Pozor, rytmicky vzorkuje objekty s viacerými funkciami v pracovnej pamäti, časť 1

Pozornosť nám umožňuje selektívne zlepšovať spracovanie konkrétnych miest alebo prvkov v našom externom prostredí a zároveň filtrovať nepodstatné informácie. V súčasnosti sa predpokladá, že sa to dosiahne posilnením relevantných senzorických signálov, ktoré skresľujú konkurenciu medzi nervovými reprezentáciami.

Vonkajšie prostredie je nevyhnutnou súčasťou nášho života a môže mať veľký vplyv na náš fyzický a psychický stav. Napríklad rôzne podnebie, strava, pracovný rytmus a podobne ovplyvnia naše fyzické zdravie, no pre náš mozog je veľmi dôležitým faktorom aj vonkajšie prostredie. Výskumy z posledných rokov ukázali, že medzi vonkajším prostredím a pamäťou existuje silný vzťah.

Po prvé, dobré prostredie môže poskytnúť vynikajúcu atmosféru učenia a práce, čo je veľmi prospešné pre náš mozog. Náš mozog je dobrý na pamäť a učenie. Ak sa však nachádzame v stresujúcom, úzkostnom alebo chaotickom prostredí, mozog bude vážne narušený, čo ovplyvní našu pamäť a schopnosti myslenia. Preto je dôležité udržiavať príjemné a usporiadané prostredie.

Po druhé, cvičenie a dobrý spánok sú tiež aspekty vplyvu vonkajšieho prostredia na pamäť. Zdravie tela a zdravie mozgu spolu úzko súvisia. Výskum ukazuje, že cvičenie a dobrý spánok sú najlepšie spôsoby, ako zlepšiť funkciu nášho mozgu a pamäť. Cvičenie môže spôsobiť, že náš mozog začne vylučovať viac chemikálií, ako je serotonín a dopamín, čo môže zlepšiť našu náladu a schopnosť myslenia, a tým zlepšiť našu pamäť a schopnosť myslenia. A dobrý spánok môže poskytnúť nášmu mozgu dostatok odpočinku a poskytnúť dostatok času a priestoru na dlhodobú pamäť. Preto by sme si mali vážiť čas na cvičenie a spánok, aby bol náš mozog plne zachovaný.

Napokon, socializácia a fyzické a duševné aktivity sú tiež dobré pre náš mozog. Náš mozog si vyžaduje neustále učenie a myslenie, aby si zachoval svoju funkčnosť a vitalitu. Sociálna interakcia zvyšuje našu schopnosť komunikovať a myslieť, čím stimuluje našu pamäť a kreativitu. Fyzické a duševné aktivity, ako je čítanie, cestovanie, fotografovanie atď., sú tiež zriedkavými spôsobmi precvičovania pamäti.

Stručne povedané, medzi vonkajším prostredím a pamäťou existuje úzky vzťah. Mali by sme používať pozitívne postoje a činy, aby sme vytvorili dobré životné prostredie a poskytli nášmu mozgu viac dobrej stimulácie na zlepšenie našej pamäti a schopností učenia. Je vidieť, že si musíme zlepšiť pamäť. Cistanche deserticola môže zlepšiť pamäť, pretože Cistanche deserticola môže tiež regulovať rovnováhu neurotransmiterov, ako je zvýšenie hladín acetylcholínu a rastových faktorov. Tieto látky sú veľmi dôležité pre pamäť a učenie. Okrem toho mäso môže tiež zlepšiť tekutosť krvi a podporiť transport kyslíka, čo môže zabezpečiť, že mozog dostane dostatok živín a energie, čím sa zlepší mozgová vitalita a vytrvalosť..

Kliknite na vedieť spôsoby, ako zlepšiť funkciu mozgu

Nedávne neurofyziologické a behaviorálne štúdie odhalili, že pozornosť je v podstate rytmický proces, ktorý je úzko spojený s neurónovými osciláciami vo frontoparietálnych sieťach. Namiesto nepretržitého zvýrazňovania jedného objektu alebo miesta sa pozornosť rytmicky strieda medzi viacerými relevantnými zobrazeniami s frekvenciou 3–8 Hz.

Pozornosť však nemôže byť zameraná len na vonkajší svet, ale aj na reprezentácie vnútornej vizuálnej pracovnej pamäte (VWM), napr.

pri výbere jednej z niekoľkých vyhľadávacích šablón na nájdenie zodpovedajúcich objektov vo vonkajšom svete. Dve nedávne štúdie ukazujú, že objekty s jednou funkciou vo VWM sú navštevované podobným rytmickým spôsobom ako vnímané objekty. Tu pridávame literatúru tým, že ukazujeme, že nepriestorové retro-cues iniciujú porovnateľné theta-rytmické vzorkovanie objektov s viacerými funkciami vo VWM.

