Huomio ottaa rytmisesti näytteitä työmuistin monitoimiobjekteista, osa 1

Huomio antaa meille mahdollisuuden tehostaa valikoidusti tiettyjen paikkojen tai ominaisuuksien käsittelyä ulkoisessa ympäristössämme samalla kun suodatamme pois merkityksettömät tiedot. Tällä hetkellä oletetaan, että tämä saavutetaan tehostamalla asiaankuuluvia sensorisia signaaleja, mikä vääristää kilpailua hermoesitysten välillä.

Ulkoinen ympäristö on väistämätön osa elämäämme ja sillä voi olla suuri vaikutus fyysisiin ja psyykkisiin oloihin. Esimerkiksi erilaiset ilmastot, ruokavaliot, työrytmit jne. vaikuttavat fyysiseen terveyteemme, mutta aivoillemme myös ulkoinen ympäristö on erittäin tärkeä tekijä. Viime vuosien tutkimukset ovat osoittaneet, että ulkoisen ympäristön ja muistin välillä on vahva yhteys.

Ensinnäkin hyvä ympäristö voi tarjota erinomaisen oppimis- ja työilmapiirin, mikä on erittäin hyödyllistä aivoillemme. Aivomme ovat hyviä muistissa ja oppimisessa. Kuitenkin, jos olemme stressaavassa, ahdistuneessa tai kaoottisessa ympäristössä, aivot häiriintyvät vakavasti, mikä vaikuttaa muistiin ja ajattelukykyymme. Siksi on tärkeää ylläpitää miellyttävää ja järjestettyä ympäristöä.

Toiseksi, liikunta ja hyvä uni ovat myös näkökohtia ulkoisen ympäristön vaikutuksesta muistiin. Kehon terveys ja aivojen terveys liittyvät läheisesti toisiinsa. Tutkimukset osoittavat, että liikunta ja hyvä uni ovat parhaita tapoja parantaa aivotoimintaa ja muistia. Harjoitus voi saada aivomme erittämään enemmän kemikaaleja, kuten serotoniinia ja dopamiinia, jotka voivat parantaa mielialaamme ja ajattelukykyämme, mikä parantaa muistiamme ja ajattelukykyämme. Ja hyvä uni voi antaa aivoillemme tarpeeksi lepoa ja antaa riittävästi aikaa ja tilaa pitkäkestoiselle muistille. Siksi meidän tulee vaalia aikaa liikunnalle ja unelle, jotta aivomme voivat olla täysin kunnossa.

Lopuksi, seurustelu sekä fyysinen ja henkinen toiminta ovat myös hyviä aivoillemme. Aivomme vaativat jatkuvaa oppimista ja ajattelua säilyttääkseen toimintakykynsä ja elinvoimansa. Sosiaalinen vuorovaikutus parantaa kykyämme kommunikoida ja ajatella, mikä stimuloi muistiamme ja luovuuttamme. Fyysinen ja henkinen toiminta, kuten lukeminen, matkustaminen, valokuvaus jne., ovat myös harvinaisia ​​tapoja harjoittaa muistia.

Yhteenvetona voidaan todeta, että ulkoisen ympäristön ja muistin välillä on läheinen suhde. Meidän tulee käyttää myönteisiä asenteita ja toimia hyvän elinympäristön luomiseksi ja tarjota aivoillemme enemmän hyvää stimulaatiota muistimme ja oppimiskykyjemme parantamiseksi. Voidaan nähdä, että meidän on parannettava muistiamme. Cistanche deserticola voi parantaa muistia, koska Cistanche deserticola voi myös säädellä välittäjäaineiden tasapainoa, kuten nostaa asetyylikoliinin ja kasvutekijöiden tasoa. Nämä aineet ovat erittäin tärkeitä muistille ja oppimiselle. Lisäksi liha voi myös parantaa veren juoksevuutta ja edistää hapen kuljetusta, mikä voi varmistaa, että aivot saavat riittävästi ravinteita ja energiaa, mikä parantaa aivojen elinvoimaa ja kestävyyttä.

