EEG Alfa a Theta podpisy sociálně a nesociálně motivované pracovní paměti ve virtuální realitě

Abstraktní

V této předem registrované studii (https://osf.io/s4rm9) jsme zkoumali behaviorální a neurologické [elektroencefalografie; alfa(pozornost) a theta (úsilí)] účinky dynamických neprediktivních sociálních a nesociálních podnětů na pracovní paměť. Ve virtuálním prostředí se realistické lidské avataři dynamicky dívají na levou nebo pravou stranu stolu. Pohybující se hůl sloužila jako nesociální ovládací prvek.

Virtuální prostředí je nový způsob zážitku, který nám přináší moderní technologie. V tomto prostředí můžeme uniknout z reality, relaxovat a cítit se odlišně od reality.

Virtuální prostředí může mít pozitivní dopad na náš mozek, zejména zlepšením naší paměti. Mnoho studií prokázalo, že hraním her ve virtuálních prostředích můžeme zlepšit své prostorové poznávání a schopnosti prostorové paměti, což nám pomáhá lépe si pamatovat a řešit složité problémy, se kterými se setkáváme v reálném životě.

Virtuální prostředí nám také může pomoci uvolnit se a zbavit se stresu. Jak se tempo života zrychluje, lidé jsou pod stále větším tlakem a virtuální prostředí jsou velmi dobrým způsobem, jak uniknout realitě. V tomto prostředí můžeme dočasně zapomenout na starosti a stres v realitě, uvolnit své tělo i mysl a tím si lépe udržet duševní stav a paměť.

Virtuální prostředí samozřejmě nejsou vhodná pro každého, a pokud jsme na nich závislí, ublíží to našemu fyzickému i duševnímu zdraví. Proto musíme být dobří ve výběru a kontrole svého času a zkušeností ve virtuálním prostředí, abychom si skutečně užívali výhod, které nám virtuální prostředí přináší.

Stručně řečeno, mezi virtuálními prostředími a pamětí skutečně existuje pozitivní vztah. Prožíváním her a relaxací ve virtuálním prostředí můžeme zlepšit své prostorové poznávání a schopnosti prostorové paměti, abychom se mohli lépe vypořádat s problémy, se kterými se setkáváme v reálném životě. Musíme být dobří ve využívání příležitostí, které nám virtuální prostředí přináší, a hrát pozitivní roli ve zlepšování kvality našeho života. Je vidět, že potřebujeme zlepšit paměť a Cistanche deserticola může výrazně zlepšit paměť, protože Cistanche deserticola je tradiční čínský léčivý materiál, který má mnoho jedinečných účinků, jedním z nich je zlepšení paměti. Účinnost mletého masa vychází z různých účinných látek, které obsahuje, včetně kyselin, polysacharidů, flavonoidů atd. Tyto složky mohou různými způsoby podporovat zdraví mozku.

Klikněte na 10 způsobů, jak zlepšit paměť

Kuchynské položky byly prezentovány v platném cued nebo neplatném un-cued umístění pro kódování. Behaviorální nálezy ukázaly podobný vliv vodítek na výkonnost pracovní paměti. Změny výkonu alfa byly ekvivalentní pro podněty během cueingu a kódování, což odráželo podobné zpracování pozornosti. Změny theta síly však odhalily různé vzory pro narážky.

Síla theta vzrostla silněji pro nesociální narážku ve srovnání se sociálním narážkou během počátečního navádění. Kromě toho, zatímco u nesociálního tága došlo během kódování k výrazně většímu nárůstu síly theta pro platné ve srovnání s neplatnými podmínkami, u sociálního podnětu to bylo obráceno s výrazně větším nárůstem síly theta pro neplatné ve srovnání s platnými podmínkami, indikující rozdíly v účincích podnětů na kognitivní úsilí. Proto, zatímco podněty sociální a nesociální pozornosti ovlivňují výkonnost pracovní paměti podobným způsobem, zdá se, že základní nervové mechanismy se liší.

Klíčová slova: EEG; dívat se; sociální; společná pozornost; virtuální realita.

Oční pohled je velmi důležitý v lidské komunikaci (Kleinke, 1986) a lidé budou obecně sledovat pohledy ostatních lidí a zapojit se do společné pozornosti (viz Frischen et al., 2007). Společná pozornost je spojena s teorií mysli (např. Charman et al., 2000), která vede k mentalizaci a přijímání perspektivy (Frith a Frith, 2006). Toto chování sledování pohledů je typicky zkoumáno pomocí adaptované úlohy Posnerova cueingu (např. Posner, 1980), čímž jsou cíle prezentovány na platném, cued nebo neplatném, necudovaném místě. Navzdory neinformativní povaze podnětů jsou platně cuedtargets obecně reagovány rychleji než ty neplatné cuedtargety, což lze nalézt jak u podnětů očních pohledů (např. Friesenand Kingstone, 1998; Driver a kol., 1999; Frischen a kol., 2007; Gregory , 2021; Gregory a Jackson, 2021) a pro další nesociální komunikativní podněty, jako jsou šipky a směrová slova (např. Hommel a kol., 2001; Ristic a kol., 2002; Tipples, 2002, 2008; Gregory a Jackson, 2021).