Naše zistenia dopĺňajú zbližujúci sa súbor dôkazov, že k vonkajším a vnútorným vizuálnym reprezentáciám pristupujú podobné rytmické mechanizmy pozornosti a predstavujú potenciálne riešenie problému viazania v pracovnej pamäti.

Zatiaľ čo naša subjektívna vizuálna skúsenosť sa môže zdať ako nepretržitý prúd prichádzajúcich informácií, hromadiace sa dôkazy naznačujú, že vnímanie, ako aj pozornosť, podliehajú rytmickým zmenám. Behaviorálne rytmy sa najčastejšie vyskytujú pri frekvenciách 3 až 6 Hz a 8 až 12 Hz a sú spojené so zodpovedajúcimi nervovými osciláciami v pásme theta (3 až 8 Hz) a alfa (8 až 12 Hz)1.

Pri sledovaní dvoch objektov v našom zornom poli sú reakčné časy na nepredvídateľné ciele modulované ako funkcia času na frekvencii theta2–5, potenciálne ako výsledok nervovej konkurencie6,7.

Tieto periodické modulácie výkonu sa pozorujú pre každé miesto jednotlivo, ale často sa zistí, že oscilujú v protifáze, v súlade s rytmickým bodovým svetlom pozornosti, ktoré striedavo a postupne vzorkuje viaceré objekty8,9. Zdá sa, že toto rytmické vzorkovanie neplatí len pre umiestnenie objektov, ale aj pre nepriestorové prvky, ako je farba alebo orientácia (tj pozornosť založená na vlastnostiach10,11).

Predpokladá sa, že pozornosť zameraná na objekty alebo prvky vo vonkajšom svete uľahčuje spracovanie aspoň čiastočne prostredníctvom zosilnenia zmyslových signálov12–18. Podobný mechanizmus môže byť základom behaviorálnych výhod pozorovaných pri nasmerovaní pozornosti na interné (zapamätané) reprezentácie vo vizuálnej pracovnej pamäti (VWM). Ukázalo sa, že prediktívne signály smerujúce k jednej alebo viacerým položkám v pracovnej pamäti zvyšujú výkonnosť vyvolania, aj keď sú signály prezentované niekoľko sekúnd po kódovaní, čo sa bežne označuje ako efekt retro cue (prehľad pozri Souza a Oberauer19).

Rastúci počet štúdií odhalil silné prekrývanie neurofyziologických korelátov pozornosti smerom k vonkajším (aktuálne vnímaným) stimulom a procesom vnútornej pracovnej pamäte. Toto silné prekrytie je ďalej podporené zisteniami, ktoré silne zapájajú skoré senzorické kôry do udržiavania reprezentácií pracovnej pamäte, často označované ako hypotéza senzorického náboru21–27.

Napríklad sa ukázalo, že výber položiek v pracovnej pamäti podľa pozornosti skresľuje aktivitu v zmyslových oblastiach, ktoré spracúvajú tieto podnety28,29, a moduluje dekódovateľnosť vlastností položiek najsilnejšie v skorých vizuálnych kôrach30.

Aby sme to zhrnuli, vonkajšie vizuálne podnety aj vnútorné reprezentácie VWM sú kódované aspoň čiastočne prekrývajúcimi sa nervovými populáciami, na ktoré je potrebné zamerať pozornosť. To vyvoláva zaujímavú možnosť, že podobné alebo dokonca rovnaké mechanizmy pozornosti môžu byť použité pre vonkajšie a vnútorné vizuálne reprezentácie. Nedávna práca začala rozširovať rytmickú povahu vnútornej pozornosti zameranej na položky VWM. Peters a kol.31 inštruovali účastníkov, aby si zapamätali štyri bodky, ktoré definovali koncové body, a teda obrysy dvoch objektov.

Následné retro-cue nasmerovalo a znovu nasmerovalo pozornosť na jeden z týchto objektov. V husto vzorkovaných (200 ms až 1 000 ms), ale nepredvídateľných časových bodoch bol prezentovaný cieľ, ktorý spadal do alebo mimo zapamätaných obrysov cued alebo un-cued objektu. Pozorovali, že reakčné časy (RT) merané ako funkcia vzdialenosti k podnetu rytmicky kolísali pri frekvencii 6 Hz.

Okrem toho, časové rady RT odpovedí na cued versus un-cued objekt boli modulované v protifáze, čo naznačuje, že pozornosť založená na objekte periodicky vzorkovala dve polohy objektu vo VWM. Najmä reakčné časy na ciele prezentované na miestach rôznych objektov neboli nikdy rýchlejšie ako časy na ciele na miestach rovnakého objektu. Autori to interpretovali ako dôkaz toho, že pozornosť sa medzi objektmi nepresúvala úplne periodicky, ale striedala sa medzi uprednostňovaním jedného objektu a žiadneho objektu.

