Произвольное внимание характеризуется: Послепроизвольное внимание — что за непонятный зверь?

Автор: | 02.08.1972

Содержание

Послепроизвольное внимание — что за непонятный зверь?

 

Сейчас, отреагировав на эту надпись Вы задействовали непроизвольное внимание. А реагирует оно, как правило, на три вещи: силу и неожиданность раздражителя; новизну, необычность, контрастность раздражителя; и подвижность объекта. Неожиданно, в тишине квартиры мы услышали громкий скрип паркета: внимание! Может быть, это вор? Или кто-то из домочадцев идет опустошать холодильник? Или некто крадется причинить нам вред? Но давайте по порядку.

Внимание

Внимание – это особое свойство человеческой психики. Это избирательная направленность восприятия на тот или иной объект, это система отбора информации, позволяющая нам воспринимать только значимую для нас информацию. Эта функция внимания помогает нам реагировать лишь на то, что для нас важно или представляет интерес.

В организации внимания по степени активности человека различают три вида внимания: непроизвольное, произвольное и послепроизвольное. Если направленность психической деятельности на определенные объекты не вызывается постановкой сознательной цели и не связана с волевыми усилиями, то такое внимание называют непроизвольным. Непроизвольное внимание реагирует на все значимые внешние обстоятельства. Произвольное и послепроизвольное внимание устремлено к тому, что выбрали мы сами. Давайте рассмотрим первый и второй тип внимания, и более подробно остановимся на последнем виде внимания.

Непроизвольное внимание

Непроизвольное внимание – это сосредоточение сознания на объекте в силу его особенности как раздражителя. Более сильный раздражитель на фоне действующих привлекает внимание человека. Вызывает непроизвольное внимание новизна раздражителя, начало и прекращение действия раздражителя. Непроизвольное внимание вырабатывалось в процессе эволюции и заботится о нашем выживании. Яркий свет, громкий звук, сильный запах, высокая скорость движения. Все яркое и громкое мгновенно привлекает наше внимание. Непроизвольное внимание поворачивает нас к тем вещам и событиям, которые могут быть для нас важны. Однако у этого полезного механизма есть свои ограничения: в этом случае не мы управляем ситуацией, а ситуация управляет нами. Непроизвольное внимание возникает независимо от сознания и нашего желания, неожиданно и непредсказуемо от условий, под влиянием разнообразных раздражителей, действующих на тот или иной анализатор организма. Оно управляет нами, а не мы им. Вспомните, насколько сложно не реагировать на громкий звук клаксона, или слепящий свет фар, или же на резкий неприятный запах.

Что интересно, непроизвольное внимание присуще и человеку, и животным. Однако возникновение такого внимания у человека качественно отличается от внимания у животных. Человек может овладевать собственным самопроизвольным вниманием в отличие от животных, предмет самопроизвольно сосредоточение может стать предметом сознательного сосредоточения. Физиологической основой самопроизвольного внимания является безусловно-рефлекторная ориентирующая деятельность. Нейрофизиологическим механизмом такого внимания является возбуждения, которые поступают в кору из подкорковых участков больших полушарий головного мозга. Когда сила посторонних раздражителей превышает силу осознанно действующих возбуждений, возникает непроизвольное внимание.

В ситуации проверки на полиграфе при резком громком звуке, например, при хлопке в ладоши, такое внимание возникает у опрашиваемого лица. Либо при предъявлении причастному человеку стимула-улики, например, орудия убийства в виде окровавленного ножа, мы обнаружим действие именно этого внимания.

Произвольное внимание

Произвольное внимание – это сознательно регулируемое сосредоточение на объекте, направляемое требованиями деятельности, оно мотивировано и направляется на объект под влиянием принятых решений и поставленных целей. Оно же – результат целевого усилия воли, нашего осознанного намерения. Волевое усилие переживается как напряжение, мобилизация сил на решение поставленной цели. Произвольное внимание качественно отличается от непроизвольного. Умение управлять своим вниманием с рождения не дается никому: обычно человек вырабатывает его сам в процессе самовоспитания. Начиная с детского возраста, мы можем некоторое время сосредотачиваться на каком-то предмете или задаче. И не потому что нам это интересно, а потому что нужно. Характерными особенностями произвольного внимания является целеустремленность, дисциплина и организованность умственной деятельности, способность противостоять сторонним отвлекающим факторам. Примером произвольного внимания может служить чтение неинтересной книги, трудовая монотонная деятельность, длительное наблюдение за объектом, удержание мысли при написании этой статьи.

(adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});

Физиологической основой произвольного внимания является условно-рефлекторная деятельность, способность тормозить ненужные действия и движения. Положительная индукция нервных процессов – одна из основных физиологических устоев произвольного внимания. Желание разобраться с разными типами внимания, а также прилагаемое усилие для понимания различных физиологических терминов, как в данном случае, также является примером вашего произвольного внимания.

Тест на внимательность в картинках

Помимо произвольного и непроизвольного внимания, может быть выделен еще один особый его вид – послепроизвольное внимание. Это понятие в психологии было введено советским психологом Н.Ф. Добрыниным вслед за Э.Титченером. Данный вид внимания Н.Ф. Дружинин называл особой, «высшей» формой личностной активности. Давайте разберемся, в чем особенность этого вида внимания.

Послепроизвольное внимание

Послепроизвольное внимание возникает вслед за произвольным. Возникает оно на основе особого личного интереса. Это не заинтересованность, стимулированная особенностями предмета, а проявление направленности личности. Этот вид внимания совмещает в себе особенности произвольного внимания и непроизвольного, так как также носит целенаправленный характер, но не требует для реализации постоянных волевых усилий. Послепроизвольное внимание характеризуется длительной высокой сосредоточенностью и устойчивостью, с ним связывают наиболее интенсивную и плодотворную умственную деятельность, высокую производительность всех видов труда. Послепроизвольное внимание имеет еще одну особенность: оно не управляется самоуказаниями и самоприказами, внешними сознательными побуждениями и усилением воли, как в случае с произвольным вниманием, оно не возникает там, где нет настоящего интереса к делу.

Основное отличие от других видов внимания состоит в том, что для личности интересными и значимыми становятся содержание и сам процесс деятельности, а не только ее результат. Преодолевая трудности во время произвольного сосредоточения, человек привыкает к ним, сама деятельность вызывает сначала некоторый интерес к ней, а потом захватывает человека, сопровождая процесс истинным удовольствием. За счет этого, а также за счет уменьшения интенсивности напряжения, послепроизвольное внимание становится продолжительнее и производительнее. Именно с этим связана высокая производительность и полная самоотдача человека, в том числе и творческая, при занятии любимым делом. Не зря говорят: “Занимайтесь любимым делом, и вам не придется работать ни дня в своей жизни”.

Рассмотрим примеры послепроизвольного внимания. Иногда при чтении учебника с трудом удается удержать внимание на содержании: оно скучно, нагружено терминами и не особо для нас важно. Но вот в какой-то момент, незаметно для себя, мы перестаем делать над собой усилие, читаем без напряжения, и предмет чтения увлекает нас. В данном случае внимание из произвольного стало послепроизвольным. Еще один пример перехода внимания из одного в другой: обучение новому виду деятельности, например, профайлингу, когда необходимо усилием воли удерживать внимание на новых знаниях и терминах, осваивать большой объем информации, выполнять задания. Но как только ты начинаешь практиковать полученные знания, учишься разбираться в людях «в полях», определять их психотип по критериям, находить среди знакомых представителей, например, истероидов или эпилептоидов, ты искренне начинаешь получать удовольствие от деятельности, увлекаясь профайлингом все больше и больше. И это увлечение не проходит с течением времени. К такому типу внимания в ходе своей работы стремятся все те, кто обучает людей различного возраста. Надеюсь, чтение этой статьи также стало для вас примером послепроизвольного внимания)

 

Мартьянова Людмила

Total

6

Поделиться

что это такое, характеристики (с примерами)

Наши психические познавательные процессы это то, что делает нас уникальными, отличными от животных. Они всегда работают сообща: наши ощущения позволяют составить впечатление о явлении, восприятие отражает действительность внутри нашего сознания, мышление привлекает к работе другие функции мозга и так далее. В этой статье я дам определение термину произвольное внимание и подробно объясню, что это такое в психологии, как оно влияет на наши представления об окружающем мире и как взаимодействует с психомоторными способностями человека.

 

Описание

Если попытаться обозначить понятие общими словами – эта функция является тем самым механизмом, который запускает познавательную активность мозга в отношении конкретного явления окружающего мира или предмета. Далее, подключаются и другие процессы, решающие самые разные задачи. В конечном итоге мы имеем некое представление обо всем, что существует вокруг нас. 

Я выделю три вида внимательности:

  1. Произвольное внимание характеризуется тем, что индивид заранее ставит себе цель – понять и запомнить что-либо.
  2. Непроизвольное не требует от человека прикладывания каких-либо стараний.
  3. Послепроизвольное является своеобразным продолжением произвольного, но силы уже не затрачиваются, а выполняются в автоматическом режиме.

Необходимость использования усилий к пониманию и запоминанию определяется самим отношением личности к событию, его личным опытом, испытываемым интересом или его отсутствием. Со временем даже самая важная ситуация, требуемая обращения к силе воли, несколько сглаживается и становится безразличной – тогда происходит переход первого вида ко второму.

Особенности произвольного внимания

Отличительных черт у этого типа психических процессов не мало, но главной остается постановка конкретной задачи. Человек сам определяет то, что хочет понять, запомнить, чему желает научиться. Следующим этапом является некая программа, которая реализуется с использованием познавательной функции.

При этом произвольное внимание не обусловлено врожденными навыками и талантами, кроме силы воли. Оно развивается постепенно, шаг за шагом, в конечном итоге переходя в новую форму. Одним людям проще развить его, другим – сложнее. Но главной функцией в любом случае останется активное регулирование всех психических процессов, происходящих в головном мозге, в том числе памяти, мышления.

Отдельно выделю следующие особенности:

  1. Опосредованность и осознанность использования. Приложение волевых усилий для сосредоточения происходит в определенной ситуации, выбранной индивидом и всегда контролируемой им.
  2. Произвольность. У личности должно существовать намерение сделать или понять что-либо.
  3. Возникновение в ходе эволюции и развития человеческого общества. Этот вид внимания недоступен животным.
  4. Формирование на протяжении всей жизни, начиная с раннего детства.
  5. Прохождение нескольких фаз развития.
  6. Зависимость от обучения со взрослыми, особенно если речь идет о школе.

Дополнительно отмечу, с точки зрения физиологии, эта познавательная функция живет в коре больших полушарий. Та же часть мозга отвечает за поведение человека и его деятельность.

Причины возникновения 

Поводом к появлению психического процесса можно назвать взаимосвязь, возникающую между уже полученным ранее опытом и новой поставленной задачей. Как только определяется цель и план, способствующий ее достижению, запускается механизм намеренного сосредоточения. Чем чаще используется функция, тем быстрее происходит переключение, а значит, результат достигается все лучше, стремительнее и эффективнее.

Психолог Дарья Милай

Всю эту работу можно сравнить с выработкой условного рефлекса в практике бихевиоризма. Простой пример произвольного внимания – усвоения ребенком правил дорожного движения: изо дня в день при приближении к пешеходному переходу его учат, что необходимо посмотреть по сторонам, убедиться в безопасности и лишь после этого идти. В конечном итоге напоминание к совершению этих действий перестает требоваться, так как входит в привычку.

Говоря о первопричинах, обязательно следует отметить и важность процесса в контексте защищенности, а возможно, и выживаемости. Механизм не зря формировался на протяжении всего периода эволюции и развитии человека. Чем важнее ситуация для сохранения жизни и здоровья, тем быстрее усвоится процесс – оперативнее перейдет от произвольного к постпроизвольному. Влияет на лучшее освоение программы и собственный интерес индивида.

Виды и характеристики

Принято выделять несколько типов произвольного сосредоточения, каждый из них обладает собственными уникальными чертами. Разделить внимательность можно по общим признакам на следующие формы:

  1. Волевая – механизм включается только в конфликтных ситуациях между условиями «мне надо» или «я должен», диктуемыми обществом, родительскими установками, правилами, и индивидуальными «я хочу». При этом переключиться на обязательное выполнение установленных кем-то положений помогает именно сила воли и усилия.
  2. Выжидательная – требуется, когда определенная ситуация продолжается длительное время, и на протяжении всего срока от человека требуется проявление бдительности. При этом ошибка может привести к неприятным последствиям. Особенно актуален этот вид сосредоточения во взрослой жизни, например, в трудовой сфере.
  3. Сознательная – этот тип уникален вдвойне. С одной стороны, его выполнение всегда намеренно, но с другой – усилия прикладываются незначительные, например, в силу собственного интереса человека, привлекательности ситуации.
  4. Спонтанная – такая форма проявляется, если трудно начать новое действие, но после преодоления первого барьера происходит переключение на постпроизвольный тип внимательности, а значит, больше стараний прилагать не нужно или они минимальны.

В раннем и дошкольном возрасте любая из представленных выше разновидностей сосредоточения развита слабо – основной задачей педагогов и родителей становится обучение и тренировка.

Очная консультация

Каковы особенности и преимущества очной консультации?

Консультация по скайпу

Каковы особенности и преимущества консультаций по скайпу?

 

Что такое произвольное внимание у детей

Несмотря на то что длительный интерес не доступен для малышей до их поступления в школу, где начинается серьезная подготовка, уже в младенчестве можно увидеть зачатки познавательного процесса. Например, в тот момент, когда взрослые показывают ребенку яркую игрушку, он внимательно следит за ней взглядом. Этот показатель является одним из ключевых в определении степени психического развития в первые месяцы жизни.

Через пару лет формирование навыка становится более активным, а к 4-5 годам малыш может выполнять инструкции воспитателя или родителя во время обучения. На этом этапе важным остается поддержание интереса ребенка и вовлечение этого процесса в игровую деятельность. К моменту поступления в школу волевые навыки развиваются достаточно для того, чтобы школьник мог самостоятельно определять для себя цель, давать инструкцию к ее достижению и составлять некую программу.

Временной промежуток, на протяжении которого дети способны удерживать сосредоточенность на конкретном деле, гораздо меньше, чем у взрослых. Поэтому крайне важно учитывать возрастные особенности и не предъявлять слишком высокие требования. Даже самая увлекающая игра не заинтересует трехлетку больше, чем на 20 минут, как и занимательный урок не удержит ребенка за партой дольше, чем на 45 минут.

Формирование 

Чтобы научиться сосредотачиваться на чем-либо, недостаточно одних желаний или талантов –  если речь идет о маленьком ребенке. Гораздо более важной оказывается подготовительная работа, проводимая взрослыми. Помочь быстрее освоить новый навык могут несколько ключевых факторов:

  1. Умение группировать по виду, цвету, форме, другим показателям (они зависят от возраста).
  2. Четкое обозначение правил игр, а также ее начала и завершения.
  3. Последовательные инструкции, даваемые воспитателем или родителем.
  4. Дозирование нагрузок с учетом возрастных особенностей психики.

Важно также правильно организовать тренировочный процесс, особенно если он строится одновременно с группой детей, как происходит в детском саду. Педагог должен быть не только настойчивым в своем стремлении обучить, но и последовательным, логичным, гибким. Индивидуальный подход – вот залог успешного усвоения предлагаемого материала.

Развитию волевых качеств способствует также физическое воспитание. Именно спортивные занятия и игры впервые учат детей целеустремленности, следованию правилам, воспитывают самостоятельность и активность. При этом не стоит забывать, что ребенок имеет право совершать ошибки, отвлекаться. Процесс должен быть постепенным и аккуратным, а не жестким и агрессивным. Ощутимые плоды приносят регулярные занятия и совместная работа воспитателей и родителей.

Постпроизвольное сосредоточение

Определение послепроизвольного внимания в психологии – это процесс, возникающий, если во время осуществления какой-либо деятельности, значимым и интересным для человека становится не столько результат, сколько сама работа. 

Говоря простым языком, нас настолько захватывает какое-то дело, что прилагать даже самые маленькие волевые усилия для успешного его завершения не требуется. Желание сделать больше, достичь новых результатов, решить задачи – все усиливается.

Обычно об этом виде говорят как о продолжении произвольного. Примером послепроизвольного внимания является обучение в школе – изучая новую тему на уроке, ученикам приходится заставлять себя слушать слова учителя, следовать его инструкциям, но в какой-то момент процесс изучения становится настолько интересным, что прикладывать усилия уже не требуется. Школьник полностью концентрируется на решении задачи не для получения ответа или хорошей оценки, а потому что ему интересен сама мыслительная деятельность.

Задайте вопрос

Все хобби человека с самого первого дня требовали от него намеренного сосредоточения и лишь через какое-то время стали увлекать и захватывать так, что этому делу хотелось уделять все больше своих сил. Музыкант играет на пианино не для того, чтобы собирать концертные залы, а потому что ему нравится сама процедура создания новой музыки своими руками.

Особенности 

Поскольку эта форма сосредоточения буквально вытекает из произвольной, они во многом имеют схожие черты. Но есть и уникальные признаки, характеризующие познавательный процесс:

  1. Увлеченность человека выполняемой деятельностью.
  2. Отсутствие волевого усилия.
  3. Удержание сознания на объекте действия. Все вокруг как будто перестает существовать, кроме единственного предмета.
  4. Практически полное отсутствие реакции на внешние раздражители. Это значит, что, взявшись за интересное дело, индивид не отвлекается на посторонние разговоры. Чтобы отвлечь его от занятия, необходимо очень постараться.

