Attention Rhythmically Samples Objects in Working Memory Part 1

Pozornost nám umožňuje selektivně zlepšit zpracování konkrétních míst nebo prvků v našem externím prostředí a zároveň odfiltrovat irelevantní informace. V současné době se předpokládá, že toho je dosaženo posílením relevantních senzorických signálů, které zkreslují konkurenci mezi nervovými reprezentacemi.

Vnější prostředí je nevyhnutelnou součástí našeho života a může mít velký vliv na náš fyzický a psychický stav. Například různé podnebí, diety, pracovní rytmy atd. ovlivní naše fyzické zdraví, ale pro náš mozek je velmi důležitým faktorem i vnější prostředí. Výzkumy posledních let ukázaly, že mezi vnějším prostředím a pamětí existuje silný vztah.

Za prvé, dobré prostředí může poskytnout vynikající učební a pracovní atmosféru, která je velmi prospěšná pro náš mozek. Náš mozek je dobrý v paměti a učení. Pokud se však nacházíme ve stresovém, úzkostném nebo chaotickém prostředí, mozek bude vážně narušen, což ovlivní naši paměť a schopnosti myšlení. Proto je důležité udržovat příjemné a uspořádané prostředí.

Za druhé, cvičení a dobrý spánek jsou také aspekty vlivu vnějšího prostředí na paměť. Zdraví těla a zdraví mozku spolu úzce souvisí. Výzkumy ukazují, že cvičení a dobrý spánek jsou nejlepšími způsoby, jak zlepšit funkci našeho mozku a paměť. Cvičení může způsobit, že náš mozek bude vylučovat více chemických látek, jako je serotonin a dopamin, které mohou zlepšit naši náladu a schopnost myšlení, a tím zlepšit naši paměť a schopnost myšlení. A dobrý spánek může poskytnout našemu mozku dostatek odpočinku a poskytnout dostatek času a prostoru pro dlouhodobou paměť. Proto bychom si měli vážit času na cvičení a spánek, aby byl náš mozek plně zachován.

A konečně, socializace a fyzické a duševní aktivity jsou také dobré pro náš mozek. Náš mozek vyžaduje neustálé učení a myšlení, aby si zachoval svoji funkčnost a vitalitu. Sociální interakce zvyšuje naši schopnost komunikovat a myslet, čímž stimuluje naši paměť a kreativitu. Fyzické a duševní aktivity, jako je čtení, cestování, fotografování atd., jsou také vzácnými způsoby, jak si procvičit paměť.

Suma sumárum, mezi vnějším prostředím a pamětí existuje úzký vztah. Měli bychom používat pozitivní postoje a činy, abychom vytvořili dobré životní prostředí a poskytli našemu mozku více dobré stimulace ke zlepšení naší paměti a schopností učení. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť. Cistanche deserticola může zlepšit paměť, protože Cistanche deserticola může také regulovat rovnováhu neurotransmiterů, jako je zvýšení hladiny acetylcholinu a růstových faktorů. Tyto látky jsou velmi důležité pro paměť a učení. Kromě toho může maso také zlepšit tekutost krve a podporovat přenos kyslíku, což může zajistit, že mozek dostává dostatek živin a energie, a tím zlepšuje vitalitu a vytrvalost mozku..

Klikněte na možnost poznat způsoby, jak zlepšit funkci mozku

Nedávné neurofyziologické a behaviorální studie odhalily, že pozornost je v zásadě rytmický proces, úzce spojený s neurálními oscilacemi ve frontoparietálních sítích. Místo nepřetržitého zvýrazňování jednoho objektu nebo místa se pozornost rytmicky střídá mezi více relevantními reprezentacemi s frekvencí 3–8 Hz.

Pozornost však nemůže být zaměřena pouze na vnější svět, ale také na reprezentace vnitřní vizuální pracovní paměti (VWM), např.

při výběru jedné z několika vyhledávacích šablon k nalezení odpovídajících objektů ve vnějším světě. Dvě nedávné studie ukazují, že objekty s jedním prvkem jsou ve VWM navštěvovány podobným rytmickým způsobem jako vnímané objekty. Zde doplňujeme literaturu tím, že ukazujeme, že neprostorové retro-cues iniciují srovnatelné theta-rytmické vzorkování objektů s mnoha funkcemi ve VWM.