Druhá štúdia vykonaná Pomperom a Ansorge32 ukázala, že podobné výkyvy výkonu sa vyskytujú medzi dvoma orientovanými pruhmi vo VWM. Dôležité je, že svoje podnety prezentovali postupne a pri fixácii, čím redukovali potenciálne vplyvy rytmickej priestorovej pozornosti. Účinnosť spracovania sondy kolísala pri frekvencii 6 Hz a bol pozorovaný antifázický vzťah medzi presnosťou časového radu prvého a druhého stimulu.

Nedávny výskyt štúdií zisťujúcich rytmické behaviorálne fluktuácie vo vnútornej pozornosti, ktoré sa veľmi podobajú tým, ktoré sa nachádzajú vo vonkajšej pozornosti, naznačuje úzky vzťah medzi mechanizmami pozornosti a centrálnym zapojením rytmickej mozgovej aktivity. Potenciálne mechanické prekrývanie by mohlo mať ďalekosiahle dôsledky pre naše pochopenie toho, ako mozog vyberá interné a externé informácie a ako je tento výber riadený oscilačnou aktivitou. Dôležité však je, že rytmické objektové funkcie pozornosti v pracovnej pamäti sa ukázali len pre položky pozostávajúce z jednotlivých funkcií31,32.
Keďže objektová pozornosť sa silne podieľa na podpore viazania viacerých funkcií počas vnímania aj v pracovnej pamäti33,34, rozhodli sme sa ďalej charakterizovať behaviorálne koreláty theta-rytmického vzorkovania pozornosti v pracovnej pamäti pomocou položiek pozostávajúcich z viacerých relevantných figuruje v paradigme retro-cue. Predpokladáme rytmickú moduláciu účinnosti špecifických porovnávaní pamäťových sond pri frekvencii 3 až 6 Hz podľa podnetov na pozornosť. Ďalej predpokladáme, že behaviorálne časové rady zodpovedajúce obom pamäťovým položkám budú modulované v protifáze, čo svedčí o striedavom vzorkovaní pozornosti reprezentácií pracovnej pamäte.

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 %) chýb typu-1. Brookshire35 navrhuje alternatívny štatistický test založený na odhade autokorelačných modelov AR(1).

Tieto modely zachytávajú autokorelatívnu štruktúru pôvodného časového radu a úspešne riadia chybovosť typu-1. Aby sme otestovali spoľahlivosť našich výsledkov, analyzovali sme naše údaje pomocou dvoch odlišných techník pozostávajúcich z (1) tradičného predbežného spracovania a časového posunu a (2) krokov predbežného spracovania a štatistických metód odporúčaných spoločnosťou Brookshire35. To tiež slúžilo na poskytnutie informácií o tom, či a ako tieto dve techniky ovplyvnili výsledky. Hoci výsledkom boli čiastočne odlišné výsledky, obe techniky analýzy odhalili porovnateľné rytmické fluktuácie v správaní v rozsahu theta.

Materiály a metódy

Účastníci. 26

experimentu sa zúčastnili účastníci (vo veku 19–28 rokov, 19 žien) s normálnym videním alebo zrakom upraveným na normálnu. Pred experimentom boli podpísané formuláre informovaného súhlasu. Po ukončení boli účastníci kompenzovaní akademickými kreditmi alebo 12 eurami. Experiment sa uskutočnil podľa protokolu schváleného Etickou komisiou Fakulty sociálnych a behaviorálnych vied Univerzity v Utrechte a dodržiaval Etický kódex Svetovej lekárskej asociácie (Helsinská deklarácia).

Experimentálny dizajn.

Stimuly boli prezentované vo vzdialenosti 58 cm s LCD (27-palcový, rozlíšenie 2560×1440, obnovovacia frekvencia 120 Hz) pomocou Psychophysics Toolbox spusteného v MATLAB (MathWorks). Stimuly pozostávali z centrálneho fixačného kríža (priemer=0.3 stupňa ), dvoch kruhových pamäťových stimulov pozostávajúcich z náhodne orientovaných mriežok (priemer=10 stupňa; priestorová frekvencia=4 cpdva), z ktorých oba mali náhodná farba vybraná z opačných fáz farebného priestoru CIELAB (48 vzorkovaných farieb; L=59, a=18, b=− 8), centrálna farebná narážka (0,93 stupňa), sonda (priemer=10} stupeň; priestorová frekvencia=4cpdva), ktorej orientácia bola mierne posunutá vzhľadom na rovnaký farebný pamäťový stimul, a Mondrianova maska ​​pozostávajúca z farebného vzoru (priemer{18}}}stupňa ; kód z 36).