Главная черта этого вида кроется в том, что оно исходит из самых глубин личности человека, строится на особенностях характера, предпочтениях, желаниях.

Формирование 

Поскольку оно всегда берет начало в намеренном сосредоточении, можно с уверенностью сказать, что развитие его начинается с тех же самых механизмов, затрагивающих те же физиологические структуры мозга. Но в какой-то момент на первый план выходят другие факторы. Постепенно преодолевая возникшие трудности, заставляя себя и, возможно, переступая через свои желания, индивид фактически привыкает к деятельности.

Появляется некоторый интерес, если его удержать на таком же уровне или даже усилить, он полностью захватит человека. Воля ослабевает, поскольку организму уже не нужно тратить собственные силы на поддержание работы. При этом результат не становится хуже, продуктивность не падает, а, наоборот, возрастает с каждой минутой. Два вида познавательных процессов объединяет полная осознанность своих действий и постоянный их контроль.

Единственное, что может нарушить сформированное постпроизвольное внимание  – это утомление. Уставший индивид не способен поддерживать внутренний интерес, особенно явно это заметно у школьников. Сложная образовательная программа, большое количество предметов и факультативов, недостаток сна и отдыха – все это провоцирует изнеможение, а оно ведет к отказу от использования любых психических навыков.

Заключение

Произвольное и послепроизвольное сосредоточение одинаково важны для человека. Первое служит основой всего обучения, изучения мира, второе – позволяет задействовать максимальный физические и психические ресурсы, а значит достичь лучшего результата за минимально возможный срок.

Задача родителей, воспитателей и педагогов – вовремя развить в ребенке потенциал. При этом делать это нужно таким образом, чтобы не оттолкнуть скучными занятиями, книгами, играми.В этой статье я рассказала о произвольности интереса, описала, что это такое, и объяснила, в каком возрасте у личности начинает складываться произвольное внимание. Если вы не можете найти свое любимое дело, не знаете, что делать дальше, запишитесь на мою консультацию. Вместе мы решим все ваши проблемы. Увлеченный человек становится более успешным в профессиональной деятельности. Если все время приходится прилагать слишком много усилий, наступает усталость, а значит, отрицается сама необходимость что-либо делать.

В сложных жизненные ситуациях, возникает ощущение безысходности и отчаяния. Самым действенным способом является личная консультация.

Часовая встреча по вашему уникальному запросу в Москве.

Записаться на консультацию

Интенсивный ритм жизни?
Получите он-лайн консультацию из любого уголка мира.

Skype, Viber.

Записаться на консультацию

Виды и свойства внимания

Иначе говоря, различают неволевое и волевое внимание. Непроизвольное внимание в его своеобразных формах свойст­венно и животным.  Произвольное внимание — специфически человеческая форма внимания, исторически оно возникло в трудовой деятельности человека.

 

К. Маркс писал: «Кроме напря­жения тех органов, которыми выполняется труд, в течение всего времени труда необходима целесообразная воля, выражающаяся во внимании…» ‘

Внимание, возникающее без всякого намерения человека, без заранее поставленной цели, не требующее волевых усилий, назы­вают непроизвольным.

Когда ученик слушает интересный рассказ, смотрит захваты­вающий его кинофильм, читает занимательную книгу, у него возникает сосредоточенное, устойчивое внимание — ему для этого не надо ставить перед собой специальную цель и заставлять се­бя усилием воли быть внимательным.

—————

1 Маркс К. Капитал. — Маркс К. и Энгельс Ф. Соч. 2-е изд., т. 23, с. 189.

Непроизвольное внимание возникает, во-первых, вследствие внешних причин — особенностей действующих на нас раздражи­телей и, во-вторых, вследствие внутренних побуждений, направ­ленности личности. К особенностям действующих на человека раздражителей относятся следующие.

1. Сила и неожиданность раздражителя. Сильный звук, яркая вспышка света, резкий запах всегда привлекут внимание. Вспом­ним, например, сцену пз кинофильма «Чапаев», когда ординарец Петька, желая привлечь внимание шумной толпы отдыхающих красноармейцев и понимая, что в общем шуме словесной призыв его не будет услышан, неожиданно для всех стреляет в воздух. Все непроизвольно затихли и повернулись к Петьке. Причем значение имеет не только абсолютная, во и относительная сила раздражителя (в полной тишине и легкий шорох привлечет вни­мание, в абсолютной темноте и огонек спички будет заметен).

2. Новизна, необычность, контрастность раздражителя. Не­обычная легковая машина новой марки, новые наглядные пособия, которых учащиеся еще не видели, невольно привлекут внимание школьников. Советские люди, посетившие ботанический сад в Индии, рассказывали, что среди богатых цветов ботанического сада их особое внимание привлекла наша ромашка. Среди малень­ких предметов внимание привлекает большой, среди светлых предметов — темный и т. д.

3. Подвижность объекта, а также начало или, наоборот, прек­ращение действия раздражителя. Поэтому, например, маяки дела­ют мерцающими, рекламу «прыгающей». Привлечь внимание уче­ников учитель может не только резким повышением голоса, но и внезапной паузой: если учитель неожиданно замолчит, это невольно привлечет внимание школьников.

Как указывалось выше, непроизвольное внимание возникает также в зависимости от состояния самого человека, оно связано с его настроением, переживаниями, потребностями; интересами. Вот пример непроизвольного внимания (из наблюдений учителя):

«Это было 12 апреля 1061 г. В классе стояла рабочая тишина. В коридоре раздался крик: «Человел в космосе!» Работа прекра­тилась, ученики закричали, вскочили с мест. Включили репродуктор. Передавали сообщение ТАСС. Класс замер, ребята как бы застыли, и глаза их были устремлены к репродуктору». Внимание к сообщению о полете космонавта возникло у ребят непроизволь­но и сохранялось без всякого напряжения с их стороны.

Интересами определяется и то обстоятельство, что одип че­ловек не заметит красочной афиши, извещающей о предстоящем футбольном матче, но обратит внимание на скромное объявление о концерте, другой — наоборот. Большую роль в стимуляции не­произвольного внимания школьников играют интересы. У школь­ника проявились большой интерес и любовь к животным. У него возникает потребность удовлетворить этот интерес в деятельности с животными и желание больше знать о жизни животных.

Поэтому у школьника возникло обостренное внимание ко всему, что связано с животным миром. С развитием интереса создается устойчивое внимание: школьник долго может стоять и наблюдать за жизнью, повадками животных. Он с увлечением читает книги о животных, он добился того, что стал активно участвовать в работе кружка при зоопарке, а летом помогать в работе на колхозной ферме.

Большое значение имеет и соответствие раздражителя внутрен­нему состоянию человека, его потребностям. Проголодавшийся человек невольно обратит внимание на запах пищи; плеск воды привлечет внимание человека, испытывающего жажду.

Внимание, возникающее вследствие сознательно поставленной цели и требующее определенных волевых усилии, называют произвольным или преднамеренным. В этом случае участок с оптимальной возбудимостью поддерживается сигналами, идущи­ми от второй сигнальной системы. Указания со стороны, собст­венная инструкция, намерение (в виде внутренней речи) создают возможность произвольного внимания, которое играет огромную роль в жизни человека. Ведь далеко не все, что необходимо де­лать человеку, представляет для него непосредственный интерес. И в процессе учебной деятельности школьнику требуется произ­вольное внимание, ясная постановка цели. организованность, со­хранение и поддержание внимания в ходе всей работы.

Поддержание устойчивого произвольного внимания у уча­щихся зависит от ряда условий.

1. Осознание долга и обязанности в выполнении данной дея­тельности. Осознание учеником долга хорошо учиться вызывает у него преднамеренное внимание к учебной работе в тех случаях, когда что-то отвлекает его от учения. Большое значение имеет осознание важности, общественной значимости цели деятельности.

2. Отчетливое понимание конкретной задачи выполняемой дея­тельности. Одно дело, если учитель ставит перед учеником самую общую и неопределенную задачу — слушать ответ вызванного к доске товарища. Совсем другое дело, если учитель ставит кон­кретную задачу — следить, как отвечает урок вызванный ученик, фиксировать его ошибки и готовиться исправить их. В этом слу­чае школьник внимательно относится к ответу товарища, необ­ходимость быть внимательным вполне осознана.

3. Привычные условия работы. Если школьник готовит урони в строго определенное время и на постоянном, привычном месте, если его рабочее место и учебные принадлежности содержатся в порядке, а сам процесс работы хорошо организован, то уже одно это создает установку на произвольное внимание.

4. Возникновение косвенных интересов. Сама деятельность, которую выполняет ученик, может и не вызывать у него непос­редственного интереса, но у школьника существует устойчивый интерес к результату деятельности. Па этой основе возникает косвенный интерес к деятельности как средству достижения желаемой цели. Ежедневные однообразные и утомительные упражнения в фигурном катании вызывают интерес у школьника, по скольку он осознает их роль в достижении заветной цели стать перворазрядником по фигурному катанию.

5. Создание благоприятных условий для деятельности, т. с исключение отрицательно действующих посторонних раздражителей (телевизионные передачи, интересный рассказ, читаемый по радио, громкая музыка, шум). Многие учащиеся вообще могут поддерживать произвольное внимание только в спокойной обстановке, тишине. Но если даже ученик и привык работать в небла­гоприятной обстановке, при наличии помех, то, как показывают специально организованные опыты, он при этом гораздо быстрее утомляется, затрачивает гораздо больше сил и времени, значитель­но снижается качество (возрастает число ошибок, поправок) и количество (число сделанных примеров и задач, написанных предложений) учебной работы учащегося.

Сами учащиеся (особенно младшего школьного возраста) час­то не осознают отрицательного влияния некоторых раздражителей на учебную деятельность. Эти школьники уверяют, что вниматель­но занимаются и им не мешает радио или телевизор. На самом же деле особенно сильным раздражителем, отвлекающим внима­ние учащихся при подготовке домашних заданий, являются как раз телепередачи. Поэтому надо соблюдать правило: пока школь­ник готовит уроки, телевизор в комнате должен быть выключен.

Наблюдения и специальные исследования убеждают, что сла­бые побочные раздражители не снижают эффективности работы, а улучшают ее. Легкий шум, который доносится в комнату, шо­рохи листьев, тиканье часов и другие слабые звуки не только не разрушают внимания, но иногда даже усиливают его. Еще великий русский физиолог И. М. Сеченов пришел к выводу, что абсолютная, «мертвая» тишина не повышает, а снижает эффект умственной работы, так как сосредоточить внимание на работе становится очень трудно. Сеченов приводил пример: в одной крупной библиотеке создали комнаты для научной работы. В ком­наты не проникали никакие посторонние звуки извне, а звуки, возникающие в самой комнате, поглощались. Стояла абсолютная тишина. В этих комнатах никто продуктивно работать не мог — постепенно у людей возникало сонливое состояние.

Экспериментально показано, что дети, обучающиеся в классе с совершенно гладкими белыми стенами, без каких-либо рисун­ков и украшений, с матовыми стеклами в окнах усваивают пред­мет хуже, чем школьники, размещенные в классной комнате с окрашенными стенами, картинами, рисунками и таблицами на стенах, цветами на подоконниках и приятным видом за окнами;

Помимо произвольного и непроизвольного внимания, выделяют еще один вид внимания — послепроизволъное внимание. После-произвольным оно называется потому, что возникает на основе произвольного внимания, после него.

Вот третьеклассник пишет домашнее сочинение о том, как он провел лето. Сначала работа его совсем не увлекает. Он берется за нее неохотно, то и дело отрывается, делает большие усилия, чтобы заставить себя работать, наконец сосредоточивается (произ­вольное внимание). Но постепенно ученик увлекся, пишет уже охотно, не рассеиваясь. Картины летнего отдыха, приключений, событий встают перед его глазами. Тут и купание, и рыбалка, и походы в лес за грибами, и веселые игры. Школьник, захва­ченный воспоминаниями, торопится отразить их в сочинении. Произвольное внимание перешло в послепроизвольное. Послепроизвольное внимание, как видно из приведенного примера, совме­щает в себе некоторые особенности произвольного внимания (осознание цели) и некоторые черты непроизвольного внимания (не нужно волевых усилий для его поддержания).

В учебной деятельности школьника обычно представлены все три вида внимания, тесно связанные между собой.

Охарактеризовать внимание человека сло­вами «хорошее» или «плохое» нельзя. Такая характеристика бу­дет слишком неопределенной, так как существуют различные проявления, качества или, как говорят, свойства внимания. Поэ­тому и характеризовать внимание человека можно и нужно с разных сторон.

Прежде всего внимание характеризуется тем, насколько оно сильно, напряженно, насколько сконцентрировано на объекте, насколько человеку удается отвлечься от посторонних раздражи­телей. Соответствующее свойство называют сосредоточенностью внимания. Но ведь важно не только это. Важно и то, как долго человек может поддерживать внимание, т. е. устойчивость внима­ния. Важно оценить внимание и с точки зрения его широты — насколько широко охватывает оно предметы и явления. Соответ­ственно различают такие два свойства внимания, как его объем и распределение. И наконец, важно знать, насколько гибко вни­мание, как быстро оно может переключаться с одного объекта на другой.

Итак, различают пять свойств внимания: сосредоточенность, устойчивость, объем, распределение и переключение. Разумеется, перечисленные свойства внимания могут проявляться во всех видах внимания — в непроизвольном, произвольном и послепроизвольном.

Сосредоточенность внимания это удержание внимания на одном объекте или одной деятельности при отвлечении от всего остального. Физиологическое объяснение сосредоточенности вни­мания — это сила очага оптимального возбуждения и соответст­венно сила индуцированного им тормозного поля. Сосредоточен­ность внимания обычно связана с глубоким, действенным инте­ресом к деятельности, какому-нибудь событию или факту. Ученик мастерит модель. Он полностью поглощен делом, не отвлекается ни на минуту, не замечает, как течет время, не реагирует на телефонные звонки, его можно окликнуть, позвать обедать — он не отвечает, а порой даже и не слышит. В этом случае говорят о большой силе его сосредоточенного вни­мания.

Устойчивость внимания это длитель­ное удержание внимания на предмете или какой-либо деятельности. С точки зрения физиологии это значит, что очаг опти­мального возбуждения достаточно устой­чив (или колеблется в пределах только тех участков коры, которые регулируют одну и ту же деятельность). Возника­ет вопрос: сколько времени может непрерывно поддерживаться внимание на одном объекте? Все зависит от двух обстоятельств: во-первых, от того, подвижен или нет, изменяется или нет сам объект, а во-вторых, от того, активную или пассивную роль иг­рает при этом человек. На неподвижном, неизменяющемся объек­те пассивное внимание сохраняется примерно 5 секунд, после. чего начинает отвлекаться. Рассмотрите рисунок.

Что изображено на рисунке? На нем изображена усеченная пирамида, но мы видим ее то обращенной вершиной к нам, то уходящей   вглубь.   Такие   двойственные   изображения объясняются периодическими колебаниями внимания.

Если человек активно действует с объектом (например, не просто пассивно смотрит в одну точку географической карты, а изучает рельеф и ландшафт какого-либо района по карте), то устойчивое внимание может сохраняться 15—20 минут. Дальше могут следовать кратковременные отвлечения (на несколько се­кунд), дающие возможность маленького перерыва в сосредоточен­ности. Получается кратковременный и необходимый отдых, он незаметен и не разрушает устойчивости внимания, но позволяет сохранить внимание к данной деятельности до 45 и более минут. Чем младше школьник и чем труднее учебный материал, тем чаще должны быть кратковременные перерывы. Но злоупотреб­лять ими не следует, так как при частых -и длительных перерывах все- труднее и труднее будет вновь втягиваться в работу.

Устойчивость внимания сохраняется в активной и разнообраз­ной практической деятельности с предметом, в активной умствен­ной деятельности. Устойчивое внимание сохраняется в такой учебной деятельности, которая дает положительные результаты, особенно после преодоления трудностей, что вызывает положи­тельные эмоции: у школьников возникает чувство удовлетворения, радости, появляется желание заниматься данной работой, и в последующей деятельности еще до начала работы создается установка на устойчивое внимание. Эту закономерность необхо­димо учитывать при проведении урока.

Состояние противоположное устойчивому вниманию,— частое непроизвольное отклонение внимания от необходимой деятельно­сти на посторонние объекты — называют неустойчивостью внима­ния. Школьники легко отвлекаются под влиянием внезапных, сильных, а также эмоционально воздействующих раздражителей. Неустойчивость внимания может возникнуть от непосильной, чрезмерно обширной, а также от неинтересной и никому не нуж­ной работы, механической деятельности. Например, ученик по­лучает задание сделать однотипные примеры по математике или такие же упражнения по русскому языку. Ученик делает первые примеры и пишет первые упражнения внимательно, а дальше, когда он уже хорошо усвоил материал, работа теряет для него всякий интерес, и он работает механически, устойчивость внима­ния сильно страдает.

Объем внимания это количество объектов, которые вос­принимаются одновременно с достаточной ясностью, т. е. охва­тываются вниманием одномоментно. Указание на одномоментность здесь важно, потому что наше внимание обычно может очень быстро переходить от одного объекта к другому, что создает иллюзию большого объема внимания. Для определения объема внимания пользуются специальными приборами — тахистоскопа­ми (от греческих слов «тахистос» — быстрейший и «скопео» — смотрю) которые дают возможность показать человеку несколько объектов (букв, геометрических фигур, знаков) на 0,1 секунды (чтобы внимание не успело переключиться с одного объекта на другой). На рис. 15 изображен бук­венный тахистоскоп.