Zatímco efekty navádění nejsou jedinečné pro pohled očí, ukázalo se, že společná pozornost má jedinečný účinek na kognitivní procesy vyššího řádu, přičemž ekvivalentní účinky nebyly nalezeny pro nesociální kontroly. Bylo například zjištěno, že společná pozornost zlepšuje porozumění jazyku u dětí (Tomasello a Farrar, 1986; Tomasello, 1988) a dospělých (Hanna a Brennan, 2007; Knoeferleand Kreysa, 2012) a ovlivňuje paměťové procesy u kojenců (Striano et al. , 2006; Cleveland a kol., 2007; Wu a Kirkham, 2010; Wu a kol., 2011) a dospělí (Shteynberg, 2010; Dodd a kol., 2012; Richardson a kol., 2012; 2017 Jackson, 201) Jackson a ovlivnit vnímanou hodnotu objektu (Bayliss et al., 2007; van der Weidenet al., 2010; Madipakkam et al., 2019). Tyto jedinečně sociální efekty jsou považovány za odraz standardního altercentrického (jiného středového) zpracování (Kampis a Southgate, 2020), kde se lidé nemohou ubránit vlivu pohledu druhých. Důkazy tedy naznačují, že objekty viděné pod sdílenou/společnou pozorností podléhají lepšímu zpracování díky jedinečnému sociálnímu vlivu vzájemného pohledu (Becchio et al., 2008; Shteynberg, 2010).

Zatímco důkazy ukazují, že společná pozornost zlepšuje pracovní paměť pro jednoduché předměty (Gregory a Jackson, 2017, 2019), mechanismy tohoto efektu jsou v současnosti neznámé. Například není jasné, zda společná pozornost ovlivňuje paměť pro multidimenzionální informace (Baddeley, 2010). Zjistilo se, že informace, které zachycují pozornost, jsou upřednostňovány pracovní pamětí (Awh et al., 2006), a tyto procesy pozornosti a paměti jsou spojeny s neurální oscilační aktivitou v pásmech alfa (8–12 Hz) a theta (3–7 Hz) ( Klimesch, 1999). Alfa desynchronizace (snížení síly) souvisí se zvýšeným zpracováním pozornosti cílových podnětů (Hanslmayr et al., 2005; Sauseng et al., 2005). Theta synchronizace (zvýšení síly) souvisí s namáhavými procesy kognitivní kontroly (Demiralp a Bas¸ar, 1992; Min a Park, 2010; Cavanagh a Frank, 2014; Noonan et al., 2018). V paměti souvisí zvýšená síla theta při kódování a vyhledávání s lepším vyvoláním podnětů (přehled viz Hsieh a Ranganath, 2014) a zvýšení požadavků na úkoly vede k větší synchronizaci theta (např. Gevins et al., 1997; Jensen a Tesche, 2002).

Změny v rytmech alfa a theta také odrážejí sociální zpracování. Během přijímání perspektivy dochází k oscilacím theta v mozkových oblastech spojených s procesy mentalizace (Bogels ¨ et al., 2015; Wang et al., 2016; Seymour et al., 2018). Další deficity zpracování pohledu u schizofrenie byly spojeny s nepravidelnou aktivitou theta (Grove et al., 2021) a theta je také spojena se sociálním vyloučením (Cristofori et al., 2013, 2014). Při použití skutečných lidí jako podnětů (ne fotografií) se zjistí, že síla alfa je modulována pohledem očí. Například desynchronizace síly alfa je více vyslovována pro přímý než odvrácený pohled (Chapman et al., 1975) a přímý pohled spouští alfa aktivitu související s přístupem, zatímco odvrácený pohled spouští aktivitu související s vyhýbáním se (Hietanen et al., 2008; Ponk ¨ anen ¨ a kol., 2011). Navíc vyšší alfa desynchronizace je spouštěna společnou pozorností ve srovnání s žádnou podmínkou jointattention v jinak identickém úkolu (Lachat et al., 2012). A konečně, pomocí humanoidního robota v inovativní úloze navádění pohledů bylo zjištěno, že oční kontakt před posunem ze vede k vyšší alfa desynchronizaci ve srovnání s žádným očním kontaktem před posunem (Kompatsiari et al., 2021).

Když jsou jako pohledy použity fotografie místo skutečných lidí, efekty pohledu na alfa chybí (Hietanen et al., 2008). Skutečně existuje řada důležitých variací nalezených v reakcích lidí na skutečné lidi ve srovnání s fotografickými nebo videostimuly ( viz Risko et al., 2016). I když je použití skutečných lidí jako stimulů užitečná a poučná metoda, může to způsobit omezení ve složitosti, použitelnosti a typech chování, které lze zkoumat. Jako alternativu Wykowska a kolegové úspěšně použili roboty jako sociální stimuly ve výzkumu sociální kognice (Wykowska et al., 2016; Kompatsiariet al., 2018, 2021; Willemse et al., 2018). To ukazuje, že při studiu společenských jevů není vždy nutné používat skutečné lidi. Výzkumy skutečně ukazují, že interakce s virtuálními lidmi jsou srovnatelné se skutečnou lidskou interakcí (viz Bombariet al., 2015).