Účastníci vykonali úlohu 2AFC s pracovnou pamäťou, v ktorej boli inštruovaní porovnať orientáciu dvoch pamäťových stimulov s orientáciou sondy, ktorá sa zhodovala s farbou jedného z nich. Správanie v reakcii na sondu sa meralo pomocou prístupu s hustým odberom vzoriek, ktorý nám umožnil zmerať rytmický účinok fluktuácií pozornosti na spracovanie sondy. Skúšky sa začali prezentáciou fixačného kríža na prázdnej obrazovke počas 1000 ms (obr. 1). Potom nasledovala sekvenčná prezentácia dvoch pamäťových stimulov po 1000 ms (stimul A a stimul B). Po slepom oneskorení 1 000 ms sme predložili signál na 250 ms, ktorý sa zhodoval s farbou stimulu A alebo stimulu B a naznačil, ktorá z dvoch položiek pracovnej pamäte bude testovaná so 75 % platnosťou.

Na základe predchádzajúcich štúdií sme predpokladali, že tága obnoví rytmické vzorkovanie pozornosti, pričom bude od účastníkov stále vyžadovať, aby zachovali reprezentáciu nepoužitej položky2,4,10,31. Po podnete nasledovala prázdna obrazovka s premenlivým oneskorením (medzi 200 a 700 ms v krokoch po 16,7 ms), po ktorej sme prezentovali stimul sondy na 75 ms, ktorý farebne zodpovedal buď stimulu A alebo stimulu B a bol orientovaný mierne v smere alebo proti smeru hodinových ručičiek. . Po ďalšom krátkom oneskorení 25 ms sme predložili masku na 75 ms, po ktorej účastníci reagovali, ak bola orientácia sondy naklonená v smere alebo proti smeru hodinových ručičiek vzhľadom na stimul WM rovnakej farby. Účastníci odpovedali stlačením tlačidla Q (proti smeru hodinových ručičiek) alebo tlačidla P (v smere hodinových ručičiek).

Experiment pozostával z oboznamovacieho bloku (~ 4 minúty), v ktorom účastníci vykonali niekoľko pokusov s binárnou spätnou väzbou na každý pokus. Nasledoval postup schodiska (QUEST, 80 pokusov, ~ 10 minút), ktorý nám umožnil prispôsobiť uhlový rozdiel v orientácii medzi pamäťovou položkou a sondou tak, aby výkon bol v priemere 75 %37. Počas tohto postupu dostali účastníci na konci každého pokusu binárnu spätnú väzbu. Po dokončení postupu schodiska sa začal hlavný experiment (20 blokov po 30 pokusoch, ~ 75 minút). Hlavný experiment bol identický s postupom na schodisku s jedinou výnimkou, že spätná väzba bola teraz poskytovaná na konci každého bloku vo forme percenta správnosti namiesto na konci každého pokusu. Toto bolo urobené s cieľom minimalizovať účinky tréningu. Počas hlavného experimentu sme použili pevný uhlový rozdiel medzi vzorkou a sondami, ktorý bol stanovený počas postupu schodiska.

Analýza dát.

Uvažovali sme len o pokusoch s reakčným časom kratším ako 2 s. U dvoch účastníkov to viedlo k vylúčeniu viac ako 20 % pokusov, a preto boli z analýzy vylúčení. Pre iného účastníka viedli naše kritériá RT k odstráneniu všetkých pokusov v špecifickej SOA a boli tiež odstránené z analýzy. Do záverečnej analýzy bolo zaradených 23 účastníkov. Skupinové priemerné reakčné časy a presnosť boli analyzované pomocou dvojvzorkových t-testov. Aby sme preskúmali rytmické výkyvy v správaní, spriemerovali sme reakčné časy v rámci každého z 30 nasledujúcich SOA pre každého účastníka. To nám umožnilo vypočítať časové rady správania, ktoré odrážajú dynamické zmeny v účinnosti porovnávania sond (RT a presnosť) počas intervalu údržby.

Dĺžka časového okna (500 ms) a rozstup SOA (vzorkovacia frekvencia 60 Hz) boli zvolené tak, aby bolo možné analyzovať frekvencie medzi 2 a 30 Hz. Zvažovali sa iba správne testy, pretože s najväčšou pravdepodobnosťou odrážajú úspešnú údržbu pracovnej pamäte. Keďže sme predpokladali, že tága obnoví vzorkovanie pozornosti na cued položku, bez ohľadu na jej sériovú pozíciu, vypočítali sme časový rad RT pre platne vložené sondy a neplatne vložené sondy oddelene. Nasledujúca časť načrtne nasledujúce kroky v našom pôvodnom analytickom potrubí a novom analytickom potrubí.

For more information:1950477648nn@gmail.com