyilatkozatokat a kísérlet előtt aláírták. A befejezést követően a résztvevőket tanulmányi kredittel vagy 12 euróval kompenzálták. A kísérletet az Utrechti Egyetem Társadalom- és Magatartástudományi Karának Etikai Bizottsága által jóváhagyott protokoll szerint végezték, és követték az Orvosi Világszövetség etikai kódexét (Helsinki nyilatkozat).

Kísérleti terv.

Az ingereket 58 cm-es távolságban mutatták be LCD-vel (27- hüvelyk, 2560×1440 felbontás, 120 Hz-es frissítési gyakoriság) a MATLAB-ban (MathWorks) futó Psychophysics Toolbox segítségével. Az ingerek egy központi fixációs keresztből (átmérő=0,3 fok), két körkörös memóriaingerből álltak, amelyek véletlenszerűen orientált rácsokból (átmérő=10 fok; térbeli frekvencia=4 cpdva) álltak. a CIELAB színtér ellentétes fázisaiból kiválasztott véletlenszerű szín (48 mintaszín; L=59, a=18, b=−8), központi színjel (0,93 fok), egy szonda (átmérő=10 fok ; térbeli frekvencia=4 cpdva), amelynek orientációja kissé eltolódott ugyanazon színű memóriaingerhez képest, és egy színes mintából álló Mondrian-maszk (átmérő=10 fok ; kód 36-tól).

A résztvevők 2AFC munkamemória-feladatot hajtottak végre, amelyben azt az utasítást kapták, hogy hasonlítsák össze két memóriainger orientációját egy szonda tájolásával, amely megfelelt az egyik színének. A szondára reagáló viselkedést sűrű mintavételezési módszerrel mértük, amely lehetővé tette a figyelemingadozások szonda feldolgozására gyakorolt ​​ritmikus hatásának mérését. A kísérletek a rögzítő kereszt 1000 ms-os üres képernyőn történő bemutatásával kezdődtek (1. ábra). Ezt követte a két memóriainger egymás utáni bemutatása 1000 ms-on keresztül (Stimulus A és stimulus B). 1000 ms-os üres késleltetés után egy 250 ms-os jelzést mutattunk be, amely megegyezett az A vagy a B stimulus színével, és jeleztük, hogy a két munkamemória elem közül melyiket vizsgáljuk meg 75%-os érvényességgel.

Korábbi tanulmányok alapján azt feltételeztük, hogy a jelzés visszaállítja a ritmikus figyelmi mintavételt, miközben továbbra is megköveteli a résztvevőktől, hogy megőrizzék a nem jelzett elem reprezentációját2, 4, 10, 31. A jelzést egy változtatható késleltetésű üres képernyő követte (200 és 700 ms között 16,7 ms-os lépésekben), majd 75 ms-on keresztül egy szonda ingert mutattunk be, amely színben megegyezett az A vagy B stimulus színével, és kissé az óramutató járásával megegyező vagy azzal ellentétes irányban irányult. . Újabb rövid, 25 ms-os késleltetés után 75 ms-os maszkot mutattunk be, amely után a résztvevők válaszoltak, ha a szonda tájolását az óramutató járásával megegyező vagy azzal ellentétes irányban döntötték az azonos színű WM ingerhez képest. A résztvevők a Q (az óramutató járásával ellentétes) vagy a P gomb (óramutató járásával megegyező irányba) megnyomásával válaszoltak.

A kísérlet egy ismerkedési blokkból állt (~4 perc), amelyben a résztvevők több próbát végeztek bináris visszajelzéssel minden kísérletnél. Ezt egy lépcsős eljárás követte (QUEST, 80 próba, körülbelül 10 perc), amely lehetővé tette számunkra, hogy a memóriaelem és a szonda közötti tájolás szögbeli különbségét úgy alakítsuk ki, hogy a teljesítmény átlagosan 75% legyen37. Az eljárás során a résztvevők bináris visszajelzést kaptak minden próba végén. A lépcsős eljárás befejezése után megkezdődött a fő kísérlet (20 blokk, egyenként 30 próba, ~75 perc). A fő kísérlet megegyezett a lépcsős eljárással, azzal az egyetlen kivétellel, hogy most minden blokk végén adtunk visszajelzést százalékos helyesség formájában, nem pedig minden próba végén. Ezt az edzési hatások minimalizálása érdekében tették. A főkísérlet során rögzített szögkülönbséget alkalmaztunk a minta és a szondák között, amelyet a lépcsős eljárás során határoztunk meg.

Adatelemzés.

Csak a 2 s-nál rövidebb reakcióidővel rendelkező kísérleteket vettük figyelembe. Két résztvevő esetében ez a vizsgálatok több mint 20%-ának kizárásához vezetett, és ezért kizárták őket az elemzésből. Egy másik résztvevő esetében az RT-kritériumaink egy adott SOA-ban szereplő összes kísérlet eltávolításához vezettek, és eltávolították őket az elemzésből is. A végső elemzésbe 23 résztvevő került be. A csoport átlagos reakcióidejét és pontosságát kétmintás t-próbával elemeztük. A viselkedés ritmikus ingadozásainak vizsgálatához minden résztvevő esetében átlagoltuk a reakcióidőket mind a 30 egymást követő SOA-n belül. Ez lehetővé tette olyan viselkedési idősorok kiszámítását, amelyek tükrözik a szonda-összehasonlítások hatékonyságának (RT és pontosság) dinamikus változásait a karbantartási intervallum alatt.

Az időablak hosszát (500 ms) és a SOA-k térközét (mintavételi frekvencia 60 Hz) úgy választottuk meg, hogy a 2 és 30 Hz közötti frekvenciákat elemezhessük. Csak a helyes kísérleteket vettük figyelembe, mivel ezek nagy valószínűséggel a munkamemória sikeres karbantartását tükrözik. Mivel azt feltételeztük, hogy a cue visszaállítja a figyelmes mintavételezést a jelzett elemre, függetlenül annak soros pozíciójától, külön kiszámítottuk az RT idősort az érvényesen jelzett szondák és az érvénytelen szondák esetében. A következő szakasz felvázolja az eredeti elemzési folyamat további lépéseit, illetve az új elemzési folyamatot.

For more information:1950477648nn@gmail.com