Napsauta tietää tapoja parantaa aivojen toimintaa

Viimeaikaiset neurofysiologiset ja käyttäytymistutkimukset paljastivat, että huomio on pohjimmiltaan rytminen prosessi, joka liittyy tiiviisti hermovärähtelyihin frontoparietaalisissa verkostoissa. Sen sijaan, että jatkuvasti korostaisi yhtä kohdetta tai sijaintia, huomio vaihtuu rytmisesti useiden relevanttien esitysten välillä 3–8 Hz:n taajuudella.

Huomiota ei kuitenkaan voida suunnata vain ulkoiseen maailmaan, vaan myös sisäiseen visuaaliseen työmuistiin (VWM) esim.

kun valitset yhden useista hakumalleista vastaavien kohteiden löytämiseksi ulkomaailmasta. Kaksi äskettäistä tutkimusta osoittavat, että VWM:n yksittäisiä kohteita käsitellään samalla rytmisellä tavalla kuin havaittuja esineitä. Tässä lisäämme kirjallisuutta osoittamalla, että ei-spatiaaliset retrovihjeet käynnistävät vertailukelpoisen theta-rytmisen näytteenoton VWM:n moniominaisuusobjekteista.

Löydökseemme lisäävät lähentyvää näyttöä siitä, että ulkoisia ja sisäisiä visuaalisia esityksiä päästään käsiksi samanlaisilla rytmisillä huomiomekanismilla ja ne tarjoavat mahdollisen ratkaisun työmuistin sitomisongelmaan.

Vaikka subjektiivinen visuaalinen kokemuksemme saattaa tuntua jatkuvalta saapuvan tiedon virralta, kerääntyvät todisteet viittaavat siihen, että havainto ja huomio käyvät läpi rytmisiä vaihteluita. Käyttäytymisrytmejä esiintyy useimmiten taajuuksilla 3-6 Hz ja 8-12 Hz, ja ne on yhdistetty vastaaviin hermovärähtelyihin theta- (3-8 Hz) ja alfa- (8-12 Hz) kaistalla1.

Kun tarkastelemme kahta kohdetta näkökentässämme, reaktioajat arvaamattomiin kohteisiin moduloituvat ajan funktiona thetataajuudella2–5, mahdollisesti hermokilpailun seurauksena6,7.

Näitä jaksottaisia ​​suorituskyvyn modulaatioita havaitaan jokaisessa paikassa erikseen, mutta niiden havaitaan usein värähtelevän vastavaiheessa, mikä on yhteneväinen rytmisen huomiovalon kanssa, joka ottaa näytteitä useista kohteista vuorotellen ja peräkkäin8,9. Tämä rytminen näytteenotto ei näytä pätevän vain objektien sijainneille, vaan myös ei-spatiaalisille piirteille, kuten värille tai suunnalle (eli piirrepohjaiselle huomiolle10,11).

Ulkomaailman esineisiin tai piirteisiin kohdistuvan huomion oletetaan edesauttavan prosessointia ainakin osittain aistisignaaleja tehostamalla12–18. Samanlainen mekanismi saattaa olla niiden käyttäytymishyötyjen taustalla, jotka havaitaan, kun huomio kiinnitetään sisäisiin (muistiin tallennettuihin) esityksiin visuaalisessa työmuistissa (VWM). Ennustavat vihjeet, jotka on suunnattu yhteen tai useampaan työmuistissa olevaan kohteeseen, on osoitettu lisäävän palautuskykyä, vaikka vihjeet esitetään useita sekunteja koodauksen jälkeen, jota kutsutaan yleisesti retrovihjeilmiöksi (katsauksen saamiseksi katso Souza ja Oberauer19).

Yhä useammat tutkimukset ovat paljastaneet vahvan päällekkäisyyden neurofysiologisissa korrelaatioissa, jotka liittyvät huomion ulkoisiin (tällä hetkellä havaittuihin) ärsykkeisiin ja sisäisiin työmuistiprosesseihin. Tätä vahvaa päällekkäisyyttä tukevat edelleen havainnot, jotka vaikuttavat vahvasti varhaisiin sensorisiin aivokuoreihin työmuistiesitysten ylläpitoon, jota usein kutsutaan aistirekrytointihypoteesiksi21–27.