Опыты показали, что объем вни­мания взрослого человека —от 4 до 6 объектов, школьника (в зависимо­сти от возраста) — от 2 до 5 объек­тов. Это при условии, что показывают отдельные, не связанные между собой буквы. Если же в тахистоскопе показывать короткие слова, то для грамотного человека объектом внимания будет уже не буква, а целое слово (он схватывает слова, а не отдельные буквы). Формально объем внимания останется тем же (4—6 объектов), но букв человек воспри­мет уже не 4—6, а до 16, т. с прак­тически объем внимания увеличит­ся. Отсюда видно, как важно уметь объединять предметы в одно целое. воспринимать их целыми комплексами. Именно поэтому объем внимания ученика, начинающего читать, очень мал, но по мере овладения техникой чтения, приобретения опыта у ребенка увеличивается и объем внимания, необходимый для беглого чтения. Увеличение объема внимания с физиологической точки зрения есть расширение участка с оптимальной возбуди­мостью, сужение объема внимания связано с концентрацией участка с оптимальной возбудимостью.

Распределение внимания это одновременное внимание к двум или нескольким объектам при одновременном выполнении действий с ними или наблюдении за ними. Другими словами, это умение одновременно выполнять две (или более) различные деятельности.

Распределять внимание необходимо, в жизни это требуется постоянно, а некоторые профессии требуют непременного распре­деления внимания (шофер, летчик, дирижер). Умение распре­делять внимание совершенно необходимо учителю. Он должен постоянно держать в поле внимания весь класс и каждого учени­ка в отдельности, следить за их поведением и учебной деятель­ностью в классе и в то же время объяснять новый материал. Распределение внимания требуется и ученику во время учебной деятельности. Например, ученик должен слушать, что объясняет учитель, и следить за тем, что он показывает (карту, картину), или должен слушать и одновременно записывать. Умение слушать и понимать лекцию и одновременно записывать ее совершенно необходимо учащемуся, студенту.

При каких условиях две работы могут успешно выполняться в одно и то же время? Только в том случае, если обе деятель­ности или, по крайней мере, одна из них настолько освоена, привычна, легка, что не требует сосредоточенного внимания, выполняется человеком очень свободно, лишь незначительно контролируется и регулируется им. В центре внимания человека только одна основная деятельность, другая же занимает относи­тельно малую часть внимания, она находится не в центре вни­мания, а на его периферии.

Физиологи распределение внимания объясняют тем, что при­вычная деятельность, не вызывающая особых затруднений, может управляться, как указывал И. П. Павлов, участками коры, нахо­дящимися в известкой степени торможения.

При действии, требующем большого и полного сосредоточе­ния, другие действия обычно невозможны. Проводили такой опыт. Нетренированному человеку предлагали идти по гимна­стическому бревну, сохраняя равновесие и устойчивость, и одно­временно решать простую арифметическую задачу. Совместить эти два действия не удавалось. Решая задачу, человек терял равновесие и падал с бревна, а сохраняя равновесие, он не мог решать задачу. Однако опытная гимнастка — мастер спорта — свободно выполнит такое задание.

Младшие школьники плохо распределяют внимание, они еще не умеют этого делать, у них нет опыта, поэтому не следует заставлять ученика одновременно выполнять два дела или при выполнении одного дела отвлекать внимание ребенка на другое. Но постепенно надо приучать школьника к распределению своего внимания, ставить его в такие условия, где это делать необхо­димо.

Переключение внимания это перемещение внимания с одно­го объекта на другой или с одной деятельности на другую в связи с постановкой новой задачи. Трудно назвать деятельность, которая не требовала бы такого переключения. Ведь, как мы уже отмечали, объем внимания человека не очень велик. И только способность переключать внимание дает ему возможность позна­вать окружающий мир во всем его многообразии. На пульте управления атомным ледоколом «Ленин» находится более 250 приборов и сигнализаторов. Как же должна быть развита у де­журного на пульте способность к переключению внимания!

В переключении внимания ярко проявляются индивидуальные особенности человека — некоторые люди могут быстро переходить от одной деятельности к другой, а другие — медленно и с трудом. О человеке со слабой способностью к переключению внимания говорят, что у него «жесткое», «липкое» внимание.

Физиологически переключение внимания представляет собой перемещение по коре головного мозга участка с оптимальной возбудимостью. Способность к быстрому переключению внимания зависит от подвижности нервных процессов, т. е. в конце концов от типа нервной системы.

Переключение внимания всегда сопровождается некоторым нервным напряжением, которое выражается в волевом усилии. Отсюда понятно, почему школьнику трудно бывает начинать новую работу, особенно если она не вызывает приятных чувств, а предыдущая деятельность, наоборот, была более интересной. Потому же не рекомендуется без особой нужды часто менять содержание и виды работы в процессе учебной деятельности, если это вызывает у школьников трудности и требует большой пере­стройки характера деятельности. Однако при утомлении и одно­образной работе переключение внимания полезно и необходимо.

Остановимся на таком распространенном недостатке внимания, который называют рассеянностью. Собственно говоря, рассеян­ностью называют совершенно разные, в каком-то смысле даже противоположные недостатки внимания.

Первый вид рассеянности — это частая непроизвольная отвлекаемость от основной деятельности. Человек ни на чем не может сосредоточиться, все время отвлекается, даже интересная дея­тельность иногда прерывается из-за неустойчивости внимания. У рассеянных людей этого типа, как говорят, «скользящее», «порхающее» внимание. Таким был, например, Хлестаков, герой пьесы Н. В. Гоголя «Ревизор».

Рассеянность этого типа у школьников проявляется в отвле­чении внимания ученика на предметы, явления или собственные мысли, которые не имеют отношения к занятиям в классе. Поэто­му младший школьник допускает много ошибок при письме и счете, хотя часто знает правила, пропускает буквы, окончания слов, путает знаки при решении примеров. У учащегося среднего и старшего школьного возраста подобная рассеянность приводит к серьезным пробелам в знаниях, к поверхностному и неглубоко­му познанию, несерьезному отношению к своим обязанностям.

Подобная рассеянность — результат плохого воспитания. Ребе­нок не приучается к сосредоточенной работе, часто и сами взрослые отвлекают его во время приготовления домашних зада­ний. Многократное повторение подобного состояния становится привычным. Такая рассеянность может быть и временным состоя­нием. Ее вызывает утомление, плохое самочувствие, значительные отвлекающие раздражители. Если эти временные состояния систе­матически повторяются, они также станут привычными. Рассеян­ность может быть и следствием отсутствия каких-либо интересов у школьника. Наконец, она может вызываться и запущенностью учебных занятий, когда ученик попросту не понимает того, что объясняет учитель, и теряет всякий интерес к уроку.

Преодоление рассеянности учащихся требует настойчивости и терпения, долгой работы. Рассеянным учащимся надо создавать такие условия, где бы они могли работать не отвлекаясь, и вы­рабатывать у них привычку не отвлекаться. Очень важно повсед­невно контролировать работу ребенка и постепенно приучать его к самоконтролю, причем приучать контролировать не только ре­зультаты работы, но и осуществлять контроль за работой в процес­се ее выполнения. Важно постараться заинтересовать школьника учебной работой — это может явиться первым шагом в преодоле­нии рассеянности.

Второй вид рассеянности — следствие чрезмерной сосредото­ченности человека на работе, когда он, кроме своей работы, ни­чего не замечает и порой не отдает себе отчета в окружающих событиях. Такой вид рассеянности наблюдается у людей, увлечен­ных работой, охваченных сильными переживаниями, — у ученых, творческих работников в области искусства.

Как мы видим, указанные два вида рассеянности действитель­но противоположны по своей природе. Первый вид рассеянности есть слабость произвольного внимания, неумение сосредоточиться. Второй вид — чрезмерно сильное внимание и сильнейшее сосре­доточение. В первом случае в коре отсутствует сильный и стойкий очаг оптимального возбуждения, во втором случае имеется очень сильный и стойкий очаг.

Возникает вопрос: почему же столь концентрированное, со­средоточенное и устойчивое внимание считают недостатком? Ведь оно важное условие творческой, продуктивной работы. Все дело в том, что чрезмерная сосредоточенность часто приводит в жизни к серьезным последствиям — наблюдались случаи, когда погру­женные в свои мысли рассеянные люди, ничего не замечая вокруг, получали травмы на улице, принимали не то лекарство, уходя, забывали выключить газ или запереть дверь. Один из ученых, в рассеянности заперев дверь, ключ бросил в урну, а горящий окурок засунул в карман и пришел в себя, когда от его костюма повалил дым.

Разумеется, у школьников второй вид рассеянности проявля­ется несколько в иной форме. Например, когда младший школь­ник или подросток пишет сочинение, он часто весь поглощен его содержанием и не замечает грамматических ошибок. Когда же он сосредоточен на том, чтобы ни в коем случае не сделать ошибок, содержание сочинения бывает бледным и невыразитель­ным. На уроках труда наблюдались случаи, когда чрезмерно увлеченный процессом строгания или опиловки металла школь­ник, вдруг придя в себя, обнаруживал с удивлением, что он почти всю заготовку превратил в стружку или опилки.

Крутецкий В. А. Психология: Учебник для учащихся пед. училищ.
— М.: Просвещение, 1980. — 352 с. С. 91-101.

МЕТОДЫ И ПРИЁМЫ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОЛЬНОГО ВНИМАНИЯ ДЕТЕЙ ДОШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА | Консультация (младшая группа) на тему:

Внимание — это направленность и сосредоточенность познавательной активности человека на каких-либо предметах, явлениях, связях действительности.

Внимание является сквозным психическим процессом, так как никогда не выступает отдельно, а только вместе с какой-либо деятельностью, как ее сторона или характеристика.Внимание не имеет особого содержания, оно находится внутри всех процессов.

Виды внимания.

Различаются (Добрынин) три вида внимания:

-1- непроизвольное внимание как непреднамеренно возникающая ориентировочная реакция;

Непроизвольное внимание (присущее также и животным) не связано с формированием осознанной цели, волевым усилием или решением задачи. Привлекает внимание все новое, необычное, яркое, неожиданное. Данный вид внимания проявляется также как реакция на исчезновение раздражителя, на возникновение движения и его прекращение, на изменение предметов по величине, форме, цвету, на всевозможные контрасты, на перемены в поведении и внешности людей, на изменения в собственных состояниях.Непроизвольно привлекает к себе внимание внезапное прекращение работы прибора, неожиданное изменение освещенности, цифра среди букв, женщина в мужской компании, студент, пришедший на занятия в выходном костюме.

-2- произвольное внимание, связанное с целенаправленными волевыми усилиями;

Основной характеристикой произвольного внимания является его связь с сознательно поставленными целями, с формулированием и решением задач, с волевым усилием. Еслинепроизвольное внимание соотносится с непосредственным интересом, то произвольное— с опосредствованным («Непосредственно эта работа мне неинтересна, но она — в моих интересах»). Процесс достижения некоторой цели (решения задачи) может быть непривлекательным для субъекта, но привлекательной является цель. В силу тех или иных обстоятельств она должна быть достигнута, поэтому необходимо проявить волевые усилия, мобилизовать активность.

Человек к концу дня очень устал, но все же берется за работу, которая должна быть выполнена именно сегодня. Школьник начинает решать задачу, хотя он с большим удовольствием погонял бы мяч с друзьями. Произвольному вниманию сопутствуют осознание ситуативной необходимости выполнения задания, понимание значения деятельности, желание достичь успеха, стремление избежать неприятностей, которые наступят, если нечто не будет сделано.

Произвольное внимание, формируясь на основе непроизвольного, является специфически человеческим видом вниманияпроизводным от трудовой деятельности. Оно — результат включенности человека в систему социальных отношений, приобщения его к культуре, результат воспитания и при определенных условиях — самовоспитания.

Поскольку существует механизм сдвига мотива на цель (см. 5.2, интерес к результату деятельности может сделать привлекательными сами действия. Это означает вместе с тем, что внимание, будучи сначала произвольным, через некоторое время может статьнепроизвольным. В связи с этим некоторые специалисты выделяют третий вид внимания — послепроизвольное. Читатель сначала без желания, под влиянием внешних обстоятельств взялся за чтение книги (внимание произвольное). Однако через некоторое время втянулся, книга оказалась интересной, и теперь уже никакие волевые усилия не нужны. Разве с нами в школьные годы не бывало так, что мы заставляли себя приняться за домашнюю задачу, а потом увлекались ею и с удовольствием, без всякого волевого напряжения решали? Эта форма внимания, по Н. Ф. Добрынину, «не может быть сведена просто к непроизвольному вниманию, ибо она есть результат сознательно поставленных нами себе целей. Но она не требует непрерывных волевых усилий, а следовательно, не утомляет нас».

-3- постпроизвольное внимание, когда в результате сдвига мотива на цель выполнение действия осуществляется без значительных волевых усилий.

В произвольном внимании выделяют:

волевое – проявляет себя в условиях помех, когда есть конфликт между хочу и надо;

выжидательное – проявляется во всех задачах на бдительность;

собственно произвольное – сознательное внимание, но протекающее довольно легко, с минимум усилий;

спонтанное – высшая форма развития внимания, аналогично послепроизвольному, это когда нам трудно начать что-то, но начав уже нет необходимости прилагать усилия.

Особенности развития внимания у детей

дошкольного возраста

Учебная деятельность дошкольника требует хорошего развития произвольного внимания. Ребёнок должен уметь сосредоточиться на задании, в течение длительного времени сохранить на нём интенсивное (концентрированное) внимание, с определённой скоростью переключаться, гибко переходя с одной задачи к другой. Однакопроизвольность познавательных процессов у детей 6–7 лет возникает лишь на пике волевого усилия, когда ребёнок специально организует себя под напором обстоятельств или по собственному побуждению. В обычной обстановке ему ещё трудно так организовать свою психическую деятельность.

Возрастная особенность дошкольников – сравнительная слабость произвольного внимания. Значительно лучше развито у них непроизвольное внимание. Всё новое, неожиданное, яркое, интересное само по себе привлекает внимание дошкольников безо всяких усилий с их стороны.

Кроме преобладания непроизвольного внимания к возрастной особенности относится также его сравнительно небольшая устойчивость. Даже дети подготовительной группы ещё не умеют длительно сосредотачиваться на работе, особенно если она неинтересна и однообразна; их внимание легко отвлекается. В результате дети могут не выполнить задание в срок, потерять темп и ритм деятельности. В качестве конкретизации можно сказать, что только к третьему классу внимание может сохраняться непрерывно уже в течение всего урока.

Итак, слабость произвольного внимания – одна из основных причин трудностейдошкольника. В связи с этим важно рассмотреть, как формируется этот вид внимания и с помощью каких приёмов его можно развить и скорректировать. Доказано, что в отличие от непроизвольного внимания произвольное внимание не продукт созревания организма, а результат общения ребёнка со взрослыми и формируется в социальном контакте. Когда мать называет предмет и указывает на него ребёнку, выделяя тем самым его из среды, происходит перестройка внимания. Оно перестаёт откликаться только на естественные ориентировочные реакции ребёнка, которые управляются либо новизной, либо силой раздражителя, и начинает подчиняться речи или жесту взаимодействующего с ним взрослого.

Например, ребёнок, который учится что-либо рисовать, вначале двигает всей рукой, глазами, головой, частью туловища и языком. Обучение состоит в усилении только одной части движений, координации их в группы и исключении ненужных движений.Произвольное внимание и направляется на торможение ненужных движений.

В своём развитии произвольное внимание проходит определённые стадии. Исследуя среду, ребёнок сначала выделяет лишь ряд предметов обстановки. Затем даёт целостное описание ситуации и, наконец, – интерпретацию случившегося. При этом вначале развитие произвольного внимания обеспечивает у детей реализацию только тех целей, которые ставят перед ними взрослые, а затем и тех, которые ставятся детьми самостоятельно.

Развитие устойчивости произвольного внимания изучают, определяя максимальное время, которое дети могут провести, сосредоточившись на одной игре. Если максимальная длительность одной игры у полугодовалого ребёнка составляет всего 14 минут, то к 6–7 годам она возрастает до 1,5–3-х часов. Это объясняется тем, что в игре шестилеток отражаются более сложные действия и взаимоотношения людей и интерес к ней поддерживается постоянным введением новых ситуаций.

Кроме того, к концу дошкольного периода (6–7 лет) у ребёнка появляются произвольныеформы психической активности. Он уже умеет рассматривать предметы, может вести целенаправленное наблюдение, возникает произвольное внимание. Также возрастает устойчивость внимания и при рассматривании картинок, слушании рассказов и сказок. Как указывает известный детский психолог В. С. Мухина, длительность рассматривания картинки увеличивается к концу дошкольного возраста примерно в два раза; ребёнок 6-ти лет лучше осознаёт картинку, чем младший дошкольник, выделяет в ней больше интересных для себя сторон и деталей. Так же долго ребёнок может быть сосредоточен и на продуктивной деятельности – рисовании, конструировании, изготовлении поделок. Однако такие результаты сосредоточения внимания достижимы только при наличии интереса к этой деятельности (о чём мы говорили выше). Ребёнок будет томиться, отвлекаться и чувствовать себя совершенно несчастным, если надо быть внимательным к той деятельности, которая ему безразлична или вовсе не нравится. Аналогично развивается и концентрация внимания. Если в 3 года за 10 минут игры ребёнок отвлекается от неё в среднем 4 раза, то в 6 лет – всего один раз. Это один из ключевых показателей готовности ребёнка к обучению в школе.