V aktuální předregistrované studii (https://osf.io/s4rm9) jsme zkoumali vliv dynamického pohledu na pracovní paměť pomocí virtuálních lidských avatarů. Kriticky jsme zaznamenali elektroencefalografii (EEG), abychom prozkoumali změny oscilační síly inalfa, odrážející efekty pozornosti, a theta, odrážející kognitivní úsilí, během úkolu. Pokud je nám známo, jedná se o první zkoumání oscilací theta a alfa, které se týkají účinku navádění pohledu na pracovní paměť. Je pozoruhodné, že pokud je nám známo, toto je také první zkoumání thetaoscilací v navádění pohledu obecněji.

3D avataři, prezentovaní pomocí displeje namontovaného na hlavě, vzhlédli, aby zapojili účastníka do očního kontaktu, než se podívají dolů doleva nebo doprava. Oči avatara odrážely skutečné chování pohledu a rychle posunuly směr pohledu ve směru otáčení hlavy (tj. Hayhoe et al., 2012). Na rozdíl od tradičních úloh tága, kde jsou předměty prezentovány na straně tága, zde se cílové kuchyňské předměty (miska, talíř, šálek a konvice) objevily na levé nebo pravé straně stolu pod tágem. To umožnilo zkoumat vliv podnětů v realističtějším prostředí, kde podnět a cíl nejsou ve stejné vizuální rovině. Účastníci byli požádáni, aby si zapamatovali vícerozměrné (tj. Baddeley, 2010) informace o umístění a stavu čtyř prezentovaných položek. Dynamická 3D hůl byla prezentována jako nesociální ovládací prvek, který odrážel pohyb sociálního avatara (obrázek 1), což umožnilo zkoumat efekty pohybu vs sociální podněty na pracovní paměť. Neurální aktivita byla hodnocena během posunu, kódování a vyhledávání.

Obecně ve výzkumu paměti převládají změny theta síly v předních místech, zatímco změny alfa mají tendenci být zadní (Jensen et al., 2002; Khader et al., 2010; Sauseng et al., 2010). Pokud tedy narážky přímo ovlivňují kódování pracovní paměti, lze očekávat účinky v těchto oblastech. Tyto účinky však nebyly testovány v kontextu sociálního a nesociálního cueingu ve virtuální realitě (VR); proto se naše analýza nezaměřuje na konkrétní místa.

Předběžně byly zaregistrovány následující předpovědi: (i) Pouze v podmínce socialgaze jsme předpověděli, že výkon pracovní paměti bude lepší v platném stavu ve srovnání s neplatným. (ii) Předpověděli jsme, že síla alfa a theta bude silněji ovlivněna posunem sociálního podnětu ve srovnání s nesociálním podnětem (tj. Lachat et al., 2012; Kompatsiari et al., 2021). (iii) Pouze ve stavu podnětu sociálního pohledu jsme předpověděli, že dojde k silnějšímu nárůstu síly theta a silnějšímu poklesu síly alfa pro validní ve srovnání s neplatnou podmínkou jak v intervalech kódování, tak v intervalech vyhledávání.

Všimněte si, že jsme také předem zaregistrovali předpovědi v doméně potenciálů souvisejících s událostmi (ERP), které se týkají replikace základních efektů pozornosti; zde však není sledováno ve prospěch specifičtějších předpovědí pro fungování paměti v oscilacích (viz doplňkové materiály).

Metoda

Účastníci

Získali jsme 49 účastníků [33 žen, 16 mužů, průměrný věk 21 let (sd=3,1, rozmezí 18–32), 3 leváci] z Aston University za platbu (1 £0/h , hotovost) nebo kredit za kurz. Plánovaný nábor 60 účastníků byl přerušen pandemií koronaviru v roce 2020; studie je však dostatečně silná na to, aby detekovala behaviorální a neurologické účinky podnětů, pokud jsou přítomny; návrh v rámci subjektu se 49 účastníky má 80% sílu (Westfall, 2016) k detekci malého až středního účinku (např. d {{19 }}.35, Gregory a Jackson, 2017; d ≈ 0,5; Kompatsiari et al., 2021). Všichni účastníci uvedli, že mají normální nebo korigované na normální vidění. Souhlas byl získán Helsinskou deklarací a etický souhlas byl získán od Etického výboru pro výzkum AstonUniversity.

Zařízení

Studie byla naprogramována v Unity pomocí experimentálního rámce Unity (Brookes et al., 2020). Notebook Lenovo Legion Y540-17IRH (procesor Intel Core i{2}}H, 33 GB RAM, grafická karta NVIDIA GeForce RTX 2060) spustil program a bezdrátově komunikoval spouštěcí prvky do EEG (LSL4Unity; https:// github.com/labstreaminglayer/LSL4Unity). Účastníci si studii prohlédli přes Oculus Rift S PC napájený VRGaming Head-Mounted Display (HMD) a reagovali pomocí dotykového ovladače. Studie a materiály ke stažení zde:https://osf.io/s9xmu/files/.

Podněty

Náznak lidského avatara

Byly vytvořeny čtyři mužské a čtyři ženské identity s neutrální mimikou a obyčejným šedým oblečením (viz doplňkové materiály). Avataři byli nezávisle hodnoceni (n=61, online studie; viz doplňkové materiály) podle vlastností lidské osobnosti (Oosterhof a Todorov, 2008), antropomorfismu, animace a sympatičnosti (Bartneck et al., 2009). Důležité je, že hodnocení naznačovalo, že avataři byli vnímáni jako lidé (tabulka 1).