Esimerkiksi kohteiden huomiovalinnan työmuistissa on osoitettu vääristävän aktiivisuutta aistialueilla, jotka prosessoivat näitä ärsykkeitä 28, 29 ja moduloivan kohteen ominaisuuksien dekoodaavuutta voimakkaimmin varhaisissa visuaalisissa aivokuorissa30.

Yhteenvetona voidaan todeta, että sekä ulkoiset visuaaliset ärsykkeet että sisäiset VWM-esitykset koodaavat ainakin osittain päällekkäiset hermopopulaatiot, joihin huomion on toimittava. Tämä herättää kiehtovan mahdollisuuden, että samanlaisia ​​tai jopa identtisiä huomiomekanismeja voidaan käyttää ulkoisissa ja sisäisissä visuaalisissa esityksissä. Viimeaikainen työ on alkanut laajentaa VWM-esineisiin kohdistuvan sisäisen huomion rytmistä. Peters ym.31 neuvoivat osallistujia muistamaan neljä pistettä, jotka määrittelivät kahden kohteen päätepisteet ja siten ääriviivat.

Myöhempi retro-vihje ohjasi ja nollasi huomion yhteen näistä objekteista. Tiheänä näytteitetyillä (200 ms - 1000 ms), mutta arvaamattomilla aikapisteillä esitettiin kohde, joka osui vihjatun tai vihjaamattoman objektin muistiin tallennettujen ääriviivojen sisälle tai ulkopuolelle. He havaitsivat, että reaktioajat (RT), jotka mitattiin etäisyyden funktiona vihjeeseen, vaihtelivat rytmisesti 6 Hz:n taajuudella.

Lisäksi RT-aikasarjat vastaukset ohjattuun ja vihjaamattomaan kohteeseen moduloitiin vastavaiheessa, mikä osoitti, että oliopohjainen huomio otti ajoittain näytteitä kahdesta kohteen sijainnista VWM:ssä. Erityisesti reaktioajat eri kohteissa esitettyihin kohteisiin eivät koskaan olleet nopeampia kuin saman kohteen sijainneissa oleviin kohteisiin. Kirjoittajat tulkitsevat tämän todisteeksi siitä, että huomio ei siirtynyt täysin ajoittain objektien välillä, vaan vaihteli yhden kohteen priorisoinnin ja ei kummankaan kohteen välillä.

Toinen Pomperin ja Ansorgen tekemä tutkimus32 osoitti, että VWM:n kahden suunnatun tangon välillä esiintyy samanlaisia ​​vaihteluita suorituskyvyssä. Tärkeää on, että he esittivät ärsykkeensä peräkkäin ja kiinnittyessä, mikä vähensi rytmisen spatiaalisen huomion mahdollisia vaikutuksia. Anturin käsittelyn tehokkuus vaihteli 6 Hz:n taajuudella, ja ensimmäisen ja toisen ärsykkeen tarkkuuden aikasarjan välillä havaittiin antifaasinen suhde.

Äskettäin ilmestyneet tutkimukset, joissa havaitaan rytmisen käyttäytymisen vaihteluita sisäisessä huomioinnissa, jotka muistuttavat läheisesti ulkoisessa huomiossa havaittuja, viittaavat läheiseen suhteeseen huomiomekanismien ja rytmisen aivojen toiminnan keskeisen osallisuuden välillä. Mahdollisella mekaanisella päällekkäisyydellä voi olla laaja-alaisia ​​vaikutuksia ymmärryksemme siitä, kuinka aivot valitsevat sisäistä ja ulkoista tietoa ja kuinka tätä valintaa ohjaa värähtelevä aktiivisuus. Tärkeää on kuitenkin, että rytmiset objektipohjaiset huomiotoiminnot työmuistissa on esitetty vain yksittäisistä piirteistä koostuville kohteille31,32.
Koska oliopohjainen huomio on ollut vahvasti osallisena useiden piirteiden sitomisen tukemisessa sekä havainnon aikana että työmuistissa33,34, päätimme edelleen karakterisoida theta-rytmisen tarkkaavaisuuden näytteenoton käyttäytymiskorrelaatteja työmuistissa käyttämällä kohteita, jotka koostuvat useista merkityksellisistä. ominaisuuksia retro-cue-paradigmassa. Oletamme, että tiettyjen muistikoetinvertailujen tehokkuuden rytminen modulaatio 3-6 Hz:n taajuudella on huomioivien vihjeiden jälkeen. Lisäksi oletamme, että molempia muistikohteita vastaavat käyttäytymisaikasarjat moduloidaan vastavaiheessa, mikä osoittaa, että työmuistin esitykset vaihtelevat tarkkaavaisesti.