Развитие внимания в старшем дошкольном возрасте связано с появлением новых интересов, расширением кругозора, овладением новыми видами деятельности. Старшийдошкольник все больше обращает внимание на те стороны действительности, которые раньше оставались вне его внимания.

Развитие внимания в детском возрасте проходит ряд последовательных этапов:

1) первые недели и месяцы жизни ребенка характеризуются появлением ориентировочного рефлекса как объективного врожденного признака непроизвольного внимания, сосредоточенность низкая;

2) к концу первого года жизни возникает ориентировочно – исследовательская деятельность как средство будущего развития произвольного внимания;

3) начало второго года жизни характеризуется появлением зачатков произвольного внимания: под влиянием взрослого ребенок направляет взгляд на называемый предмет;

4) во второй и третий год жизни развивается первоначальная форма произвольного внимания. Распределение внимания между двумя предметами или действия детям ввозрасте до трех лет практически недоступно;

5) в 4, 5-5 лет появляется способность направлять внимание под воздействием сложной инструкции взрослого;

6) в 5-6 лет возникает элементарная форма произвольного внимания под влиянием самоинструкции. Внимание наиболее устойчиво в активной деятельности, в играх, манипуляции предметами, при выполнении различных действий;

7) в 7-летнем возрасте развивается и совершенствуется внимание, включая волевое;

8) в старшем дошкольном возрасте происходят следующие изменения:

— расширяется объем внимания;

— возрастает устойчивость внимания;

— формируется произвольное внимание.

Произвольное внимание тесно связано с речью. В дошкольном возрасте произвольное внимание формируется в связи с общим возрастанием роли речи в регуляции поведения ребенка. Чем лучше развита речь у ребенка дошкольного возраста, тем выше уровеньразвития восприятия и тем раньше формируется произвольное внимание.

Ребенку недостаточно понимать, что он должен быть внимательным, необходимо научить его этому. Основные механизмы произвольного внимания закладываются дошкольном детствеРазвитие произвольного внимания в период дошкольного детства предполагает формирование трех инструкций:

1) принятие постепенно усложняющихся инструкций;

2) удержание инструкций во внимании на протяжении всего занятия;

3) развитие навыков самоконтроля;

Произвольное внимание характеризуется целенаправленностью.

Однако в процессе обучения нельзя все сделать настолько интересным, чтобы при усвоении знаний не требовалось усилия воли. Произвольное внимание отличается от непроизвольного тем, что требует от ребенка значительного напряжения. Тем не менее эти усилия воли могут уменьшаться или даже совсем исчезать. Это наблюдается в тех случаях, когда в процессе занятий появляется интерес к самой работе. Произвольное внимание переходит в послепроизвольное. Наличие послепроизвольного внимания свидетельствует, что деятельность захватила ребенка и уже не требуется значительных волевых усилий для ее поддержания. Это качественно новый вид внимания. Отнепроизвольного оно отличается тем, что предполагает сознательное усвоение.

ПРИЁМЫ И МЕТОДЫ РАЗВИТИЯ ПРОИЗВОЛЬНОГО ВНИМАНИЯ

ПСИХОГИМНАСТИКА

В магазине зеркал

Цельразвитие наблюдательностивнимания, памяти. Создание положительного эмоционального фона. Формирование чувства уверенности, а также умения подчиниться требованиям другого человека.

Описание. Взрослый (а затем ребенок) показывает движения, которые за ним в точности должны повторять все игроки.

Инструкция: «Сейчас я расскажу вам историю про обезъянку. Представьте себе, что вы попали в магазин, где стоит много зеркал. Туда вошел человек, на плече у него была обезьянка. Она увидела себя в зеркалах и подумала, что это другие обезьянки, и стала корчить им рожицы. Обезьянки в ответ состроили ей точно такие же рожицы. Она погрозила им кулаком, и ей из зеркал погрозили. Она топнула ногой, и все обезьянки топнули. Что ни делала обезьянка, все остальные в точности повторяли ее движения. Начинаем играть. Я буду обезьянкой, а вы — зеркалами».

Примечание. На этапе освоения игры роль обезьянки выполняет взрослый. Затем дети получают роль обезьянки. При этом необходимо следить, чтобы со временем каждый ребенок мог выполнить эту роль. Прекращать игру необходимо на пике интереса детей, не допуская пресыщения, перехода в баловство. Из игры могут выбывать те «зеркала», которые часто ошибаются (это повышает мотивацию к игре).

Смотри на руки

Цельразвитие произвольного внимания.

Необходимый материал: грамзапись (магнитофон) марша Р. Паулса «Красные цветы».

Описание. Дети, двигаясь по кругу, точно выполняют различные движения рук, показанные взрослым или «командиром».

Инструкция: «Сейчас мы поиграем. Для игры нам нужно выбрать командира, который будет придумывать движения для рук. Сначала командиром буду я, а потом тот, кого мы выберем с помощью считалки. Все играющие, стоя друг за другом по кругу, должны начать двигаться под музыку. Первым будет стоять командир — сейчас им буду я. Все внимательно следят, какие движения рук показывает командир, и повторяют их точно за ним. Начинаем играть».

Примечание. На этапе освоения игры показ движений рук осуществляет взрослый (варианты показа рук: руки вверх, в стороны, на пояс, руки со сцепленными пальцами вытянуты вперед, занесены за голову и т. д.). Затем показ движений рук осуществляют дети.

Упражнение КТО БЫСТРЕЕ?

1) Старшим дошкольникам предлагается как можно быстрее и точнее вычеркнуть в колонке любого текста какую-либо часто встречающуюся букву, например о или е. Успешность выполнения теста оценивается по времени его выполнения и количеству допущенных ошибок пропущенных букв: чем меньше величина этих показателей, тем выше успешность. При этом надо поощрять успехи и стимулировать интерес.

2) Для тренировки переключения и распределения внимания

задачу следует изменить: предлагается зачеркивать одну букву вертикальной чертой, а другую горизонтальной или по сигналу чередовать зачеркивание одной буквы с зачеркиванием другой.

Со временем задание можно усложнять. Например, одну букву зачеркивать, другую подчеркивать, а третью обводить кружком.

Цель такой тренировки выработка привычных, доведенных до автоматизма действий, подчиненных определенной, четко осознаваемой цели.

Упражнение НАБЛЮДАТЕЛЬНОСТЬ.

Детям предлагается по памяти подробно описать школьный двор, путь из дома в школу то, что они видели сотни раз. Такие описания младшие школьники делают устно, а их одноклассники дополняют пропущенные детали. Подростки могут записать свои описания, а затем сравнить их между собой и с реальной действительностью. В этой игре выявляются связи внимания и зрительной памяти.

Упражнение ПАЛЬЦЫ

Участники удобно располагаются в креслах или на стульях, образуя круг. Следует переплести пальцы положенных на колени рук, оставив большие пальцы свободными. По команде Начали медленно вращать большие пальцы один вокруг другого с постоянной скоростью и в одном направлении, следя за тем, чтобы они не касались друг друга. Сосредоточить внимание на этом движении. По команде Стоп прекратить упражнение. Длительность 5-15 минут. Некоторые участники испытывают необычные ощущения: увеличения или отчуждения пальцев, кажущееся изменение направления их движения. Кто-то будет чувствовать сильное раздражение или беспокойство. Эти трудности связаны с необычностью объекта сосредоточения.

Упражнение МУХА.

Для этого упражнения требуется доска с расчерченным на ней девятиклеточным игровым полем 3×3 и небольшая присоска (или кусочек пластилина). Присоска выполняет здесь роль дрессированной мухи. Доска ставится вертикально, и ведущий разъясняет участникам, что перемещение мухи с одной клетки на другую, происходит посредством подачи ей команд, которые она послушно выполняет. По одной из четырех возможных команд (вверх, вниз, вправо или влево) муха перемещается соответственно команде на соседнюю клетку. Исходное положение мухи центральная клетка игрового поля. Команды подаются участниками по очереди. Играющие должны, неотступно следя за перемещениями мухи, не допустить ее выхода за пределы игрового поля.

После всех этих разъяснений начинается сама игра. Она проводится на воображаемом поле, которое каждый из участников представляет перед собой. Если кто-то теряет нить игры или видит, что муха покинула поле, он дает команду Стоп и, вернув муху на центральную клетку, начинает игру сначала.

Муха требует от играющих постоянной сосредоточенности, однако, после того, как упражнение хорошо усвоено, его можно усложнить. Увеличив количество игровых клеток(например, до 4×4) или количество мух, в последнем случае команды подаются каждой мухе отдельно.

Упражнение на развитие способности к переключению внимания.

Ребёнку называются различные слова. Он должен по договорённости отреагировать на определённые слова. Например, когда встретится слово, обозначающее животное, как условлено, встать. Потом задание усложняется, даются условные сигналы одновременно для двух групп слов.

Упражнение на развитие концентрации внимания и его устойчивости

Даётся бланк с напечатанными в случайном порядке буквами. Просматривая буквы, ребёнок должен обнаружить затерявшиеся слова.

фпитзмкунцзниакотелмартпомячв

трпмдымылощйьмшцысорзщнтспржо

квиалипшубаывакртьамамаоипсазш

отшмлорорвбуранстралгпалкани

одыраметлакаиогуавтобусшыгм

Упражнения на развитие распределения внимания

Можно предложить ребёнку одновременно считать в обратном порядке и повторять за вами физические упражнения.

Распределение внимания можно тренировать и с помощью следующей таблицы. Нужно сосчитать, сколько в таблице знаков. Считать следует в таком порядке: Один круг, один крестик, один квадрат, два крестика…

Упражнение «Какой игрушки не хватает?»

Ребенку предлагают ряд предметов, каждый предмет называют и дают его характеристики. Затем ребенок закрывает глаза, а взрослый должен убрать один из предметов, задача ребенка – угадать, чего не хватает.

Рисование по рассказам.

Данный метод получает всё большее распространение. Суть его в том, что ребенку зачитывают небольшой рассказ (или отрывок из рассказа) с яркими художественными образами, обязательно с ЯРКИМИ ОБРАЗАМИ, а не простое повествование чего-либо. Задача ребенка – с помощью цветных карандашей изобразить на бумаге наиболее яркие для него образы (людей, животных, цветов и т. п.).

Данный метод рекомендуют использовать уже с 5 лет, подбирая рассказы в соответствии свозрастом ребенка. Пример рассказа: Пришвин М. «Золотой луг».

Упражнения могут быть различными, педагог придумать их может самостоятельно в зависимости от ситуации, например:

— Сосчитайте, не помогая карандашом, сколько здесь бабочек, вёдер

. — Найдите одноцветные рисунки.

— Сосчитайте группы предметов по общему признаку.

Как видим, недостаточно просто призывать ребёнка к внимательности Необходимо продумать систему тренировочных упражнений, направленных на коррекцию и развитиеопределённых качеств произвольного внимания. Эти упражнения должны выполняться и дома под руководством родителей.

Педагогические условия развития произвольного внимания у детей старшего дошкольного возраста в дидактических играх



Ключевые слова: дошкольное образование, внимание дошкольников, произвольное внимание, непроизвольное внимание, распределение, устойчивость, концентрация, переключение

Дошкольное образование рассматривается как первая ступень во всей системе непрерывного обучения. Дошкольное учреждение призвано создать условия для интеллектуально-творческого, эмоционального, физического развития ребенка и осуществить его подготовку к школе.

Произвольное внимание выступает важнейшим регулятором деятельности ребенка в целом и создает необходимую основу для его успешного обучения. Кроме этого, высокий уровень развития свойств внимания положительно влияет на успешность обучения.

Рубинштейн С. Л. рассматривает понятие внимание — как избирательная направленность на тот или иной объект и сосредоточенность на нем, углубленность в познавательную деятельность, направленную на объект. За вниманием всегда стоят интересы и потребности, установки и направленность личности. Они вызывают изменение отношения к объекту, которое и выражается во внимании: то есть объект становится более отчетливым.

Гоноболин Ф. Н. под понятием внимание понимает то свойство или особенность психической деятельности человека, которое обеспечивает наилучшее отражение одних предметов и явлений действительности при одновременном отвлечении от других.

Проблема внимания в отечественной психологии рассматривалась с разных теоретических позиций. Несомненно, фундаментальное значение имеют работы Л. C. Выготского, рассматривающего внимание в рамках культурно-исторической теории, и Д. Н. Узнадзе, изучающего внимание с позиций психологии установки; исследования Ф. Н. Гоноболина, Н. Ф. Добрынина, C. Л. Рубинштейна, И. В. Страхова, которые определяют внимание как «направленность и сосредоточенность любой деятельности»; работы П. Я. Гальперина, рассматривающего внимание как «специальную деятельность контроля» [4]. Наиболее важными свойствами произвольного внимания большинство психологов (Н. Ф. Добрынин, C. Л. Рубинштейн) считают устойчивость и концентрацию [4].

С 1 января 2014 года вступил в силу Федеральный государственный стандарт дошкольного образования, в котором отражена необходимость развития психических процессов дошкольников, в том числе и произвольного внимания, что определяет актуальность развития произвольного внимания старших дошкольников.

Внимание характеризуется целым рядом свойств. Под свойствами внимания понимаются объём, сосредоточенность (концентрация), распределяемость, устойчивость, переключаемость [4].

Ю. Б. Гиппенрейтер указывает, что объём внимания представляет собой количество объектов, которое воспринимается человеком одновременно. Объединённые по смыслу объекты воспринимаются в большем количестве, чем необъединённые. Объём внимания у взрослого человека превышает объём внимания у ребёнка. Концентрация внимания представляет собой степень сосредоточения сознания человека на объекте. Чем меньше круг объектов внимания, тем меньше участок воспринимаемой формы, тем внимание концентрированнее. Распределение внимания выражается в том, что человек умеет одновременно выполнять несколько действий и вести наблюдение за несколькими процессами и объектами [3].

Значительное влияние на устойчивость внимания оказывает интерес. Необходимым условием устойчивость внимания является разнообразие впечатлений и выполняемых действий.

Наряду с устойчивостью внимания определяют и противоположное свойство, такое как отвлекаемость. Физиологической основой отвлекаемости является внешнее торможение, вызванное посторонними раздражителями или продолжительное действие одного и того же раздражителя (В. Я. Дормашев, П. А. Романов) [5]. Физиологический механизм внимания, по мнению Л. С. Выготского, рассматривается как фильтр, который расположен на разных уровнях нервной системы, основной задачей которого выступает отсеивание малозначимых сигналов. Работа внимания связывается ретикулярной формацией, то есть анатомически и функционально обособленной нервной тканью, которая расположена в стволе головного мозга и подкорковых областях. Она тормозит одни импульсы и усиливает другие, пропуская их в кору головного мозга. В результате такого процесса происходит отбор стимулов, достигающих зону ясного видения [2].

По активности человека в организации внимания выделяют три основных вида внимания:

– непроизвольное,

– произвольное;

– послепроизвольное (В. Я. Дормашев, П. А. Романов) [5].

Непроизвольное внимание — это сосредоточение сознания на объекте в силу его особенностей его как раздражителя. Данный вид внимания возникает без волевых усилий, причинами его возникновения являются объективные особенности предметов и явлений, структурная организация, интенсивность объекта, новизна, необычность, резкая смена объекта.

Произвольное внимание представляет собой сознательное регулируемое сосредоточение на объекте, направляемое требованиями деятельности, в психологии его называют активное или волевое.

С. Л. Рубинштейн, Н. Ф. Добрынин считают, что при произвольном внимании сосредоточение происходит не только на том, что эмоционально приятно, а в большей мере на том, что необходимо делать. Поэтому психологическое содержание произвольного внимания взаимосвязано с постановкой цели деятельности и волевым усилием. При этом волевое усилие переживается как напряжение, мобилизация сил, направленная на достижение поставленной цели [4].

Произвольное внимание как свойство личности не может быть сформировано независимо от самой личности. Организация произвольного внимания требует учёта ряда условий:

  1. Сосредоточение внимания на умственной деятельности облегчается, если в познании включено практическое действие.
  2. Правильная обстановка рабочего места.
  3. Психическое состояние человека.
  4. Словесное напоминание самому себе.

Произвольное внимание также подразделяют на подвиды, а именно, собственно произвольное внимание, при котором необходимость в внимании в конфликта выбранным объектом или деятельности и непроизвольного внимания. Это также внимание, проявляется в решения на бдительность, и внимание, обладает произвольного и внимания.

Основой функцией внимания активное протекания психических процессов. В время внимание часто рассматривается как деятельность, на поведения, поддержание избирательной активности.

Основными характеристиками внимания является:

– целенаправленность,

– организованный деятельности,

– устойчивость.

Произвольное внимание под интересов человека, долга и обязанностей.

В работе Ю. Б. указывается, что внимания из-за того, что взрослые при разнообразных и средств внимание, им, тем давая ребёнку средства, с помощью он и сам управлять вниманием. стимулами выступают инструкция, вида деятельности, наглядностей, использование условных [3].

Д. Б. Эльконин считает, что внимания дошкольников с тем, что изменяется их жизни. это в том, что они активно новые виды деятельности: игровую, трудовую, виды деятельности. требования взрослого, ребёнок управлять своим вниманием, поставленные требуют от него на предмете .