Naše zjištění přidávají ke konvergujícímu souboru důkazů, že vnější a vnitřní vizuální reprezentace jsou přístupné podobnými rytmickými mechanismy pozornosti a představují potenciální řešení problému vazby v pracovní paměti.

Zatímco naše subjektivní vizuální zkušenost se může zdát jako nepřetržitý proud příchozích informací, hromadící se důkazy naznačují, že vnímání i pozornost podléhají rytmickým fuktuacím. Behaviorální rytmy se nejčastěji vyskytují na frekvencích 3 až 6 Hz a 8 až 12 Hz a byly spojeny s odpovídajícími nervovými oscilacemi v pásmu theta (3 až 8 Hz) a alfa (8 až 12 Hz)1.

Při sledování dvou objektů v našem zorném poli jsou reakční časy na nepředvídatelné cíle modulovány jako funkce času na frekvenci théta2–5, potenciálně jako výsledek nervové konkurence6,7.

Tyto periodické modulace výkonu jsou pozorovány pro každé místo jednotlivě, ale často se zjistí, že oscilují v protifázi, v souladu s rytmickým bodovým světlem pozornosti, které vzorkuje střídavě a postupně několik objektů8,9. Zdá se, že toto rytmické vzorkování neplatí pouze pro umístění objektů, ale také pro neprostorové prvky, jako je barva nebo orientace (tj. pozornost založená na vlastnostech10,11).

Předpokládá se, že pozornost zaměřená na předměty nebo prvky ve vnějším světě usnadňuje zpracování alespoň částečně zesílením senzorických signálů12–18. Podobný mechanismus by mohl být základem behaviorálních výhod pozorovaných při směřování pozornosti k interním (zapamatovaným) reprezentacím ve vizuální pracovní paměti (VWM). Ukázalo se, že prediktivní narážky nasměrované na jednu nebo více položek v pracovní paměti zvyšují výkon vyvolání, i když jsou narážky prezentovány několik sekund po zakódování, běžně popisované jako retro cue efekt (přehled viz Souza a Oberauer19).

Rostoucí počet studií odhalil silné překrývání v neurofyziologických korelátech pozornosti vůči vnějším (aktuálně vnímaným) podnětům a procesům vnitřní pracovní paměti. Toto silné překrývání je dále podpořeno zjištěními, která silně zapojují rané smyslové kůry do udržování reprezentací pracovní paměti, často označované jako hypotéza smyslového náboru21–27.

Bylo například prokázáno, že výběr položek v pracovní paměti zaměřený na pozornost zkresluje aktivitu ve smyslových oblastech, které zpracovávají tyto podněty28,29, a moduluje dekódovatelnost vlastností položek nejsilněji v raných zrakových kůrách30.

Abychom to shrnuli, jak vnější vizuální podněty, tak vnitřní reprezentace VWM jsou kódovány alespoň částečně překrývajícími se nervovými populacemi, na které je třeba reagovat. To vyvolává zajímavou možnost, že podobné nebo dokonce stejné mechanismy pozornosti mohou být použity pro vnější a vnitřní vizuální reprezentace. Nedávná práce začala rozšířit rytmickou povahu vnitřní pozornosti zaměřené na položky VWM. Peters et al.31 instruovali účastníky, aby si zapamatovali čtyři body, které definovaly koncové body, a tedy obrysy dvou objektů.

Následné retro-cue nasměrovalo a vrátilo pozornost k jednomu z těchto objektů. V hustě vzorkovaných (200 ms až 1000 ms), ale nepředvídatelných časových bodech, byl prezentován cíl, který spadal do nebo mimo zapamatované obrysy cued nebo un-cued objektu. Pozorovali, že reakční časy (RT) měřené jako funkce vzdálenosti k podnětu rytmicky kolísaly při frekvenci 6 Hz.

Kromě toho byly časové řady odpovědí RT na řízený objekt oproti neřízenému objektu modulovány v protifázi, což naznačuje, že pozornost založená na objektech periodicky vzorkovala dvě umístění objektů ve VWM. Je pozoruhodné, že reakční časy na cíle prezentované na různých místech objektů nebyly nikdy rychlejší než reakční doby na cíle na místech stejného objektu. Autoři to interpretovali jako důkaz toho, že pozornost se mezi objekty zcela periodicky nepřesouvala, ale střídala se mezi upřednostňováním jednoho objektu a žádného objektu.