Metodologinen merkitys.

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 %) tyypin -1 virheistä. Brookshire35 ehdottaa vaihtoehtoista tilastollista testiä, joka perustuu autokorrelaatiomallien AR(1) estimointiin.

Nämä mallit tallentavat alkuperäisen aikasarjan autokorrelatiivisen rakenteen ja hallitsevat onnistuneesti tyypin -1 virhesuhdetta. Testaaksemme tulostemme luotettavuutta analysoimme tietomme käyttämällä kahta erillistä tekniikkaa, jotka koostuivat (1) perinteisestä esikäsittelystä ja aikasiirrosta ja (2) esikäsittelyvaiheista ja Brookshiren35 suosittelemista tilastollisista menetelmistä. Tämä tarjosi myös käsitystä siitä, vaikuttivatko nämä kaksi tekniikkaa tuloksiin ja miten. Vaikka molemmat analyysitekniikat johtivat osittain erilaisiin tuloksiin, ne paljastivat vertailukelpoisia rytmisiä vaihteluita käyttäytymisessä theta-alueella.

Materiaalit ja menetelmät

Osallistujat. 26

Kokeeseen osallistui osallistujia (19–28-vuotiaita, 19 naista), joilla oli normaali tai normaalinäköinen. Ilmoitettu suostumuslomake allekirjoitettiin ennen koetta. Suorituksen jälkeen osallistujille maksettiin opintopisteitä tai 12 euroa. Kokeilu toteutettiin Utrechtin yliopiston yhteiskunta- ja käyttäytymistieteellinen tiedekunnan eettisen komitean hyväksymällä protokollalla ja noudatti Maailman lääketieteellisen liiton eettisiä sääntöjä (Helsingin julistus).

Kokeellinen suunnittelu.

Ärsykkeet esiteltiin 58 cm:n etäisyydellä LCD-näytöllä (27- tuumaa, 2560×1440 resoluutio, 120 Hz:n virkistystaajuus) käyttämällä Psychophysics Toolboxia, joka on käynnissä MATLABissa (MathWorks). Ärsykkeet koostuivat keskeisestä kiinnitysrististä (halkaisija=0,3 astetta ), kahdesta pyöreästä muistiärsykkeestä, jotka koostuivat satunnaisesti suunnatuista hilasta (halkaisija=10 aste ; spatiaalinen taajuus=4 cpdva), joilla molemmilla oli satunnainen väri, joka on valittu CIELAB-väriavaruuden vastakkaisista vaiheista (48 näyteväriä; L=59, a=18, b=−8), keskeinen värivihje (0,93 astetta), koetin (halkaisija=10 aste ; spatiaalinen taajuus=4 cpdva), jonka suunta oli hieman siirtynyt suhteessa samaan värilliseen muistiärsykkeeseen, ja Mondrian-maski, joka koostuu värillisestä kuviosta (halkaisija=10 aste ; koodi alkaen36).

Osallistujat suorittivat 2AFC-työmuistitehtävän, jossa heitä käskettiin vertaamaan kahden muistiärsykkeen suuntausta anturin suuntaukseen, joka vastasi toisen väriä. Käyttäytyminen vasteena koettimeen mitattiin käyttämällä tiheän näytteenottomenetelmää, jonka avulla pystyimme mittaamaan huomionvaihteluiden rytmistä vaikutusta anturin käsittelyyn. Kokeet alkoivat kiinnitysristin esittämisellä tyhjällä näytöllä 1000 ms:n ajan (kuva 1). Tätä seurasi kahden muistiärsykkeen peräkkäinen esittäminen 1000 ms:n ajan (ärsyke A ja ärsyke B). 1000 ms:n tyhjän viiveen jälkeen esitimme 250 ms:n vihjeen, joka vastasi joko ärsykkeen A tai ärsykkeen B väriä, ja osoitimme, mikä kahdesta työmuistikohteesta tutkittaisiin 75 %:n kelpoisuudella.