Nesociální hůlkové tágo

Vytvořeno v Unity jako válcový herní objekt, který sahá do podobné vzdálenosti od účastníka a stolu jako avataři (viz obrázek 1). Ukázalo se, že obě narážky spouštějí typické cueingové efekty (Gregory, 2021).

Cíle

Převzato z obchodu Unity asset store (assetstore.unity.com/packages/3d/white-porcelain-dish-set-demo-82858), šálek a miska byly prezentovány buď prázdné, nebo plné přidáním kávy/polévky, talíře obsahovalo pečivo (assetstore.unity.com/packages/3d/props/food/croissants-pack-112263), které bylo celé okousané a konvička byla popraskaná nebo nepopraskaná. Položky byly prezentovány barevně při kódování a ve stupních šedi atretrieval, aby se zabránilo shodě barev.

Design

Nezávislé proměnné v rámci subjektů byly pseudorandomizovány typ cue (avatar a stick) a validita cue-target (50 % platných a 50 % neplatných). Další kontrolované proměnné byly umístění sondy (stejné/různé, každá 50 %) a správná odpověď na otázky stavu (ano/ne, každá 50 %). Na typ podnětu bylo 56 platných a 56 neplatných pokusů. Kromě toho jsme pseudorandomizovali rovnoměrně, zda se položky objevily vlevo nebo vpravo a zda narážky vypadaly vlevo nebo vpravo. Počítačový program randomizoval (jednoduchá randomizace) identitu avatara, umístění položky (šest možných umístění), zkoumal položku pro umístění a zkoumal otázku pro stav. Bylo možné, aby otázky o poloze a stavu zkoumaly paměť pro různé položky.

Postup

Hlavnímu experimentu, během kterého byl HMD konfigurován před nastavením EEG, předcházela 5-zkušební seznamovací relace. V hlavní studii byla podmínka vodítka vyvážena tak, že účastníci nejprve viděli buď sociálního avatara, nebo nesociální podmínku, a všechny pokusy byly dokončeny, než viděli druhou podmínku. U obou typů tág bylo 10 cvičných pokusů a 112 experimentálních pokusů. Přestávky byly podporovány každých 28 pokusů a mezi dvěma relacemi typu tága byla provedena vynucená přestávka. Účastníci mohli odstranit HMD během přestávek.

U obou typů tág probíhal pokus následovně (obrázek 1): afixační kříž byl prezentován po dobu 1000 ms (interval mezi pokusy) a poté byl nahrazen tágem hledícím/ukazujícím na stůl (1500 ms). Potom tága koukala/ukazovala u účastníka (přechod 500 ms) a po 1000 ms ukázal/díval se doleva nebo doprava (přechod 500 ms: pro pohled se oči také rychle pohybovaly během prvních 30 ms 500 ms otočení hlavy), poté byly prezentovány cíle [začátek podnětu asynchronie (SOA) 500 ms, počítáno od okamžiku, kdy se cue začalo posouvat]. Čtyři položky byly předloženy pro kódování (500 ms) ve čtyřech ze šesti možných umístění (obrázek 1C), na platné nebo neplatné straně. Účastníci byli poučeni, že narážka není informativní a měla by být ignorována. Po prázdném intervalu údržby (1000 ms) se položka sondy zobrazila ve stupních šedi buď na místě, kde byla původně prezentována, nebo na jiném místě (dříve obsazeném jiným objektem). Účastníci reagovali stisknutím tlačítka a obdrželi přesnou zpětnou vazbu. Dále byl pomocí textu testován stav položky při kódování (např. 'Měla v misce polévku?') a účastníci reagovali stisknutím tlačítka a obdrželi zpětnou vazbu. Experiment byl volně sledovanou studií a nebyl zde žádný časový limit bez odezvy.

Získávání a předzpracování EEG

EEG jsme zaznamenali pomocí 64-kanálového sportovního mobilního EEG systému eego™ (ANT Neuro, Enschede, Nizozemsko; Ag/AgCl elektrody, mezinárodní systém 10–10), digitalizovaného při vzorkovací frekvenci 500 Hz. Elektroda CPz sloužila jako online reference a AFz jako zemnící elektroda. Mastoidní a elektrookulogramové (EOG) elektrody nebyly použity a impedance byla během úkolu udržována pod 20 kΩ.

Data EEG byla předem zpracována pomocí sady nástrojů Fieldtrip verze 20191028 (Oostenveld et al., 2011) v MatlabR2019b®. Data byla stažena z trendu a poté filtrována pásmovou propustí mezi 0,5 a 36,0 Hz. Data byla epochována od 1 s před nástupem podnětu do 1 s po odezvě sondy, takže nástup podnětu=čas 0. Pokusy byly kontrolovány na artefakty a pokusy s byly odstraněny velké artefakty (průměrný počet 221 pokusů/účastník v konečné analýze); poškozené elektrody byly interpolovány pomocí průměrné metody (celkem 5; max. 2/účastník); data byla znovu porovnána s použitím průměrné referenční metody (po interpolaci). Nezávislá analýza komponent (fascie) byla použita k identifikaci komponent hluku, mrkání, sakády, srdečního tepu a svalových komponent (průměr 11 komponent odstraněných účastníkem, rozsah 2–23, příklady komponent viz obrázek S3 v doplňkových materiálech).