Проблема изучения игры как развития детей, а формы организации занимались исследователи как А. К. Бондаренко, Е. В. Зворыгина, Н. С. Карпинская, А. П. Усова, Е.И. и другие. В работах многих исследователей игра как игра, предназначенная для обучения и младших школьников.

Дидактические игры — это игр с правилами, создаваемых в целях и детей. Эти игры на конкретных задач детей, но в, то же в них воспитательное и развивающее игровой деятельности. По Д. В. Менджерицкой, в ней заключены для внимания дошкольников, складывается соподчинение и действий, что влияет на развитие концентрации, объема, внимания дошкольников [6].

В педагогике традиционное дидактических игр на три основных вида — игры с предметами, настольно-печатные игры и игры. Каждая дидактическая игра определённую структуру, несколько компонентов:

  1. Дидактическая – это основной элемент игры, подчинены все элементы. Для детей задача как игровая. В ней программа игровых действий, с её стимулируется их выполнить. Часто игровая заложена в самой игры.
  2. Игровые – это способы проявления ребёнка в целях. В старших дошкольников преобладают действия характера, как проявить наблюдательность, ранее усвоенное, предметы по тем или иным признакам.
  3. Правила — они реализацию игрового содержания. одной игры различаются. Они могут направлять и деятельность, характер и условия игровых действий, их последовательность, регулировать между играющими. они ограничивать меру двигательной и т. д.

Рассматривая роль игры в внимания старшего дошкольного возраста, Н. Я. Михайленко, Н.А. отмечают ряд аспектов. всего, любая дидактическая игра инструкцию, она как регулятор действий ребёнка. инструкцию, он её как цель, и она уже регулятором его действий. В с этим, принимая в игре, ребёнок концентрировать, сосредотачивать своё внимание, свою на поставленной задаче и игровом [6].

Литература:

  1. Бондаренко, А.К. игры в саду: Кн. для детского сада / А. К. Бондаренко. — 2-е изд., дораб. — М.: Просвещение, 2011. — 148 с.
  2. Выготский, Л.С. высших форм в детском возрасте [Текст] / Л.С. // Хрестоматия по вниманию.- М., 2006.- 186 с.
  3. Гиппенрейтер, Ю.Б. в психологию. Курс лекций [Текст] / Ю. Б. Гиппенрейтер. — М.: ЧеРо, 2007. — 336с.
  4. Добрынин Н. Ф. Особенности внимания в значимой [Текст] / Н. Ф. Добрынин, И.Л. // Вопросы психологии деятельности. — М., 2010.- С.23–29.
  5. Дормашев, В.Я., Романов, В.Я. внимания [Текст] / В. Я. Дормашев, П. А. Романов. — Изд. 2-е, перераб. и исправл.- М.: Тривола, 2009. — 336 с.
  6. Менджерицкая, Д. В. о игре [Текст] / Д. В. Менджерицкая. — М., 2008. — 128с.

Персональный сайт — Тест 14. Внимание

Тест 14. Внимание

 1. Сосредоточенность сознания на каком-нибудь предмете, явлении или переживании обеспечивает:

а) рефлексия;

б) восприятие;

в) внимание;

г) память.

2. Внимание – это направленность сознания на определенный предмет, который при этом представляется ясно и отчетливо. Эта направленность:

а) избирательная;

б) рассеянная;

в) распределенная;

г) неосознаваемая.

3. Представители когнитивной психологии не рассматривают внимание как:

а) блок селекции информации;

б) резервуар ресурсов;

в) специфическую предвосхищающую активность;

г) особый вид деятельности.

4. Что все феномены внимания можно объяснить законами структурного восприятия, считают сторонники:

а) ассоционизма;

б) когнитивной психологии;

в) гештальтпсихологии;

г) психологии сознания.

5. Проблема внимания была впервые разработана в рамках:

а) психологии сознания;

б) бихевиоризма;

в) гештальтпсихологии;

г) теории деятельности.

6. Автором теории волевого внимания является:

а) Н.Н. Ланге;

б) Т. Рибо;

в) Э. Титченер;

г) Ф.Н. Гоноболин.

7. Традиционно связывают внимание с понятием доминанты, активации и ориентировочной реакции представители направления исследований:

а) социально-психологического;

б) нейрофизиологического;

в) психолого-педагогического;

г) физиологического.

8. Понятие «доминанта» в научный оборот было введено:

а) У. Найссером;

б) В.М. Бехтеревым;

в) А.А. Ухтомским;

г) П.Я. Гальпериным.

9. Во внимании линию натурального и линию культурного развития выделял:

а) Л.С. Выготский;

б) С.Л. Рубинштейн;

в) Н.Ф. Добрынин;

г) П.Я. Гальперин.

10. Взгляды Н.Ф. Добрынина по поводу сути внимания были близки подходу:

а) С.Л. Рубинштейна;

б) А.Н. Леонтьева;

в) Л.С. Выготского;

г) П.Я. Гальперина.

11. С.Л. Рубинштейн трактовал внимание как:

а) умственное усилие;

б) активность личности;

в) способ управления поведением и функцию контроля;

г) результат организации деятельности.

12. Внимание как направленность и сосредоточенность психической деятельности предложил трактовать:

а) П.Я. Гальперин;

б) А.Н. Леонтьев;

в) С.Л. Рубинштейн;

г) Н.Ф. Добрынин.

13. В теории внимания П.Я. Гальперин рассматривает внимание как:

а) продукт развития внешней, предметной и развернутой деятельности контроля во внутреннюю форму;

б) психическое явление, не имеющее собственного содержания;

в) феноменальное продуктивное проявление работы ведущего уровня организации деятельности;

г) форму психической активности, проявляющейся в сосредоточенности на объекте.

14. Понятие «ориентировочный рефлекс» введено в научный словарь:

а) В.М. Бехтеревым;

б) И.М. Сеченовым;

в) И.П. Павловым;

г) А.А. Ухтомским.

15. Внимание является важной стороной ориентировочно-исследовательской деятельности в теории:

а) А.А. Ухтомского;

б) А.Н. Леонтьева;

в) П.Я. Гальперина;

г) А.Ф. Лазурского.

16. Основанием классификации внимания на зрительное и слуховое выступает:

а) ведущий анализатор;

б) предмет отражения;

в) форма существования материи;

г) характер связи с практикой.

17. Критерием классификации внимания на сенсорно-перцептивное, интеллектуальное, двигательное служит:

а) ведущий анализатор;

б) предмет отражения;

в) форма существования материи;

г) характер связи с практикой.

18. Сосредоточение внимания на объекте в силу каких-то его особенностей называется вниманием:

а) непроизвольным;

б) произвольным;

в) послепроизвольным;

г) зрительным.

19. Л.С. Выготский приравнивал непроизвольное внимание:

а) к непосредственному;

б) к опосредованному;

в) к внутренненаправленному;

г) к волевому.

20. Понятие «предвнимание» предложено:

а) А.А. Ухтомским;

б) С.Л. Кабыльницкой;

в) У. Найссером;

г) Г.В. Гершуни.

21. Термины «непроизвольное внимание» и «пассивное внимание»:

а) являются синонимами;

б) обозначают различные виды внимания;

в) пассивное внимание является разновидностью непроизвольного внимания;

г) непроизвольное внимание является разновидностью пассивного внимания.

22. Условием возникновения непроизвольного внимания не является:

а) новизна раздражителя;

б) неожиданность раздражителя;

в) интерес человека;

г) усталость человека.

23. Непосредственно под воздействием раздражителей, действующих в данный момент и вызывающих оптимальное возбуждение в определенных участках коры головного мозга, возникает внимание:

а) непроизвольное;

б) произвольное;

в) послепроизвольное;

г) внутренненаправленное.

24. Произвольное внимание не обусловлено:

а) осознанием долга и обязанности;

б) наличием интересов, мотивов, побуждений;

в) привычкой работать, выполнять ту или иную деятельность;

г) контрастностью внешних воздействий.

25. Причиной возникновения произвольного внимания к любому объекту является:

а) отсутствие цели деятельности;

б) постановка цели деятельности;

в) новизна раздражителя;

г) эмоциональная значимость объекта.

26. Ориентировочный рефлекс рассматривается как объективный, врожденный признак внимания:

а) непроизвольного;

б) произвольного;

в) послепроизвольного;

г) опосредованного.

27. Значения параметров внимания – это индикатор:

а) только состояния человека;

б) только степени утомления и уровня бодрствования человека;

в) только уровня бодрствования человека;

г) состояния, степени утомления и уровня бодрствования человека.

28. К показателям внимания, не выявленным в экспериментально-психологических исследованиях, относится:

а) концентрация;

б) объем;

в) распределение;

г) скорость.

29. О возможности субъекта направлять и сосредоточивать внимание на нескольких независимых переменных одновременно свидетельствует такой показатель внимания, как:

а) концентрация;

б) распределение;

в) устойчивость;

г) избирательность.

30. Степень сосредоточенности сознания на объекте – это такой показатель внимания, как:

а) объем;

б) концентрация;

в) распределение;

г) переключение.

31. Временные параметры длительности психической активности без отклонения от исходного качественного уровня являются такой характеристикой внимания, как:

а) объем;

б) избирательность;

в) устойчивость;

г) распределение.

32. В. Вундт установил, что объем внимания составляют:

а) 4 простых впечатления;

б) 5 простых впечатлений;

в) 6 простых впечатлений;

г) 7 простых впечатлений.

33. Комплексной характеристикой внимания является показатель его:

а) скорости;

б) точности;

в) успешности;

г) объема.

34. Интенсивность и концентрация внимания являются такой характеристикой внимания, как:

а) уровень;

б) объем;

в) скорость переключения;

г) длительность.

35. Характеристикой интенсивности внимания является ее:

а) объем;

б) степень;

в) направленность;

г) концентрация.

36. Степень и объем внимания связаны зависимостью:

а) прямой;

б) обратной;

в) логарифмической;

г) нелинейной U-образного типа.

37. Числом объектов или их элементов, одновременно воспринимаемых с одинаковой степенью ясности и отчетливости, оценивается такой показатель внимания, как:

а) концентрация;

б) переключение;

в) распределение;

г) объем.

38. Скорость переключения внимания зависит от:

а) стимульного материала;

б) характера деятельности субъекта с ним;

в) уровня мотивации личности;

г) гендерных особенностей субъекта.

39. Степень переключения внимания не определяется:

а) соотношением между содержанием предшествующей и последующей деятельности;

б) отношением субъекта к содержанию предшествующей деятельности;

в) отношением субъекта к содержанию последующей деятельности;

г) характером деятельности.

40. Привлечению внимания способствует(ют):

а) только интенсивность раздражителей;

б) только отношение раздражителей к потребностям, интересам;

в) только контрастность раздражителей;

г) отношение раздражителей к потребностям, интенсивность и контрастность раздражителей.

41. Всякое изменение оптимального темпа предъявления звуковых стимулов влияет на объем слухового внимания, а именно ведет к его:

а) сохранению;

б) увеличению;

в) уменьшению;

г) иногда к увеличению, иногда к уменьшению.

42. Объем слухового внимания:

а) не зависит от длительности предъявления звуковых стимулов;

б) не зависит от частоты предъявления звуковых стимулов;

в) не зависит от темпа предъявления звуковых стимулов;

г) зависит от утомляемости субъекта.

43. То, что избирательность внимания может осуществляться не только на основе физических параметров, но и на основе семантических характеристик, показали эксперименты:

а) А.А. Ухтомского;

б) А. Трейсмана;

в) А.Н. Леонтьева;

г) В.П. Зинченко.

44. Параметр объема внимания имеет смысл:

а) энергетический;

б) пространственно-временной;

в) операционально-регуляторный;

г) рефлексивный.

45. Параметры распределения и перераспределения внимания содержат смысл:

а) энергетический;

б) пространственно-временной;

в) операционально-регуляторный;

г) рефлексивный.

46. Понятия «восприятие» и «константность» находятся в некотором соотношении. Какое понятие по аналогии находится в том же соотношении с понятием «внимание»:

а) предметность;

б) возбуждение;

в) впечатлительность;

г) интерес?

 

47. При определении устойчивости непроизвольного внимания чаще всего используются(ется):

а) аппаратурные методы;

б) таблицы Шульте;

в) методики селективного (дихотомического) слушания;

г) тахистоскопическая методика.

48. Перед испытуемым ставится задача обнаружить заданный стимул среди других стимулов и зафиксировать его на бланке тем или иным способом в ходе:

а) «корректурных проб»;

б) диагностики с помощью таблиц Шульте;

в) работы по методике селективного (дихотомического) слушания;

г) тахистоскопической методики.

49. Метод таблиц Шульте не применяется для определения такой характеристики внимания, как:

а) объем;

б) концентрация;

в) устойчивость;

г) непроизвольность.

50. Тахистоскопическая методика применяется для изучения такой характеристики внимания, как:

а) объем;

б) концентрация и устойчивость;

в) скорость переключения;

г) длительность.

51. Автором методики селективного (дихотомического) слушания является:

а) В. Вундт;

б) Э. Черри;

в) Б. Бурдон;

г) У. Найссер.

52. Таблицы Шульте являются стимульным материалом при изучении такой характеристики внимания, как:

а) концентрация;

б) переключаемость;

в) объем;

г) избирательность.

53. Стимул или объект привлекает тем большее внимание, чем он …
а) привычнее;
б) проще;
в) интенсивнее.
г) По-разному, в зависимости от возраста.
д) Нет правильного ответа.

54. Сосредоточенность сознания на каком-либо объекте – это …
а) рефлексия;
б) внимание;
в) восприятие;
г) концентрированность.

55. Внимание – это … направленность сознания на определенный объект.
а) избирательная;
б) кратковременная;
в) устойчивая;
г) неосознаваемая.

56. Основанием для классификации внимания на непроизвольное, произвольное, послепроизвольное выступает …
а) активность человека в организации внимания;
б) предмет отражения;
в) направленность внимания;
г) характер связи с практикой.

57. Основанием для выделения чувственного и интеллектуального внимания
служит …
а) активность человека в организации внимания;
б) предмет отражения;
в) форма существования материи;
г) характер связи с практикой.

58. Сосредоточение внимания на объекте в силу каких-то его особенностей
характерно для … внимания.
а) непроизвольного;
б) произвольного;
в) послепроизвольного;
г) неустойчивого.

59. Условием возникновения непроизвольного внимания не является …
а) новизна раздражителя;
б) неожиданность раздражителя;
в) привлекательность раздражителя и интерес человека;
г) требования деятельности.

60. Непосредственно под воздействием особенностей воспринимаемого объекта возникает … внимание.
а) непроизвольное;
б) произвольное;
в) послепроизвольное.
г) Нет правильного ответа.

61. Произвольное внимание не обусловлено …
а) осознанием долга и обязанности;
б) волевыми усилиями;
в) требованиями деятельности;
г) привлекательностью объекта.
д) Все ответы верны.
е) Все ответы неверны.

62. Причиной возникновения послепроизвольного внимания является …
а) отсутствие цели деятельности;
б) постановка цели деятельности;
в) интерес как проявление направленности личности;
г) интерес, обусловленный особенностями объекта.
д) Все ответы верны.

63. Ориентировочный рефлекс рассматривается как механизм … внимания.
а) непроизвольного;
б) произвольного;
в) послепроизвольного.
г) Нет правильного ответа.

64. Ориентировочный рефлекс (рефлекс «Что такое?») как понятие внес в физиологию…

а) В.М. Бехтерев;

б) И.М. Сеченов;

в) И.П. Павлов;

г) Н.А. Бернштейн.

65. Значения параметров внимания позволяют судить …
а) о состоянии человека;
б) о степени утомления;
в) об уровне бодрствования.
г) Все ответы верны.
д) Все ответы неверны.

66. Способность человека сосредоточивать внимание одновременно на нескольких объектах при их одномоментном (доли секунды) предъявлении определяют как … внимания.
а) объем;
б) распределение;
в) устойчивость;
г) переключение.
д) Нет правильного ответа.

67. Способность выполнять несколько деятельностей одновременно – это… внимания.

а) концентрация;

б) объем;

в) распределение;

г) переключение.

68. Степень сосредоточенности сознания на объекте — это … внимания.
а) объем;
б) концентрация;
в) устойчивость;
г) переключение.

69. Способность длительное время удерживать внимание на одном и том же
объекте определяется как … внимания.
а) объем;
б) избирательность;
в) устойчивость;
г) концентрация.

70. Привлечению внимания способствует …
а) сила раздражителя;
б) значимость раздражителя для человека;
в) контрастность раздражителя.
г) Все ответы верны.
д) Все ответы неверны.

71. Внимание, которое обусловлено интересами человека и характеризуется целенаправленностью, а также отсутствием необходимости в волевых усилиях называется …
а) непроизвольным;
б) произвольным;
в) послепроизвольным;
г) идеалистическим.

72. Функцией внимания не является …
а) активизация нужных и торможение ненужных в данный момент психических и физиологических процессов;
б) способствование организованному и целенаправленному отбору поступающей информации в соответствии с актуальными потребностями человека;
в) выделение главных, существенных признаков объекта;
г) обеспечение избирательной и длительной сосредоточенности психической
активности на одном и том же объекте или виде деятельности.

73. Внимание – это …
а) психический процесс;
б) психическое состояние;
в) психическое образование;
г) психическое свойство.

74. Внимание человека …
а) имеет социальную природу;
б) определяется природными факторами;
в) имеет физиологическую основу.
г) Все ответы правильные.