Aiempien tutkimusten perusteella oletimme, että vihje nollaisi rytmisen tarkkaavaisen näytteenoton, mutta silti vaatisi osallistujia säilyttämään esityksen vihjaamattomasta esineestä2,4,10,31. Vihjettä seurasi muuttuvan viiveen tyhjä näyttö (200 ja 700 ms välillä 16,7 ms:n välein), minkä jälkeen esitimme 75 ms:n ajan koetinärskkeen, joka vastasi joko ärsyke A tai ärsyke B väriltään ja oli suunnattu hieman myötä- tai vastapäivään. . Toisen lyhyen 25 ms:n viiveen jälkeen esitimme maskin 75 ms:ksi, jonka jälkeen osallistujat vastasivat, jos anturin suuntaa kallistettiin myötä- tai vastapäivään suhteessa samanväriseen WM-ärsykkeeseen. Osallistujat vastasivat painamalla joko Q-painiketta (vastapäivään) tai P-painiketta (myötäpäivään).

Kokeilu koostui perehdyttämislohkosta (n. 4 min), jossa osallistujat suorittivat useita kokeita binääripalautteella jokaisessa kokeessa. Tätä seurasi portaikkomenettely (QUEST, 80 koetta, ~ 10 min), jonka avulla pystyimme räätälöimään muistikohteen ja anturin välisen suunnan kulmaeroa siten, että suorituskyky oli keskimäärin 75 %37. Tämän menettelyn aikana osallistujat saivat binääripalautteen jokaisen kokeilun lopussa. Portaikkomenettelyn päätyttyä aloitettiin pääkoe (20 lohkoa, kussakin 30 koetta, ~75 min). Pääkoe oli identtinen portaikkomenettelyn kanssa sillä ainoalla poikkeuksella, että palaute annettiin nyt jokaisen lohkon lopussa prosenttiosuuksina eikä jokaisen kokeilun lopussa. Tämä tehtiin harjoitusvaikutusten minimoimiseksi. Pääkokeen aikana käytimme kiinteää kulmaeroa näytteen ja koettimien välillä, joka määritettiin portaikkomenettelyn aikana.

Tietojen analysointi.

Harkitsimme vain kokeita, joiden reaktioajat olivat lyhyempiä kuin 2 s. Kahden osallistujan kohdalla tämä johti yli 20 % kokeiden poissulkemiseen, ja siksi heidät suljettiin pois analyysistä. Toiselle osallistujalle RT-kriteerimme johtivat kaikkien kokeiden poistamiseen tietyssä SOA:ssa, ja ne poistettiin myös analyysistä. Loppuanalyysiin osallistui 23 osallistujaa. Ryhmän keskimääräiset reaktioajat ja tarkkuus analysoitiin kahden näytteen t-testeillä. Käyttäytymisen rytmisten vaihteluiden tutkimiseksi laskemme kunkin osallistujan reaktioaikojen keskiarvon kunkin 30 seuraavan SOA:n sisällä. Tämä antoi meille mahdollisuuden laskea käyttäytymisaikasarjoja, jotka heijastavat dynaamisia muutoksia koetinvertailujen tehokkuudessa (RT ja tarkkuus) ylläpitovälin aikana.

Aikaikkunan pituus (500 ms) ja SOA-välit (näytteenottotaajuus 60 Hz) valittiin siten, että 2-30 Hz:n taajuudet voitiin analysoida. Vain oikeita kokeita otettiin huomioon, koska ne heijastavat todennäköisesti onnistunutta työmuistin ylläpitoa. Koska oletimme, että vihje nollaa huomion otetun näytteenoton vihjettyyn kohteeseen sen sarjapaikasta riippumatta, laskemme RT-aikasarjan erikseen kelvollisesti ja virheellisesti annetuille antureille. Seuraavassa osiossa hahmotellaan alkuperäisen analyysiputken ja uuden analyysiputken myöhempiä vaiheita.

For more information:1950477648nn@gmail.com