Analýza dat a výsledkyÚdaje o chování

Kvůli chybě programování (viz doplňkové materiály) nebylo možné předem registrované použití d' jako měřítka přesnosti WM, místo toho bylo použito procentuální přesnosti. Analýzy rozptylu opakovaných měření (ANOVA) byly prováděny na procentuální přesnosti odděleně pro údaje o poloze a stavu s typem podnětu (sociální a nesociální) a validitou (platná a neplatná) jako proměnnými v rámci subjektu. V souladu s předem registrovaným plánem analýzy jsou výsledky hlášeny pomocí standardního testování významnosti nulové hypotézy s podpůrnou analýzou provedenou pomocí Bayesovské statistiky pomocí JASP (verze 0.12.2.0; Love et al., 2015) s použitím výchozích priorit( Wagenmakers et al., 2018) a účinky ANOVA pouze napříč shodnými modely (viz Van Den Bergh et al., 2020). Bayesovská analýza nám umožňuje vyvozovat závěry o síle nálezů a také o povaze jakýchkoli nulových nálezů.

Časově-frekvenční analýza

Časově-frekvenční analýza byla provedena aplikací Morletwaveletovy transformace na každý pokus od 2 do 3 0 Hz (pro každý 1 Hz), se třemi cykly na časové okno v krocích po 50 ms. Pro každého účastníka byly pokusy zprůměrovány v rámci každé podmínky a byla aplikována korekce základní linie v decibelech (db) při 500 ms až 100 ms pre-cue nástupu. Časově-frekvenční reprezentace byly generovány pro celé časově-frekvenční spektrum a statistická analýza se zaměřila na pásma alfa (8–12 Hz) a theta (3–7 Hz) samostatně, v průměru napříč frekvenčním pásmem. Analýza byla řízena daty (žádné předem zvolené časové intervaly nebo elektrody) a vícenásobná srovnání napříč časovými body a elektrodami byla opravena pomocí neparametrických permutačních testů založených na clusteru implementovaných v Fieldtrip Toolbox (Maris a Oostenveld, 2007), s 5000 permutacemi (shluk alfa=P < 0,05, kritické alfa=P < 0,05). Analýza porovnávala platné a neplatné podmínky samostatně pro každý typ narážky. Kromě toho, abychom porozuměli potenciálním interakcím mezi platností tága a typem tága (osoba/palec) pro každého účastníka, odečetli jsme neplatnou podmínku od platné podmínky pro oba typy tág samostatně a poté jsme porovnali velikost rozdílu. Tento statistický přístup je doporučen na webových stránkách Fieldtrip a byl implementován v předchozí práci (Bogels ¨ et al., 2015; Wang et al., 2016; Huizeling et al., 2020); analytické skripty a data jsou k dispozici z OpenNeuro (https://openneuro.org/datasets/ds003702).

Výsledek

Behaviorální

Přesnost polohy se statisticky nelišila pro sociální sítě (M {{0}}.89, sd=0.11) a nesociální (M=0.90, sd {{7 }}.09) cueingconditions, F(1,48)=0.959, P=0.332, ηp2=0.020, BFincl=0.398.Bylo tam také žádný rozdíl v přesnosti polohy mezi platnými (M=0.90, sd=0.10) a neplatnými (M=0.90, sd=0.09) podmínkami, F(1,48)=0,398, P=0,531, ηp2=0,008, BFincl=0,175. Došlo však k významné interakci mezi typem narážky a platností, F(1,48)=8.958, P=0.004, ηp2=0.157, BFincl=0 .464. U sociálního podnětu nebyl žádný významný rozdíl v přesnosti polohy mezi platným (M=0.90, sd=0.10) a neplatným (M=0.89, sd {{53} }.12) podmínky, t(48)=1.102, P=0.315, Cohen'sd=0.145, BF10=0.68. U nesociálního podnětu však byl významný rozdíl s přesností polohy horší v platném stavu (M=0.90, sd=0.10) ve srovnání s neplatným stavem (M {{69} },91, sd=0,09), t(48)=−2,251, P=0,029, Cohen'sd=−0,322, BF{{82 }}.54 (Obrázek 2, Panel A, viz také Doplňkové materiály Obrázek S1 pro údaje o jednotlivých rozdílech).

Přesnost stavu se statisticky nelišila pro sociální (M=0,67, sd=0,09) a nesociální (M=0,68, sd=0,08 ) cueingconditions, F(1,48)=0.058, P=0.811, ηp2=0.0001, BFincl=0.16. Došlo k významnému hlavnímu účinku platnosti, F(1,48)=6.196,P=0.016, ηp2=0.114, BFincl=1.99-zde přesnost stavu byl lepší v platném stavu (M=0.69, sd=0.07) ve srovnání s neplatným stavem (M=0.66, sd=0.09). Mezi typem narážky a platností došlo k nevýznamné interakci, F(1,48)=0.142, P=0.798,ηp2=0.003, BFincl {{46} }.22, což znamená, že vliv platnosti cue na přesnost stavu nebyl modulován typem cue (obrázek 2, panel B a doplňkové materiály obrázek S1).