75. Основные характеристики послепроизвольного внимания – это …
а) непроизвольность, легкость возникновения и переключения;
б) целенаправленность, интерес, снятие напряжения;
в) направленность, определяемая задачей, волевое усилие, утомляемость.
г) Все ответы неверны.

76. Условием возникновения непроизвольного внимания является …
а) принятое решение;
б) поставленная задача;
в) действие сильного, значимого, контрастного или вызывающего эмоциональную реакцию раздражителя;
г) «вхождение» в деятельность и появившийся в связи с этим интерес.

77. Внимание – это …
а) направленность сознания на определенный объект;
б) сосредоточенность человека на определенных предметах или явлениях
действительности;
в) направленность и сосредоточенность сознания на определенном объекте
при одновременном отвлечении от других.
г) Все ответы верны.
д) Все ответы неверны.

Условия повышения умственной работоспособности учащихся — НИО

Высокая умственная работоспособность влияет не только на успеваемость и обучаемость, но и помогает сохранить здоровье учащихся. Создание необходимых условий, способствующих повышению умственной работоспособности школьников, является одной из приоритетных задач образовательного процесса.

Российские исследователи указывают на наличие трех уровней умственной работоспособности учащихся.

Высокий уровень характеризуется длительной продуктивной деятельностью. Ученик вынослив, способен к длительным нагрузкам. В деятельность он включается сразу, ему не требуется время для подготовки к выполнению учебных заданий. Напряженная умственная работа приносит учащемуся не только успех, но и удовлетворение. Объем выполненных заданий за единицу времени по сравнению с другими учениками у него более высокий, а отвлекается он минимальное количество раз.

Средний уровень умственной работоспособности характеризуется интенсивной деятельностью, которая осуществляется то лучше, то хуже. Как правило, если учебная деятельность организована занимательно, учащиеся работают продуктивнее. Но как только интерес падает, сразу снижаются произвольные процессы, школьники занимаются вполсилы, включаются не сразу, теряют время, ждут распоряжений. В старшем возрасте умственная деятельность может поддерживаться путем волевых усилий, высокого уровня саморегуляции.

Низкий уровень умственной работоспособности проявляется в медленной врабатываемости, низком темпе выполнения заданий и недостаточной продуктивности. Снижается активность мозговых структур, отвечающих за энергетическое обеспечение психической деятельности. Если у старшеклассников эта активность может поддерживаться за счет волевых усилий, то у младших школьников не все процессы сформированы в достаточной степени. Ученик начинает черкать на бумаге, разговаривать, отвлекаться. Благодаря такому своеобразному отдыху осуществляется энергетическая подпитка мозга. При наличии жесткой дисциплины компенсация становится невозможной, возрастает вероятность развития утомления. Для учащихся с низким уровнем умственной работоспособности характерны нестабильность внимания, трудности со включением в деятельность, запоминанием и воспроизведением учебного материала, утомляемость [5].

На развитие умственной работоспособности оказывают влияние внутренние и внешние факторы, способствующие как ее повышению, так и понижению. К внутренним факторам относятся: генетические, состояние здоровья, нарушения развития в раннем периоде, сформированность высших психических функций и др. К внешним – социокультурные, экологические, психолого-педагогические условия. В рамках психолого-педагогического фактора рассматриваются психофизиологические основы эффективной организации учебного процесса.

Необходимым условием сохранения умственной работоспособности на оптимальном уровне является учет ее динамики в процессе проведения учебного занятия. Закономерности динамики умственной работоспособности проявляются в том, что в начале учебного занятия у учащихся происходит врабатывание, затем наступает период устойчивой работоспособности и постепенное ее снижение, приводящее к утомлению.

Период врабатывания характеризуется организацией произвольного внимания, напряжением. На этом этапе работоспособность невысокая, неустойчивая.

Этап устойчивой работоспособности проявляется в концентрации внимания, сосредоточенности, продуктивности мышления. Он сменяется периодом компенсаторной перестройки, который характеризуется снижением внимания, темпа деятельности, отвлечениями на занятии.

После этого наступает утомление. Первыми его признаками являются двигательное беспокойство, изменение почерка, повышенное количество ошибок, снижение темпа работы, а также ее качества. Утомление носит временный характер и проходит при смене видов деятельности или во время отдыха. Именно поэтому в ходе учебных занятий рекомендуется проводить физкультминутки, которые снимают не только мышечное, но и эмоциональное напряжение и позволяют переключиться с одного вида деятельности на другой [2].

Увеличению периода устойчивой работоспособности способствует рациональная организация учебного занятия. Педагогу в процессе проведения учебного занятия необходимо учитывать, что в среднем врабатывание происходит в течение 3–5 мин. Время зависит от возраста, состояния здоровья, самочувствия, индивидуально-типологических особенностей учащихся, функциональной зрелости организма. Врабатывание удлиняется у медлительных или ослабленных учащихся в 1,5–2 раза, сокращение данного периода приводит к эмоциональному напряжению, повышению тревожности у учеников.

Функциональная зрелость влияет на продолжительность устойчивой работоспособности, высокую концентрацию внимания, отсутствие отвлечений. При рациональной организации учебного занятия продолжительность устойчивой работоспособности у младших школьников длится около 10–15 мин, у старшеклассников – 25–30 мин, затем происходит ее снижение. Если педагогические условия не соответствуют функциональным особенностям организма, то сокращается период устойчивой работоспособности, быстрее наступает утомление [2].

Одним из необходимых условий рациональной организации учебного занятия является чередование различных видов деятельности [3]. Для поддержания умственной работоспособности на оптимальном уровне необходимо переключать внимание учащихся с одного вида деятельности на другой, например переходить с чтения на письмо и др. Педагогу также следует учитывать, что частые смены видов учебной деятельности требуют от учащихся дополнительных адаптационных усилий, что способствует росту утомляемости и снижению умственной работоспособности. Чередование различных видов учебной деятельности должно происходить не чаще чем через 10 минут.

Необходимо учитывать, что монотонность и однообразие также приводят к снижению умственной работоспособности и появлению утомления.

При проведении учебного занятия учителю необходимо учитывать, что громкая речь вызывает возбуждение центральной нервной системы, учащиеся начинают повышать голос, что приводит к появлению шума и нарушению дисциплины. Этот фактор также вызывает состояние усталости вплоть до появления головной боли. Поэтому в процессе проведения учебного занятия педагогу необходимо контролировать громкость своей речи.

 

Начало. Продолжение читайте в следующих публикациях.

 

Список использованных источников

  1. Акимова, М. К. Психофизиологические особенности индивидуальности школьников: учет и коррекция : учеб. пособие / М. К. Акимова, В. Т. Козлова. – М. : Изд. центр «Академия», 2002. – С. 160.
  2. Безруких, М. М. Психофизиологические основы эффективной организации учебного процесса / М. М. Безруких // Пед. ун-т «Первое сентября». – 2005. – № 21.
  3. Здоровьесбережение учащихся в учреждениях, обеспечивающих получение общего среднего образования (комплексный подход) : метод. рекомендации, 12 июня 2006 г. // Зб. нармат. дак. – Минск, 2006. – С. 54–111.
  4. Михайлова, О. П. Оптимизация умственной работоспособности детей младшего школьного возраста / О. П. Михайлова. – Чита : ЗабГПУ, 2005. – С. 133.
  5. Михайлова, О. П. Умственная работоспособность младших школьников, проживающих в условиях экологического неблагополучия : дис. … канд. психол. наук : 19.00.07 / О. П. Михайлова. – Чита, 2007. – Л. 198.
  6. Сиротюк, А. Л. Природосообразность обучения: дифференцированный или холистический подходы/ А. Л. Сиротюк // Нар. образование. – 2005. – № 1. – С. 117–123.
  7. Сиротюк, А. Л. Нейропсихологическое и психофизиологическое сопровождение обучения / А. Л. Сиротюк. – М. : Творческий центр, 2003. – С. 282.

 

Ж. Ф. Ильченко,
методист высшей категории
управления мониторинга качества образования
Национального института образования

Добровольное и непроизвольное внимание по-разному влияет на распознавание лиц

Нейропсихология. Авторская рукопись; доступно в PMC 2009 1 января 2009 г.

Опубликован в окончательной отредактированной форме как:

PMCID: PMC2277324

NIHMSID: NIHMS42530

Майкл Эстерман

1 Департамент психологии и наук о мозге, Университет Джона Хопкинса MD 21218

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

Уильям Принцметал

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

Джо ДеГутис

2 Департамент психологии , Калифорнийский университет, Беркли, Калифорния 94720

Айелет Ландау

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

Элиот Хазелтин

3 Департамент психологии Университета Айовы, Айова-Сити, Айова 52242

Тимоти Верстинен

4 Keck Center for Integrative Neurosc ience, Калифорнийский университет, Сан-Франциско, Калифорния

Линн Робертсон

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

5 Управление по делам ветеранов, Мартинес, Калифорния 94553

1 Департамент Психологические науки и науки о мозге, Университет Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд 21218

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

3 Департамент психологии, Университет Айовы, Айова-Сити, Айова-Сити 52242

4 Центр интегративной неврологии им. Кека, Калифорнийский университет, Сан-Франциско, Калифорния

5 Управление по делам ветеранов, Мартинес, Калифорния 94553

Для отправки корреспонденции: Майклу Эстерману, Департамент психологии и мозговых наук, Университет Джона Хопкинса, 3400 N .Charles St., Baltimore, MD 21218-2686, электронная почта: [email protected], телефон: 510 642-6266 Окончательная отредактированная версия этой статьи издателем доступна на сайте Neuropsychologia См. Другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.

Abstract

Имеют ли произвольное (эндогенное) и непроизвольное (экзогенное) внимание одинаковые последствия для восприятия? Здесь мы использовали фМРТ для изучения активности веретенообразной области лица (FFA-область вентральной зрительной коры, отвечающей на лица) и лобно-теменных областей (дорсальные области, участвующие в пространственном внимании) в условиях произвольных и непроизвольных пространственных сигналов.Параметры испытания и стимула были идентичны для обоих условий репликации. Тем не менее, сигнал предсказал местоположение приближающегося лица цели в произвольном состоянии, но не был предсказуем в непроизвольном состоянии. Предсказуемое условие реплики привело к повышенной активности в FFA по сравнению с непредсказуемым условием реплики. Эти результаты показывают, что произвольное внимание приводит к большей активности в областях мозга, связанных с обработкой лиц, чем непроизвольное внимание, и они согласуются с различными поведенческими эффектами внимания на процессы, связанные с распознаванием.

Ключевые слова: FFA, экзогенное внимание, эндогенное внимание, фМРТ, пространственная подсказка

Визуальное внимание может быть привлечено к месту внезапным появлением, но оно также может быть добровольно перемещено на место в ожидании приближающейся цели (Познер , 1980; Познер, Ниссен и Огден, 1978; Познер, Снайдер и Дэвидсон, 1980). Эти две формы пространственно ориентированного внимания также называются экзогенным и эндогенным вниманием соответственно (Posner, 1978). Обычно предполагается, что это различие относится к различиям в управлении пространственным вниманием.Например, данные свидетельствуют о том, что непроизвольное внимание является автоматическим и преходящим, тогда как произвольное внимание может поддерживаться (Nakayama & Mackeben, 1989). Часто предполагается, что две формы внимания одинаково усиливают обработку восприятия и контролируются одними и теми же нейронными механизмами (см. Gazzaniga, Ivry, & Mangun, 1998).

Недавние поведенческие данные опровергают это предположение (Prinzmetal, McCool, & Park, 2005; Prinzmetal, Park, & Garette, 2005). Используя парадигму пространственных сигналов, они обнаружили, что как произвольное, так и непроизвольное внимание одинаково влияют на время реакции.Участники были быстрее, когда цель появлялась в указанном месте («действительные» испытания), чем в неподдерживаемом месте («недействительные» испытания), как и следовало ожидать, если бы оба типа внимания влияли на обработку одинаковым образом. Однако, когда точность была зависимой переменной, участники были более точными, когда цель появлялась в указанном месте, чем в необнаруженном месте только в условиях произвольного внимания (Prinzmetal, McCool et al., 2005; Prinzmetal, Park et al., 2005) . Более того, возрастающая сложность восприятия объекта оказывает различное влияние на произвольное и непроизвольное внимание (Prinzmetal, Zvinyatskovskiy, & Dilem, 2004).Вместе эти исследования показывают, что эти два типа пространственного внимания имеют разные последствия для восприятия.

Здесь мы исследуем нейронные последствия двух режимов пространственного внимания в задаче распознавания лиц и сосредоточены в первую очередь на активности веретенообразной области лица (FFA) вентрального обрабатывающего потока (Allison et al., 1994; Kanwisher, McDermott, & Chun, 1997; Puce, Allison, Gore, & McCarthy, 1995; Sergent, Ohta, & MacDonald, 1992) в добровольных и недобровольных условиях.Хорошо известно, что FFA больше реагирует на лица, когда внимание направлено на лица, чем на места или другие категории объектов (Serences, Schwarzbach, Courtney, Golay, & Yantis, 2004; O’Craven, Downing, & Kanwisher, 1999; Войджулик, Канвишер и Драйвер, 1998 г.). Другими словами, произвольное объектно-ориентированное внимание увеличивает активность СЖК. Также было показано, что активность FFA увеличивается, когда пространственное внимание направлено на место, содержащее лицо, не имеющее отношения к задаче (Downing, Liu, & Kanwisher, 2001).Однако, насколько нам известно, эффекты произвольного и непроизвольного пространственного внимания на ответы FFA не исследовались и не сравнивались непосредственно в аналогичных экспериментальных условиях. В настоящем исследовании мы комбинируем методы пространственных сигналов с задачей распознавания лиц с использованием предсказуемых и непредсказуемых условий периферических сигналов, чтобы определить, отличается ли нейронный ответ в FFA в условиях произвольного и непроизвольного внимания. Чтобы управлять произвольным или непроизвольным вниманием, вероятность появления целевого лица в указанном месте варьируется, в то время как все другие аспекты задачи остаются неизменными.

В нескольких исследованиях использовалась фМРТ для сравнения произвольного и непроизвольного внимания (Kim et al., 1999; Kincade, Abrams, Astafiev, Shulman, & Corbetta, 2005; Mayer, Dorflinger, Rao, & Seidenberg, 2004; Peelen, Heslenfeld, & Theeuwes, 2004; Rosen et al., 1999). Три из этих исследований не обнаружили различий между добровольными и непроизвольными состояниями или почти не обнаружили их (Kim et al., 1999; Peelen et al., 2004; Rosen et al., 1999). Два исследования обнаружили различия в теменно-лобных сетях, которые, вероятно, опосредуют контроль внимания (Kincade et al., 2005; Mayer et al., 2004). Однако ни одно из этих исследований не фокусировалось на различиях вентральных областей, ответственных за распознавание объектов. Таким образом, в этих исследованиях не проводится различий между потенциально различными нейронными последствиями двух форм внимания. В данной статье мы используем хорошо известные свойства FFA для изучения последствий внимания в области коры головного мозга, связанных с распознаванием лиц.

Важно отметить, что в предыдущих исследованиях периферические сигналы в непроизвольных условиях сравнивались с центральными сигналами в произвольных состояниях, часто с разными временными параметрами.В этих обстоятельствах нельзя исключать различие сенсорной информации между двумя состояниями как причину различий. Напротив, экспериментальные события для двух условий внимания были идентичны в настоящем исследовании (). Каждое испытание начиналось с точки фиксации и двух периферийных ахроматических прямоугольников. Пространственный сигнал был представлен тем, что один из прямоугольников стал красным. При смещении метки целевое лицо на короткое время появилось либо в месте, где указана команда (действительное испытание), либо в месте, где отсутствует запрос (недопустимое испытание).В непроизвольном состоянии сигнал не позволял предсказать местоположение цели (Jonides, 1980, 1981): цель появлялась в указанном месте в 50% испытаний и в месте без предупреждения в 50% испытаний. В произвольном состоянии реплика предсказывала местоположение цели: цель появлялась в указанном месте в 75% испытаний и в необнаруженном месте в 25% испытаний.

Процедура пространственной реплики. Участники выполнили задание на распознавание лиц. Чтобы исследовать произвольное и непроизвольное внимание, сигнал был либо прогнозирующим, либо непредсказуемым в отношении последующего целевого местоположения лица.

Предсказывающий сигнал вызывает произвольное внимание, так как участник получает указание использовать этот сигнал, чтобы предвидеть местоположение цели. Непредсказательная реплика манипулирует непроизвольным вниманием, так как участникам предлагается игнорировать эти реплики, поскольку они не несут информацию о местоположении цели. Таким образом, прогнозируемые и непредсказуемые условия сигналов используются в качестве операционных переменных для произвольного и непроизвольного внимания. Обратите внимание, что использование периферийных сигналов означает, что наш прогнозирующий сеанс также имеет непроизвольный компонент.Кроме того, характер задачи определяет, что при появлении цели участники должны добровольно посещать целевое местоположение независимо от условий сигнала.

Важнейшей особенностью нашего дизайна является то, что отображение стимулов и их время были идентичны для состояний произвольного и непроизвольного внимания. Таким образом, необходимо тщательно подбирать временные параметры. Короткий период времени между сигналом и целью способствует большему эффекту непроизвольного внимания, тогда как длительный период способствует большему эффекту произвольного внимания (Познер, Коэн и Рафаль, 1982; Уорнер, Джуола и Кошино, 1990).К счастью, с задачей распознавания (в отличие от задачи обнаружения) время между сигналом и целью может составлять до 400 мс без уменьшения эффекта непроизвольного внимания (Lupianez, Milan, Tornay, Madrid, & Tudela, 1997). На основе экспериментальной работы с этими стимулами мы выбрали интервал между сигналом и стимулом, который дал бы примерно эквивалентные эффекты произвольного и непроизвольного внимания на время реакции (RT).