Druhá studie provedená Pomperem a Ansorge32 ukázala, že k podobným výkyvům výkonu dochází mezi dvěma orientovanými tyčemi ve VWM. Důležité je, že své podněty prezentovali postupně a při fixaci, čímž omezili potenciální vlivy rytmické prostorové pozornosti. Účinnost zpracování sondou kolísala při frekvenci 6 Hz a byl pozorován antifázický vztah mezi časovou řadou přesnosti prvního a druhého podnětu.

Nedávný výskyt studií, které našly rytmické behaviorální fluktuace ve vnitřní pozornosti, velmi podobné těm, které se vyskytují ve vnější pozornosti, naznačuje úzký vztah mezi oběma mechanismy pozornosti a centrálním zapojením rytmické mozkové aktivity. Potenciální mechanické překrývání by mohlo mít dalekosáhlé důsledky pro naše chápání toho, jak mozek vybírá vnitřní a vnější informace a jak je tento výběr řízen oscilační aktivitou. Důležité však je, že rytmické objektové funkce pozornosti v pracovní paměti byly ukázány pouze pro položky sestávající z jednotlivých funkcí31,32.
Vzhledem k tomu, že objektová pozornost se silně podílí na podpoře vazby více rysů jak během vnímání, tak v pracovní paměti33,34, rozhodli jsme se dále charakterizovat behaviorální koreláty theta-rytmického vzorkování pozornosti v pracovní paměti pomocí položek sestávajících z více relevantních rysy v retro-cue paradigmatu. Předpokládáme rytmickou modulaci účinnosti specifických porovnávání paměťové sondy při frekvenci 3 až 6 Hz podle pozornosti. Dále předpokládáme, že behaviorální časové řady odpovídající oběma paměťovým položkám budou modulovány v protifázi, což svědčí o střídavém vzorkování pozornosti reprezentací pracovní paměti.

Metodologický význam.

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 %) chyb typu-1. Brookshire35 navrhuje alternativní statistický test založený na odhadu autokorelačních modelů AR(1).

Tyto modely zachycují autokorelativní strukturu původní časové řady a úspěšně kontrolují míru chyb typu-1. Abychom otestovali spolehlivost našich výsledků, analyzovali jsme naše data pomocí dvou odlišných technik sestávajících z (1) tradičního předběžného zpracování a časového posunu a (2) kroků předběžného zpracování a statistických metod doporučených společností Brookshire35. To také posloužilo k poskytnutí náhledu na to, zda a jak tyto dvě techniky ovlivnily výsledky. Ačkoli vedly k částečně odlišným výsledkům, obě techniky analýzy odhalily srovnatelné rytmické fluktuace v chování v rozsahu theta.

Materiály a metody

Účastníci. 26

experimentu se zúčastnili účastníci (ve věku 19–28 let, 19 žen) s normálním viděním nebo zrakem korigovaným do normálu. Před experimentem byly podepsány formuláře informovaného souhlasu. Po dokončení byli účastníci kompenzováni akademickými kredity nebo 12 eury. Experiment byl proveden podle protokolu schváleného Etickou komisí Fakulty sociálních a behaviorálních věd Univerzity v Utrechtu a řídil se Etickým kodexem Světové lékařské asociace (Helsinská deklarace).

Experimentální design.

Stimuly byly prezentovány na vzdálenost 58 cm pomocí LCD (27-palce, rozlišení 2560×1440, obnovovací frekvence 120 Hz) pomocí Psychophysics Toolbox spuštěného v MATLABu (MathWorks). Stimuly se skládaly z centrálního fixačního kříže (průměr=0,3 stupně), dvou kruhových paměťových podnětů skládajících se z náhodně orientovaných mřížek (průměr=10 stupně; prostorová frekvence=4 cpdva), z nichž oba měly náhodná barva vybraná z opačných fází barevného prostoru CIELAB (48 vzorkovaných barev; L=59, a=18, b=− 8), centrální barevné vodítko (0,93 stupně), sonda (průměr=10 stupně; prostorová frekvence=4 cpdva), jejíž orientace byla mírně posunuta vzhledem ke stejně barevnému paměťovému stimulu, a Mondrianova maska ​​sestávající z barevného vzoru (průměr{18}} stupně ; kód z 36).