Due to the unpredicted and disparate effects of the stick cue (i.e. better memory for invalidly cued items in the location task, and better memory for the validly cued items in the status task), we ran an online follow-up to test the effects of the two cues in a simpler memory task; participants indicated if a probe item had been one of five items presented at encoding (see Supplementary materials). This 60-participant study replicated the status memory effects showing a significant main effect of validity, F(1,59) = 33.331, P < 0.001, ηp 2 = 0.361, BFincl >100 s platně načtenými položkami (M=0.63, sd=0.09) se stahují přesněji než neplatně načtenými položkami (M=0.58, sd=0.07) položkami pro sociální i nesociální podněty (obrázek 2, panel C).

EEG

EEG analýza byla provedena u pokusů, kde byla otázka umístění správně zodpovězena. Pro oba podněty ukazují časově-frekvenční reprezentace (TFR) na obrázku 3 očekávaný nárůst thetavýkonu za 3,5 s, když jsou cíle prezentovány pro kódování, stejně jako očekávané snížení výkonu alfa.

Cue shift okno

První zásadní srovnání se zaměřuje na to, zda jsou alfa a thetaoscilační efekty modulovány typem cue během počátečního cueshiftu. Zájmové okno je 1000-ms perioda (viz obrázek 1), kdy tágo postupuje od ukazování/pohledu na účastníka k pohledu/ukazování na stranu stolu (2,5–3,5 s, začíná posun doleva/doprava na 3 s), takže obsahuje 500-ms periodu očního kontaktu ve stavu sociálního avatara. Platnost tága nebyla účastníkovi v současné době známa.

Výsledky neukazují žádné významné rozdíly ve změnách síly alfa mezi typy signálů v tomto intervalu, přičemž obě podněty ukazují očekávané snížení výkonu alfa (obrázek 4, panel A). Během posunu tága však došlo ke zjevnému poklesu thetapower pro obě vodítka, přičemž tato byla větší pro sociální než nesociální vodítko (P=0.023, obrázek 4, panel A).

Protože nebyly pozorovány žádné rozdíly v periodě očního kontaktu, provedli jsme druhou průzkumnou analýzu, abychom určili, zda byly přítomny nějaké účinky očního kontaktu, když se vodítko původně přesunulo k bodu/pohledu na účastníka, tj. když je oční kontakt zapojen do stavu pohledu. Porovnali jsme tedy účinky v alfa a thétě mezi sociálním a nesociálním podnětem v intervalu 1.5- s (posun nahoru) až 2.5- s. Výsledky neukazují žádné významné rozdíly ve změnách síly alfa nebo theta mezi typy cue v tomto intervalu.

Okno kódování

Další srovnání zkoumalo, zda byly změny výkonu alfa a theta modulovány platností podnětu během období {{0}}msenkódování (3,5–4 s; viz obrázek 1). Podíváme-li se nejprve na sílu theta, u sociálního podnětu došlo k výrazně menšímu nárůstu síly intheta (přibližně základní linii) pro platný stav ve srovnání s neplatným stavem (P=0.012; obrázek 4, panel B). Naproti tomu u nesociálního podnětu došlo k významně většímu nárůstu síly theta u validního stavu ve srovnání s neplatným stavem (P=0.044; obrázek 4, panel C). Porovnání těchto rozdílů v platnosti mezi dvěma typy signálů napříč všemi elektrodami odhalilo nevýznamný rozdíl (P > 0,10). U nesociálního podnětu se však zdá, že účinky jsou umístěny nad okcipitálními elektrodami, zatímco u sociálního podnětu jsou účinky více rozptýlené jak v čase, tak v umístění. Provedení více zaměřené post hoc permutační analýzy založené na klastru na okcipitálních elektrodách, které tvoří významné shluky (viz titulek na obrázku 4) během kódovacího okna, ukazuje, že změny výkonu theta v tomto místě jsou mezi těmito dvěma typy signálů výrazně odlišné (P { {18}}.046).

Když se nyní podíváme na změny v síle alfa, došlo k výrazně silnějšímu poklesu síly alfa v platně naprogramovaném stavu ve srovnání s podmínkou neplatně naprogramovaného u obou sociálních sítí (P {{0}}.002) a nesociální podnět (P < 0,001; obrázek 4, panel C). Porovnání rozdílů v platnosti mezi dvěma typy signálů napříč všemi elektrodami odhalilo nevýznamný rozdíl ve velikosti této změny výkonu alfa (P > 0,20).

Okno sondy

Nakonec jsme zkoumali změny síly alfa a theta během intervalu sondy (vyhledání; 5–6 s). Výsledky pro oba typy cue ukázaly, že platnost cue při kódování nemodulovala sílu alfa a theta při načítání, všechny hodnoty P > 0.1.

Diskuse

Zde jsme zkoumali behaviorální a nervové účinky virtuálních sociálních a nesociálních podnětů na pracovní paměť pro stav a umístění prezentovaných objektů. Předpověděli jsme, že sociální pohled ovlivní pracovní paměť, zatímco nesociální pohled nikoli. Dále jsme předpověděli, že sociální vodítko bude mít silnější vliv na oscilace alfa a theta než nesociální vodítko.