Чтобы предварительно просмотреть наши результаты, мы обнаружили, что добровольное внимание увеличивает реакцию FFA, когда лицо появляется в указанном месте, по сравнению с тем, когда оно появляется в необнаруженном месте.Однако эта разница отсутствует при непроизвольном внимании. Эти данные подтверждают гипотезу о том, что механизмы внимания, участвующие в произвольном и непроизвольном внимании, могут иметь различные последствия для вентральных, связанных с распознаванием корковых функций.

В литературе ведутся серьезные разногласия по поводу того, влияет ли непроизвольное внимание на перцептивную репрезентацию. Как упоминалось выше, Принцметал и его коллеги обнаружили, что произвольное внимание, но не непроизвольное внимание, влияет на точность в задачах распознавания (Prinzmetal, McCool et al., 2005; Prinzmetal, Park et al., 2005). С другой стороны, Карраско и ее коллеги обнаружили несколько случаев, когда «экзогенное» внимание влияет на точность. Например, Cameron, Tai и Carrasco (2002) и Carrasco, Penpeci-Talgar и Eckstein (2000) сравнили 100% прогнозирующий сигнал с нейтральным сигналом и обнаружили более высокую точность при 100% прогнозирующем сигнале. Они интерпретировали результаты как отражающие экзогенное внимание, поскольку использовали периферийные сигналы и относительно короткие SOA (<120 мс) 1 .Таким образом, есть случаи, когда непроизвольное внимание может повлиять на точность, а в других — нет. Из-за этого мы также провели поведенческий эксперимент, цель которого заключалась в том, чтобы определить, какой образец точности мы получим, когда те же самые стимулы, используемые в эксперименте фМРТ, трудно различить. Мы обнаружили, что непроизвольное внимание не влияло на точность при использовании лиц, которые было трудно различить по тем же параметрам, которые использовались в эксперименте фМРТ. И наоборот, добровольное внимание улучшило способность различать.Позже мы предложим одно возможное объяснение того, почему одни исследователи находят влияние непроизвольного внимания на точность, а другие нет.

Материалы и методы

Участники

Десять здоровых студентов и аспирантов Калифорнийского университета в Беркли приняли участие в исследовании фМРТ. Еще 32 здоровых студента бакалавриата Калифорнийского университета в Беркли приняли участие в поведенческом исследовании. У всех было нормальное зрение или зрение с поправкой на нормальное, возраст был от 18 до 30 лет. Все участники фМРТ были правшами.Все предоставили информированное согласие, одобренное комитетом IRB Калифорнийского университета в Беркли.

Поведенческая процедура

Целевые стимулы были созданы из цифровых фотографий двух мужчин, которые были похожи внешне (см.). Одно из двух лиц появлялось в качестве мишени на каждом испытании. Перед появлением цели присутствовали два прямоугольника, один из которых стал красным на 300 мс, за которым сразу следовала лицевая цель либо в указанном месте («действительные» испытания), либо в неустановленном месте («недопустимые» испытания). Участникам было предложено решить, какое из двух лиц присутствовало в каждом испытании.Для условия прогнозируемой подсказки 75% испытаний были действительными, а 25% — недействительными, и участникам сказали, что лицо обычно появлялось в указанном месте, поэтому было полезно обратить внимание на это место. Для условия непрогнозируемой подсказки 50% испытаний были действительными, а 50% — недействительными, и участникам сказали, что сигнал не имеет значения, поэтому они должны игнорировать его. Лица были представлены в течение 150 мс. За движениями глаз следили, и испытания, в которых они происходили, были исключены из анализа 2 .

Для эксперимента с визуализацией и предыдущей тренировочной сессии мы решили провести версию, в которой РТ важнее точности. В этой версии лица были изменены лишь незначительно, так что дискриминация составила более 90%. Участникам было предложено ответить как можно быстрее. Мы использовали более простую версию RT в сканере, потому что мы хотели контролировать посторонние нейронные реакции из-за различий в догадках, уверенности или точности и сосредоточиться только на различиях во внимании. Для поведенческого исследования лица были преобразованы таким образом, что участники были правильными только на 75-80%, а точность была подчеркнута, а не RT.

Процедура имитации сканера

Сеансам сканирования накануне предшествовало практическое занятие с имитацией сканера. В моделированном сканере участники лежали на спине в зеркальных очках, которые позволяли им видеть проецируемую презентацию на экране. Движение глаз отслеживали с помощью обратной связи с помощью системы отслеживания глаз Лаборатории прикладных наук (ASL). Это занятие позволило участникам попрактиковаться в выполнении задачи и научиться сохранять фиксацию. К заключительному блоку практики движения глаз были менее 2%, а точность распознавания была лучше 90% для всех участников.Во время моделирования сеанса сканирования участники выполнили такое же количество блоков / испытаний, которое они получили бы в сканере (см. Процедуру фМРТ ниже). Порядок произвольных и непроизвольных блокировок был уравновешен между участниками.

Процедура фМРТ

Участников сканировали с помощью сканера Varian 4 Tesla в Калифорнийском университете в Беркли. Функциональные изображения были получены с использованием градиентной эхопланарной последовательности (TR = 2000 мс, TE = 28 мс, размер матрицы = 64 × 64, FOV = 22,4 см, 3,5 × 3.Размер вокселя 5 × 5,5 мм), чувствительный к жирному контрасту. Каждый функциональный объем состоял из осевых срезов толщиной 18 × 5 мм с промежутками 0,5 мм между каждым срезом, что обеспечивало покрытие всего мозга. Изображения проецировались на специальный экран, установленный на уровне груди участника, и просматривались через наклонное зеркало, помещенное внутри катушки для головы. Ответы производились правой рукой с помощью переносного волоконно-оптического кнопочного блока.

Задача метки

Каждый участник выполнил 6 блоков задачи метки: 3 последовательных блока с предсказательной меткой и 3 последовательных блока с непрогнозирующей меткой.Предсказательный / непредсказуемый порядок был уравновешен. Перед каждым блоком участникам напоминали о предсказуемости реплики (т. Е. Игнорировать реплику или нет) и поддерживать фиксацию. Каждый блок состоял из 64 испытаний. ITI был дрожащим: 25% были 8 секунд, 25% были 6 секунд и 50% были 4 секунды.

Локализатор FFA

Между прогностическим и непрогнозирующим блоками основного эксперимента каждый участник выполнял задачу локализатора FFA со стандартной процедурой (Kanwisher et al., 1997), который ранее использовался для определения ROI для изучения эффектов внимания боковых лиц (например, Wojciulik et al., 1998). Лица в задаче локализатора были представлены при фиксации и отличались по идентичности и размеру (больше), чем лица, использованные в последующей задаче с подсказками. Им были показаны 16-секундные блоки, состоящие либо из лиц, либо сцен, либо фиксаций. В каждом блоке было представлено 20 изображений по 500 мс каждое с ISI 300 мс. Участникам было предложено нажать кнопку ответа, когда текущее изображение было таким же, как и изображение, непосредственно предшествующее ему (в среднем, для каждого блока изображений требовался один ответ).Всего было по 7 блоков каждого типа, сканирование длилось 5 минут 20 секунд. Селективные области лица были получены из контрастирующих блоков лица и сцены в этой одноразовой задаче.

Анализ данных фМРТ

Первоначальная подготовка данных включала реконструкцию изображения, коррекцию движения с использованием шестипараметрического твердотельного выравнивания, выравнивание по методу наименьших квадратов и пространственное сглаживание (8-мм гауссово ядро ​​на полуширине). SPM2 использовался для всей обработки и анализа (Институт когнитивной неврологии Wellcome, Лондон, Великобритания).

Локализатор FFA

Для каждого участника FFA был определен как пик 15 вокселей, которые включали максимальный пик воксела в средней веретенообразной извилине с более жирным сигналом для лиц по сравнению со сценами. Это дало правую и левую FFA для 6 участников, правую FFA только для 2 участников и левую FFA только для 2 участников. Для участников с левой и правой FFA было доступно вдвое больше данных для анализа ROI.

Анализ ROI — естественное пространство FFA

Жирный шрифт, соответствующий каждому типу исследования, оценивался с использованием модели конечной импульсной характеристики (FIR).Изменение сигнала в BOLD-ответе от базовой линии (только образец фиксации) для каждой временной точки, соответствующей первым 16 интерполированным по времени TR (16 секунд), оценивали для каждого вокселя и условия. Этот метод не предполагает канонической формы функции гемодинамического ответа. Функция отклика для каждого FFA представляла собой среднее значение всех вокселей в ROI. Запланированные сравнения пиковых BOLD-ответов были выполнены для сигнала, сжатого через 4-6 секунд. ANOVA проводился с активацией от 1 до 7 секунд, что соответствовало периоду времени, в течение которого все ЖИРНЫЕ ответы были больше нуля.Обратите внимание, что эти функции отклика являются результатом ЖИРНЫХ ответов как на сигнал, так и на цель, поскольку одно испытание моделируется как отдельное событие. Однако это относилось как к произвольным, так и к непроизвольным состояниям внимания. Все испытания были включены в анализ, включали ошибки, которые возникали нечасто (4% испытаний) и не различались между условиями (см. Результаты).

Групповой анализ всего мозга

В дополнение к анализу ROI был проведен анализ всего мозга.Оценки связанных с задачей эффектов были получены с использованием общей линейной модели, которая учитывает внутреннюю ковариационно-дисперсионную структуру временного ряда (Friston, 1995). Для каждого условия моделировались отдельные оценки параметров. Эти модели были созданы для каждого участника в родном космосе. Для данного интересующего эффекта для каждого участника были составлены контрастные карты всего мозга. Анатомическое сканирование высокого разрешения, взвешенное по T1 каждого участника, было нормализовано в той же системе координат, что и мозг MNI-шаблона, с использованием нелинейного преобразования параметров 7 × 8 × 7.Полученные параметры преобразования были применены ко всем контрастным изображениям, созданным в собственном пространстве. Размер вокселя преобразованных карт составлял 2 × 2 × 2 мм. Анализ значимости на уровне группы определялся с помощью анализа случайных эффектов, с использованием t-критерия для 1 выборки или парного t-критерия на картах контраста. Мы рассчитали порог с поправкой на семейную ошибку p = 0,05, полученный из скомпилированных значений семейной ошибки (FWE) для всех отдельных субъектов в группе. Это значение соответствует нескорректированному критическому значению p, равному 0.0007. Сообщаются пороговые кластеры из 10 или более вокселей. Контрасты всего мозга были выполнены для изучения эффектов валидности в произвольных и непроизвольных условиях и их взаимодействия, особенно в лобно-теменных областях (,). Чтобы изучить переориентацию после произвольной и непроизвольной ориентации, действительные испытания сравнивали с недействительными испытаниями для каждого типа сигнала. Эффекты валидности (недействительно> допустимо) изолируют активность, связанную с переориентацией, когда цель появляется в неподдерживаемом месте, от активности, связанной с ориентацией на реплику.Чтобы сравнить переориентацию между произвольными и непроизвольными условиями, эффекты валидности (недействительный> действительный) были противопоставлены между предсказательными и непрогнозирующими блоками подсказок, таким образом исследуя взаимодействие валидности и типа реплики.

Групповой анализ всего мозга, отображающий эффекты пространственной переориентации внимания (Недействительные испытания> Допустимые испытания) в а) состоянии произвольного внимания и б) состоянии непроизвольного внимания. c) Различия в переориентации между добровольными и недобровольными состояниями (прогнозируемый недействительный — действительный vs.Непредсказуемый недействительный — действительный). Диапазон значений P не исправлен, показан в иллюстративных целях (0,0007 соответствует пороговому значению p = 0,05, скорректированному по семейной ошибке (FWE)).

Таблица 1

Групповой анализ всего мозга, демонстрирующий эффекты валидности для произвольных и непроизвольных состояний внимания (переориентация) и различия между этими типами внимания (Прогнозируемое недействительное — Действительное> Непредсказуемое недействительное — Действительное)

R
Область эффекта Латеральность X Y Z T Воксели
Переориентация внимания (недействительно> допустимо)
Добровольное внимание Временные подсказки 58 -48 12 8.52 47
Вентральная префронтальная кора R 66 6 14 6,44 10
L 14
Непроизвольное внимание (непредсказуемые сигналы)
Верхняя теменная долька R 26 -50 60 6.85 14
R 24 -72 50 6,68 51
Дорсальная префронтальная кора 14
Вентральная префронтальная кора / нижняя орбитальная лобная L -32 24 -8 6,09 12
Непроизвольное внимание Теменное соединение L -58 -38 8 6.49 22
R 58 -46 14 5,25 12

Результаты

Поведенческие результаты в каждой ячейке для правильного

RT 9 Дизайн для каждого участника был проанализирован с помощью дисперсионного анализа для повторных измерений. Был главный эффект валидности, а не взаимодействие с сеансом. Как для прогнозируемых, так и для непрогнозируемых блоков участники были быстрее в действительных, чем недействительных испытаниях (прогнозируемые: действительные = 684 мс, недопустимые = 720 мс; p <0.05: Непредсказуемый: действительный = 674 мс, недействительный = 711 мс; p <0,01), что согласуется с предыдущими результатами (например, Prinzmetal et al., 2005a). Величина преимущества достоверности была аналогичной: 36 мс для произвольного и 37 мс для непроизвольного внимания. Не было никакого влияния порядка (сначала прогнозирующий против непрогнозирующего) на величину следящего эффекта (F <1). Точность была высокой для обоих типов сигналов (прогнозирующий: действительный = 96%, недействительный = 94%, p> 0,1; непредсказуемый: действительный = 97%, недействительный = 96%, p> 0,1). С точностью в качестве зависимой меры ANOVA не выявил эффектов валидности или сеанса, а также взаимодействия.

Данные изображений

Идентификация FFA

Различие между лицами и сценами вызывало специфическую для лиц активность веретенообразной извилины для всех участников, определяя интересующие области FFA (см. Раздел «Методы»).

Анализ ROI — эффекты пространственного наведения на FFA

Поскольку только 6 из 10 участников имели как правую, так и левую FFA, у нас было меньше возможностей для исследования различий между левой и правой FFA. Хотя правая FFA в целом проявляла больше активности, связанной с заданием, сторона FFA не взаимодействовала с типом внимания.Модель конечного импульсного отклика (FIR) (см. Методы) использовалась для оценки гемодинамического ответа для каждого состояния в пределах FFA каждого участника. Эти функции ответа были подвергнуты ANOVA с латеральностью мишени (контралатеральной / ипсилатеральной), латеральностью сигнала (контралатеральной / ипсилатеральной), типом внимания (произвольным / непроизвольным) и временем (от 1 секунды до 7 секунд) в качестве факторов. В целом, ответ FFA был выше для контралатеральных сигналов по сравнению с ипсилатеральными сигналами и лицами (латеральность сигнала × время, F 6,54 = 2.41, р <0,05; латеральность цели × время, F 6,54 = 8,81, p <0,01). Эти взаимодействия были квалифицированы взаимодействиями более высокого порядка с сеансом (прогнозирующий против непрогнозирующего). В частности, различные последствия произвольной и непроизвольной ориентации были выявлены значительным четырехсторонним взаимодействием реакции FFA между латеральностью цели, латеральностью сигнала, типом внимания и временем (F 6,54 = 2,44, p <0,05). Чтобы исследовать природу этого взаимодействия, мы проанализировали пиковые ЖЕЛТЫЕ ответы (свернутые через 4-6 секунд) в FFA для каждого типа внимания.

Основные результаты заключаются в том, что BOLD-ответ в контрлатеральной FFA увеличивается для валидных по сравнению с недействительными испытаниями, но только тогда, когда произвольно манипулируют вниманием. сравнивает действительные и недействительные испытания в контралатеральной FFA для произвольного и непроизвольного внимания. Примеры испытаний на рисунках являются примерами для правильного FFA, представленными в иллюстративных целях. Эти сравнения представляют собой два способа описания эффектов валидности, первый из которых фокусируется на том, где представлена ​​цель в двух типах испытаний (валидные или валидные).на противоположной стороне лица), а другой — на том, где представлена ​​реплика в двух типах испытаний (действительная или контрлатеральная). Оба этих сравнения представляют интерес, поскольку мы не можем различить, какая часть испытания (сигнал или цель) максимально учитывает эффекты в ЖИРНОМ ответе. Сигналы и цели являются частью одного и того же события в этом дизайне фМРТ, и поэтому необходимы дальнейшие эксперименты с использованием разных методов, чтобы полностью разделить обработку сигнала и цели.

Эффект действительности в FFA.Анализ ROI FFA, показывающий зависимость вызванного уровня оксигенации крови (BOLD) от времени в контралатеральной FFA в зависимости от типа внимания и достоверности сигнала. Когда лицу предшествует действительный пространственный сигнал (действительные испытания), возникает более сильная вызванная реакция, чем на лицо без контроля (недействительное испытание, контрлатеральное лицо), для произвольного внимания, но не для непроизвольного внимания. Точно так же, когда лицо появляется в указанном месте (действительные испытания), возникает более сильная вызванная реакция, чем когда лицо не появляется в указанном месте (недопустимые испытания, контралатеральный сигнал), но только с произвольным вниманием, а не с непроизвольным вниманием. .Примеры контрастов (вверху слева) показаны для правой FFA, однако графики представляют данные для обеих FFA (для левой FFA контраст меняется влево-вправо).