Účastníci provedli úlohu 2AFC s pracovní pamětí, ve které byli instruováni, aby porovnali orientaci dvou paměťových podnětů s orientací sondy, která odpovídala barvě jednoho z nich. Chování v reakci na sondu bylo měřeno pomocí přístupu hustého vzorkování, který nám umožnil měřit rytmický účinek fluktuací pozornosti na zpracování sondy. Zkoušky začaly prezentací fixačního kříže na prázdné obrazovce po dobu 1000 ms (obr. 1). Poté následovala sekvenční prezentace dvou paměťových stimulů po dobu 1000 ms (stimul A a stimul B). Po prázdném zpoždění 1 000 ms jsme předložili signál na 250 ms, který odpovídal barvě stimulu A nebo stimulu B a indikoval, která ze dvou položek pracovní paměti bude testována se 75% platností.

Na základě předchozích studií jsme předpokládali, že narážka resetuje rytmické vzorkování pozornosti, přičemž bude stále vyžadovat, aby účastníci udržovali reprezentaci necudované položky2,4,10,31. Po podnětu následovala prázdná obrazovka s proměnným zpožděním (mezi 200 a 700 ms v krocích po 16,7 ms), po které jsme představili stimul sondy po dobu 75 ms, který odpovídal barvě buď stimulu A nebo stimulu B a byl orientován mírně ve směru nebo proti směru hodinových ručiček . Po dalším krátkém zpoždění 25 ms jsme představili masku po dobu 75 ms, po které účastníci reagovali, pokud byla orientace sondy nakloněna ve směru nebo proti směru hodinových ručiček vzhledem ke stimulu WM stejné barvy. Účastníci reagovali stisknutím tlačítka Q (proti směru hodinových ručiček) nebo tlačítka P (ve směru hodinových ručiček).

Experiment sestával ze seznamovacího bloku (~4 minuty), ve kterém účastníci provedli několik pokusů s binární zpětnou vazbou na každý pokus. Poté následovala schodišťová procedura (QUEST, 80 pokusů,~10 min), která nám umožnila přizpůsobit úhlový rozdíl v orientaci mezi paměťovou položkou a sondou tak, aby výkon byl v průměru na 75 %37. Během tohoto postupu obdrželi účastníci na konci každého pokusu binární zpětnou vazbu. Po dokončení procedury schodiště začal hlavní experiment (20 bloků po 30 pokusech, ~ 75 min). Hlavní experiment byl identický s postupem na schodišti s jedinou výjimkou, že zpětná vazba byla nyní poskytována na konci každého bloku ve formě procenta správné místo na konci každého pokusu. To bylo provedeno za účelem minimalizace tréninkových efektů. Během hlavního experimentu jsme použili pevný úhlový rozdíl mezi vzorkem a sondami, který byl stanoven během postupu na schodišti.

Analýza dat.

Zvažovali jsme pouze pokusy s reakční dobou kratší než 2 s. U dvou účastníků to vedlo k vyloučení více než 20 % pokusů, a proto byli vyloučeni z analýzy. U jiného účastníka vedla naše kritéria RT k odstranění všech zkoušek v konkrétní SOA a také byly odstraněny z analýzy. Do konečné analýzy bylo zahrnuto 23 účastníků. Skupinové průměrné reakční časy a přesnost byly analyzovány pomocí dvouvzorkových t-testů. Abychom prozkoumali rytmické fluktuace v chování, zprůměrovali jsme reakční doby v každém z 30 následujících SOA pro každého účastníka. To nám umožnilo vypočítat časové řady chování, které odrážejí dynamické změny v účinnosti srovnání sond (RT a přesnost) během intervalu údržby.

Délka časového okna (500 ms) a rozteč SOA (vzorkovací frekvence 60 Hz) byly zvoleny tak, aby bylo možné analyzovat frekvence mezi 2 a 30 Hz. Byly brány v úvahu pouze správné testy, protože s největší pravděpodobností odrážejí úspěšnou údržbu pracovní paměti. Vzhledem k tomu, že jsme předpokládali, že narážka resetuje vzorkování pozornosti na cued položku, bez ohledu na její sériovou pozici, vypočítali jsme časovou řadu RT pro platně cued sondy a neplatně cued sondy zvlášť. Následující část nastíní následující kroky v našem původním analytickém potrubí a novém analytickém potrubí.

For more information:1950477648nn@gmail.com