Na rozdíl od předpovědí byla pracovní paměť pro informace o stavu modulována jak sociálními, tak nesociálními podněty, přičemž objekty na platném místě byly vyvolány přesněji než objekty na neplatném místě pro oba typy podnětů. Toto zjištění bylo replikováno v experimentu 2 pomocí jiného úkolu. To je v rozporu s předchozí prací prováděnou pomocí šipek jako nesociálního podnětu, kde nebyly pozorovány žádné účinky nesociálního podnětu na pracovní paměť (Gregory a Jackson, 2017), dlouhodobou paměť (Dodd et al., 2012), nebo hodnocení objektu (Bayliss et al., 2006). Vzhledem ke své velikosti a pohybu je ve zde prezentovaných studiích nesociální tágo mnohem účinnější než tradiční šíp. Je tedy možné, že v případě potřeby lze šipky snáze ignorovat, například když děláte složité úkoly vyššího řádu, než pohled očima, a zde tato silná pohyblivá tyč.

Sociální narážka neměla žádný vliv na pracovní paměť pro informace o poloze; avšak u nesociálního podnětu byla překvapivě paměť lepší v invalidním než platném stavu. Přesnost umístění byla u všech účastníků vysoká, někteří dosahovali přesnosti 100 %; proto mohly být efekty pohledů ztraceny se stropními efekty, a tak není známo, zda by náznaky pohledu ovlivnily přesnost umístění v obtížnějším úkolu. Nesociální výsledek může odrážet inhibici návratu (Klein, 2000); je to však nepravděpodobné, protože bylo zjištěno, že tato narážka ukazuje facilitativní narážku v tomto 500-ms SOA (Gregory, 2021). Navíc je výsledek obrácený pro stavový stav, kde je paměť lepší pro položky v platném stavu. Jedná se tedy pravděpodobně o falešný efekt, pravděpodobně způsobený stropními efekty. Abychom však stručně spekulovali, důkazy naznačují, že visuoprostorová pracovní paměť funguje jako distribuovaná síť, která zpracovává informace o vizuálním vzhledu (tj. stavu) odděleně od informací o prostorové poloze (viz Zimmer, 2008). Je možné, že přítomnost stickcue zvýšila celkovou pozornost k naznačeným objektům, což zlepšilo zpracování vizuálního vzhledu a přidalo další prostorový prvek ke zpracování, který narušil prostorové zpracování. Pro narážku na pohled byla hlava avatara připevněna k tělu, což jí dávalo zřetelnější a pevnější prostorové umístění ve srovnání s pohyblivou tyčí.

Mezi těmito dvěma typy tág nebyl žádný rozdíl v jejich vlivu na sílu alfa během posunu tága, který zahrnoval období očního kontaktu (pouze sociální vodítko), stejně jako pohyb posunu vlevo/vpravo, ani nebyly žádné rozdíly během dřívějšího období, kdy byl navázán oční kontakt. To je v rozporu s výsledky Kompatsiari et al. (2021), kteří zjistili, že oční kontakt moduluje sílu alfa, přičemž větší pokles síly byl zjištěn u stavu očního kontaktu ve srovnání se stavem bez očního kontaktu. Zde jak narážka sociálního pohledu, tak narážka nesociální tyče zapojila účastníka před posunem tága. pohledem nebo ukazováním na ně. Je proto možné, že předchozí zjištění, že oční kontakt a společná pozornost modulovaly sílu alfa (Chapman et al., 1975; Lachat et al., 2012; Kompatsiari et al., 2021), souvisejí s tím, že účastník navštěvuje více, když je stimul poutavější, ať už tím, že se na ně díváte, nebo se díváte tam, kam se dívají, spíše než specifická sociální povaha podnětů. Je však možné, že při zaměření analýzy na konkrétní oblasti zájmu by mohly být nalezeny rozdíly. Během intervalu kódování také nebyl žádný rozdíl v alfa efektech mezi dvěma vodítky. U obou vodítek došlo k výrazně silnějšímu poklesu alfa síly v platně cued podmínce ve srovnání s neplatně cued podmínkou, bez rozdílu ve velikosti efektu. To odráží zjištění paměti a naznačuje, že narážky měly podobný vliv na pozornost.

Během posunu tága nedocházelo k jasné theta synchronizaci a místo toho k výrazně silnější desynchronizaci theta pro sociální tágo ve srovnání s nesociálním tágem. To znamená, že došlo k obecnému ignorování podnětů, které nevyžadovalo náročné zpracování. Významné snížení sociální situace může být způsobeno zjevnou automatickou povahou-1přebírání perspektivy (Samson et al., 2010).

Výkon theta během intervalu kódování byl také modulován typem cue. U sociálního podnětu došlo k výrazně menšímu nárůstu síly theta (přibližně základní linie) pro platný stav, kde byla pracovní paměť pro stavové informace lepší než v neplatném stavu. Theta oscilační výkon odrážejí úsilí (Gevins et al., 1997; Klimesch, 1999; Jensenand Tesche, 2002); proto tento výsledek ukazuje, že při zakódování informací o stavu bylo potřeba méně úsilí, když jsme se podívali. Naproti tomu u nesociálního podnětu došlo k výrazně většímu nárůstu síly theta pro platný stav, zatímco pracovní paměť byla opět lepší pro stavové informace ve srovnání s neplatným stavem. To znamená, že bylo vynaloženo více úsilí na platně cued umístění, což vedlo k lepšímu kódování informací o stavu.

Účinky na sociální podmínky lze vysvětlit tendencí lidí automaticky sledovat perspektivu někoho jiného (např. Michelon a Zacks, 2006; Kessler a Rutherford, 2010; Samson a kol., 2010; Kessler a kol., 2014). Díky tomuto snadnému (Úroveň-1) získávání perspektivy může být vyžadováno méně úsilí ve stavu platného pohledu. Ve skutečnosti bylo uvedeno, že „...objekty spadající pod pohled ostatních získávají vlastnosti, které by nevykazovaly, kdyby se na ně nedívaly“ (Becchio et al., 2008, s. 254), a výzkum Shteynberga (2010) naznačuje, že zažité jako součást sociální skupiny jsou výraznější díky tomu, co se nazývá efekt „sociálního ladění“. Alternativně je možné, že kvůli sledování perspektivy avatara, ale bez cíle je obtížnější se odpoutat od neplatné polohy, což vede k větší theta síle požadované v tomto stavu.

Na rozdíl od našich očekávání nebyly během intervalu vyhledávání zjištěny žádné účinky cuevalidit na sílu alfa a theta, což naznačuje, že účinky jsou specifické pro kódování. Výzkum ukázal silnější theta sílu na parietálních až centrálních elektrodách během úspěšného kódování (Khader et al., 2010), ačkoli obecně ke změnám theta síly souvisejícím s pamětí dochází spíše v předních místech (Jensen a Tesche, 2002). U efektů narážek na pohled se objevují mezi temporálními, parietálními a okcipitálními elektrodami, s určitými rozdíly v předních elektrodách, zatímco u tyčových narážek se rozdíly vyskytují vzadu. Parietální theta může podporovat úspěšné kódování paměti, zatímco frontální theta může zprostředkovávat obecné zpracování pozornosti (Khader et al., 2010). Vzhledem k povaze studie nemáme jasné informace o zdrojích energetických změn; nicméně rozdíly v povaze a umístění efektů naznačují, že existují rozdíly v tom, jak sociální a nesociální podněty ovlivňují paměťové procesy během kódování.

Zde jsme se zaměřili na pochopení vlivu pracovní paměti sociálního cuesonu a rozšířili jsme předchozí práci v této oblasti (Dodd et al., 2012; Gregory a Jackson, 2017). Pomocí realisticky pohlcujícího prostředí a dynamických sociálních a nesociálních podnětů jsme zjistili, že sociální a nesociální podněty měly podobné účinky na výkonnost pracovní paměti, ale že to bylo podpořeno rozdíly v nervových aktivacích. Zatímco alfa oscilace byly ve své modulaci efektů srovnatelné, oscilace theta během kódování vyprávěly jiný příběh. Výsledky tedy naznačují, že zatímco navádění pozornosti má podobný vliv na pracovní paměť pro prezentované sociální a nesociální podněty, základní nervové mechanismy se liší, přičemž se zdá, že objekty pozorované při pozornosti pod kloubem vyžadují ke kódování menší výpočetní výkon. To poskytuje další důkaz pro myšlenku, že oční pohled nabízí specializovaný signál v lidském poznávání (Becchio a kol., 2008; Samson a kol., 2010; Shteynberg, 2010; Kampis a Southgate, 2020).

Reference

Awh, E., Vogel, EK, Oh, SH (2006). Interakce mezi pozorností a pracovní pamětí. Neuroscience, 139(1), 201–8.

Baddeley, AD (2010). Pracovní paměť. Současná biologie, 20(4), 136–40.

Bartneck, C., Kuli´c, D., Croft, E., Zoghbi, S. (2009). Měřící přístroje pro antropomorfismus, animaci, sympatie, vnímanou inteligenci a vnímanou bezpečnost robotů. International Journal of Social Robotics, 1(1), 71–81.

Bayliss, AP, Paul, MA, Cannon, PR, Tipper, SP (2006). Zírání a afektivní posuzování objektů: Líbí se mi, na co se díváš. Psychonomický bulletin a recenze, 13(6), 1061–6.

Bayliss, AP, Frischen, A., Fenske, MJ, Tipper, SP (2007). Afektivní hodnocení objektů je ovlivněno pozorovaným směrem pohledu a emočním výrazem. Poznání, 104(3), 644–53.

Becchio, C., Bertone, C., Castiello, U. (2008). Jak pohled ostatních ovlivňuje zpracování objektů. Trendy v kognitivních vědách, 12 (7), 254–8.

Bogels, S., Barr, DJ, Garrod, S., Kessler, K. (2015). Konverzační ¨interakce ve skeneru: mentalizace během zpracování jazyka, jak odhalila MEG. Mozková kůra, 25(9), 3219–34.

Bombari, D., Schmid Mast, M., Canadas, E., Bachmann, M. (2015). Studium sociálních interakcí prostřednictvím technologie pohlcujícího virtuálního prostředí: ctnosti, úskalí a budoucí výzvy. Frontiersin Psychology, 6. (červen), 1.–11.

Brookes, J., Warburton, M., Alghadier, M., Mon-Williams, M., Mushtaq, F. (2020). Studium lidského chování pomocí virtuální reality: rámec experimentu jednoty. Behavior Research Methods,52(2), 455–63.

Cavanagh, JF, Frank, MJ (2014). Frontální theta je mechanismus pro efektivní a efektivní kontrolu. Trendy v kognitivních vědách, 18(8),414–21.

For more information:1950477648nn@gmail.com