Эффект валидности 1

Для условий прогнозирования, когда сигнал и лицо появлялись в одном и том же месте (Допустимые испытания,), ответы FFA на противоположной стороне были усилены по сравнению с лицом без контроля (Недействительные испытания, контрлатеральное лицо; F 1 , 54 = 7,48, p <0,01). Непроизвольное внимание не вызывало различий между этими состояниями (; F 1,54 = 1.20, p> 0,2). Несмотря на тот же сенсорный ввод, предсказательные сигналы модулировали активность FFA, в то время как непрогнозирующие сигналы — нет. Когда было представлено латерализованное лицо, активность контралатеральной СЖК усиливалась достоверным прогностическим сигналом. Когда лицу предшествовала непредсказуемая реплика, FFA реагировал эквивалентно на поданное и необработанное лицо.

Эффект валидности 2

Этот эффект подчеркивает, как произвольное и непроизвольное внимание влияет на латеральность ответа FFA. Для условий прогнозирования, когда метка и лицо появлялись в одном и том же месте (Допустимо,), ответы FFA на противоположной стороне были усилены по сравнению с одной сигнальной меткой в ​​том же месте (Недействительно, контрлатеральная метка,; F 1,54 = 43 .1, р <0,001). Непроизвольное внимание не вызывало различий между этими состояниями (; F 1,54 = 1,45, p> 0,2). Когда был представлен латерализованный сигнал, активность контралатерального FFA усиливалась, когда лицо появлялось в ожидаемом месте (с прогнозирующими сигналами). Когда сигнал не был предсказуемым, реакция FFA не модулируется местоположением лица (нет латерального эффекта местоположения лица).

В целом, когда внимание было добровольно направлено на периферические области поля зрения, нейронная активация в контралатеральной FFA была выше, когда лицо появлялось в указанном месте, что согласуется с повышенной обработкой сигналов и / или лиц в этой области по сравнению с реплики и / или лица в оставленных без присмотра регионах.Однако, когда внимание было привлечено непроизвольно, такого усиления не наблюдалось.

Мы также наблюдали тенденцию для основного эффекта сеанса (Predicitve> Nonpredicitve; F 1,9 = 3,92, p = 0,079). Помимо упомянутой выше модуляции внимания, связанной с достоверностью, это может представлять устойчивый эффект внимания, такой как сдвиг базовой линии для прогнозирования прогнозируемого сигнала. Хотя кажется, что в прогнозирующем сеансе больше активности, даже в момент времени 0 (в начале сигнала), этот эффект не является значительным (p> 0.1).

Анализ всего мозга

В дополнение к первичной области интереса (FFA) был проведен анализ всего мозга, чтобы определить области мозга, на которые влияет достоверность сигнала в различных условиях внимания (). Все представленные сравнения значимы при р <0,05 с поправкой на семейную ошибку. Сравнивая валидные испытания и недействительные испытания, когда сигнал был предсказуемым, и когда сигнал не был предсказуемым, мы определили области, участвующие в пространственной переориентации внимания после произвольных и непроизвольных сдвигов внимания (;).В состоянии произвольного внимания области левой и правой вентральной префронтальной коры, а также правое височно-теменное соединение (ВПС) были значительно более активными при недействительности по сравнению с действующими испытаниями. Напротив, после непроизвольной ориентации области правой верхней теменной коры и левой нижней лобной коры показали большую активность, связанную с переориентацией на недействительные испытания. Кроме того, взаимодействие валидности и типа сигнала было исследовано путем сравнения эффектов валидности (недействительно> валидно) между прогностическими и непрогнозирующими условиями (, внизу;).Этот анализ выявил области височно-теменного соединения (ВПС) с обеих сторон, где активность была выше для переориентации после произвольных сдвигов внимания на сигнал по сравнению с непроизвольными сдвигами. Мы также сравнили непрогнозирующие валидные испытания с исходными, чтобы определить, есть ли какие-либо доказательства активности в этих областях TPJ, связанной с непроизвольной ориентацией, и не обнаружили такой активности (даже когда мы снизили порог до нескорректированного p = 0,01).

Поведенческое исследование

Этот эксперимент проводился, чтобы определить, приводит ли уменьшение различимости лиц к различным эффектам произвольного и непроизвольного внимания на точность, которая служила основным зависимым показателем.Точность анализировалась с помощью смешанного дисперсионного анализа с типом внимания (прогнозирующий, непрогнозирующий) и достоверностью (действительный, недействительный) в качестве факторов. Наблюдалась значительная взаимосвязь между достоверностью реплики и типом внимания (F 1,30 = 4,30, p <0,05;), и не было никаких основных эффектов типа внимания или достоверности. В соответствии с Prinzmetal et al. (2005a), наблюдался значительный эффект достоверности с помощью прогнозирующих сигналов (действительный = 79,6%, неверный = 75,9%, F 1,30 = 4,46, p <0,05), но не с непредсказуемыми сигналами (действительный = 79.2%, неверно = 80,7%, F <1).

Результаты поведенческого эксперимента, отображающие точность распознавания лиц в зависимости от достоверности реплики и условий внимания.

Обсуждение

Наши находки демонстрируют, что произвольное и непроизвольное внимание может иметь разные нейронные последствия в областях, связанных с обработкой восприятия в вентральной системе. Активность FFA модулируется, когда лицо-мишень получает правильную команду, но только в условиях произвольного внимания. Результаты в условиях произвольного внимания не могут быть объяснены сенсорными механизмами, потому что сенсорные события были идентичны для прогностических и непрогнозирующих условий.Единственная разница между добровольными и недобровольными условиями заключалась в соотношении действительных и недействительных испытаний. С прогнозирующими сигналами, когда лицо было представлено в указанном месте, контрлатеральный ответ FFA был больше, чем на один сигнал или только на лицо. В отличие от этого, с нерелевантными сигналами (непрогнозирующими) ответы на сопутствующие сигналы и цели были не больше, чем ответы только на контралатеральные сигналы или цели ().

Различия в ЖЕЛТЫХ ответах между произвольным и непроизвольным вниманием нельзя отнести к таким факторам, как скорость обработки или сложность задачи, поскольку RT не различались в зависимости от условий внимания.Интересно, что образец активации в FFA соответствует тому, что мы обнаружили в нашем поведенческом исследовании. Прогнозирующие пространственные сигналы модулируют как FFA, так и точность, в то время как непрогнозирующие сигналы не модулируют ни FFA, ни точность. В совокупности результаты предполагают потенциальный механизм нашего поведенческого паттерна результатов, так что эффект произвольного внимания в FFA может быть, по крайней мере, частично ответственен за лучшее распознавание, когда задача становится более сложной. Фактически, мы прогнозируем, что если бы задача распознавания лиц была сложнее, мы могли бы увидеть более сильные эффекты произвольного внимания, как поведенческие, так и в FFA.Управление трудностями восприятия в парадигме фМРТ будет важным направлением для будущих исследований.

Альтернативное объяснение наших результатов состоит в том, что отсутствие усиления в непроизвольном состоянии может быть связано с ингибированием или подавлением обработки сигналов, а не с усилением, вызванным произвольным вниманием. Важно отметить, что эксперимент разработан таким образом, что стимулы идентичны в условиях произвольного и непроизвольного внимания. Следовательно, внимание должно вызывать разницу между двумя состояниями, будь то содействие или запрет.Важнейшими элементами в интерпретации нашего эффекта внимания являются поведенческие данные, которые демонстрируют: 1) более быстрые RT для достоверно запрограммированных лиц, чем недействительно запрограммированные лица, даже при непроизвольном внимании (т. Е. Не было никакого запрета на возврат) и 2) лучшее различение лиц после произвольное внимание, а не подавление после непроизвольного внимания (т. е. худшая производительность в указанном месте). Учитывая эти результаты, мы предсказали усиление FFA после произвольного внимания и уменьшение или отсутствие этого усиления после непроизвольного внимания.Это соответствие с перцептивными характеристиками привело к текущей интерпретации наших результатов визуализации в FFA.

В литературе есть случаи, когда непредсказуемые подсказки или короткие SOA действительно влияют на точность (например, Cameron et al., 2002; Carrasco et al., 2000; Horstmann, 2002; Shiu & Pashler, 1994). Одно критическое различие между теми, которые демонстрируют эффект точности, и теми, которые этого не делают, заключается в том, что определяет пределы производительности. Производительность может быть ограничена, потому что цели очень похожи.В качестве альтернативы производительность может быть ограничена из-за того, что неизвестно, в каком месте находится цель. В настоящем эксперименте (и в экспериментах Prinzmetal, McCool et al., 2005) ограничение производительности было связано с схожестью целей — было совершенно ясно, в каком месте находится цель. В других экспериментах, которые обнаружили эффекты точности с короткими SOA и / или непрогнозирующими сигналами, предел производительности мог заключаться в знании того, в каком месте находится цель. Например, Кэмерон и др. (2002) обнаружили, что на точность влияет пространственный сигнал с относительно коротким SOA.Гулд, Вольфганг и Смит (в печати; также см. Smith, Wolfgang, & Sinclair, 2004) повторили эти результаты, но продемонстрировали, что, когда местоположение цели было четко обозначено высококонтрастным перекрестием, эффект исчезал.

Существует как минимум два механизма, посредством которых неопределенность местоположения может влиять на точность. Во-первых, эффект точности может быть опосредован на уровне анализа принятия решения. Воспринимаемая информация одинаково регистрируется в местах, где указана и не отправлена ​​команда, но участники основывают свои ответы на информации в указанном месте (например,г. Шоу, 1980; Шиу и Пашлер, 1994). Второй механизм — это механизм последовательного поиска. В каком месте находится цель, не сразу видно, поэтому участники проводят последовательный поиск, и они склонны начинать этот поиск в указанном местоположении 3 . Можно спросить, задействует ли этот направленный поиск (начиная с указанного места) тот же нейронный механизм, что и произвольное внимание. Наши результаты фМРТ предлагают один из методов решения этого вопроса. Если мы увеличим сложность определения местоположения цели, добавив фольгу и / или дополнительные местоположения, получим ли модуляцию FFA даже с помощью непредсказуемой подсказки?

Настоящее исследование не исследует, какие зрительные области модулируются непроизвольным вниманием.Таким образом, мы представляем только одну диссоциацию между произвольным и непроизвольным вниманием. Однако это ограничение дизайна, поскольку оба состояния нашего внимания содержат непроизвольный или управляемый стимулом компонент. Таким образом, мы не можем изолировать эффекты внешнего внимания. Serences et al. (2005) обнаружили эффекты непроизвольного захвата внимания на экстрастриальную корковую активность. Однако в этом исследовании внимание было обращено на несоответствующее задаче пространственное положение с релевантным для задачи целевым признаком.Этот вид захвата имеет нисходящий компонент, а именно целевое внимание к релевантной функции. Лю, Пестилли и Карраско (2005) обнаружили повышенную активность V4 в ситуации непрогнозирующей привязки в условиях, когда две потенциальные синусоиды появлялись в качестве целей после сигнала, и участники должны были выбрать одну с соответствующей характеристикой (ориентацией). Наше исследование отличается от этого тем, что целевой дисплей представлял собой единый элемент, а выбор целевого местоположения был относительно простым (то есть было очень мало неопределенности поиска или местоположения).Хотя наше исследование не выделяет локус непроизвольного выбора внимания, мы показали, что его последствия отличаются от произвольного внимания в визуальной области высокого уровня, связанной с распознаванием объектов. Для прямого сравнения этих типов пространственного внимания в различных областях визуальной иерархии потребуются будущие исследования. Использование периферийных лиц в задаче локализатора — это один из способов функциональной идентификации дополнительных визуальных областей, представляющих интерес, для проведения аналогичного сравнения, как это делается в настоящее время в FFA.

Хотя наше исследование было сосредоточено на лицах и FFA, мы не считаем, что наши эффекты произвольного внимания уникальны для этой области коры. Другие исследования «чистого» произвольного внимания выявили модуляции внимания по всей визуальной иерархии, такие как V2, VP, V4 и TEO (Hopfinger, Buonocore, & Mangun, 2000; Kastner, Pinsk, De Weerd, Desimone, & Ungerleider, 1999 ). Будущие исследования с использованием ретинотопного картирования для выявления таких областей интереса могут выявить схожие диссоциации между произвольным и непроизвольным вниманием, но это остается открытым вопросом.

Как отмечалось ранее, фМРТ, в принципе, не имеет временного разрешения, чтобы отличить сигнал от деятельности, связанной с целью, или даже то, являются ли текущие эффекты ранними и воспринимаемыми, или возникают после того, как задача или процесс принятия решения завершены. Однако теперь с помощью ЭЭГ есть признаки того, что существуют различия в реакции гамма-диапазона на произвольное и непроизвольное пространственное внимание к лицам (Ландау, Эстерман, Робертсон, Бентин и Принцметал, в печати). ЭЭГ имеет временное разрешение для раздельного измерения обработки сигналов и лиц.Ландау и др. находит различия в обработке сигналов и целей между двумя типами внимания, предполагая, что наши текущие результаты действительно отражают различия в обработке стимулов, связанных с заданием.

Наш анализ всего мозга сравнил переориентацию в произвольных и непроизвольных условиях и выявил большую активность височного теменного соединения (TPJ), связанную с переориентацией после прогнозирующих сигналов. Этот результат частично согласуется с другими исследованиями, демонстрирующими, что TPJ связан с обработкой цели, когда эти цели появляются в неожиданных или необслуживаемых местах (Corbetta, Kincade, Ollinger, McAvoy, & Gordon, 2000; Corbetta & Shulman, 2002; Kincade et al., 2005; Serences et al., 2005). Хотя эти исследования обнаруживают латерализованную систему переориентации правого полушария, наше исследование показывает, что оба полушария могут участвовать в этой функции. Важно отметить, что эта активность TPJ отсутствовала после переключения непроизвольного внимания. Это открытие аналогично выводу Kincade et al. (2005), которые обнаружили, что активность TPJ была связана с переориентацией после эндогенного предиктивного сигнала, но не непредсказуемого периферического сигнала. Это исследование также показало, что TPJ не реагирует на непредсказуемые периферические сигналы выше нейтрального состояния.Хотя нам не удалось отделить сигнал от активности, связанной с целью, мы не обнаружили никакой активности в этих областях TPJ в непрогнозируемых валидных испытаниях. Indovina и Macaluso (2007) также обнаружили, что очень заметные, но не относящиеся к задаче стимулы не задействуют вентральную сеть внимания.

Настоящее исследование демонстрирует, что произвольная и непроизвольная ориентация внимания может по-разному влиять на связанную с восприятием корковую область в вентральном потоке и согласуется с усилением восприятия при использовании произвольного внимания.Взаимодействие между произвольным и непроизвольным вниманием и эффектами валидности также согласуется с поведенческими различиями между ошибками и временем реакции на действительные и недействительные сигналы, о которых ранее сообщалось в поведенческой литературе. Как произвольное, так и непроизвольное внимание вызывало более быстрые ответы в правильно назначенных местах, чем в неверно запрошенных местах. Однако только добровольное внимание повысило точность в ситуации, когда предел производительности не находился в обнаружении цели. Вместе эти результаты предполагают, что нейронная активность в FFA отражает отчетливые изменения в процессинге, связанные с двумя типами ориентации внимания.

В то время как как произвольная, так и непроизвольная системы задействуют множество перекрывающихся областей лобной и теменной коры (Kim et al., 1999; Mayer et al., 2004; Peelen et al., 2004; Rosen et al., 1999), в настоящее время Исследование показывает, что их влияние на системы восприятия в вентральной коре может фактически различаться как в отношении их влияния на нервные реакции, так и на производительность.

Сноски

1 Warner et al. (1990) обнаружили, что SOA, при которой произвольное внимание начинает становиться эффективным, зависит от уровня практики наблюдателя.Чем больше практики у наблюдателей, тем короче критическая SOA для произвольного внимания, всего 50 мс. Таким образом, результаты Carrasco et al. (2000, 2002), возможно, отражает добровольное внимание.

2 Эта парадигма была аналогична принципам Prinzmetal, McCool, et al. (2005) Эксперименты 9–11, но использовался другой интервал между меткой и целью (SOA).

3 Smith et al. (2004) предложили связанный механизм. Все предметы воспринимаются с одинаковой точностью, но последовательно передаются в прочную зрительную память.Смещение состоит в том, чтобы начинать с указанного места, чтобы элементы в этом месте с меньшей вероятностью были нарушены последующей маской.

Заявление издателя: Это PDF-файл неотредактированной рукописи, принятой к публикации. В качестве услуги для наших клиентов мы предоставляем эту раннюю версию рукописи. Рукопись будет подвергнута копированию, верстке и рассмотрению полученного доказательства, прежде чем она будет опубликована в окончательной форме для цитирования. Обратите внимание, что во время производственного процесса могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержание, и все юридические оговорки, относящиеся к журналу, имеют отношение.

Ссылки

  • Allison T, Ginter H, McCarthy G, Nobre AC, Puce A, Luby M, et al. Распознавание лиц в экстрастриальной коре головного мозга человека. Журнал нейрофизиологии. 1994. 71 (2): 821–825. [PubMed] [Google Scholar]
  • Кэмерон Э.Л., Тай Дж. К., Карраско М. Скрытое внимание влияет на психометрическую функцию контрастной чувствительности. Исследование зрения. 2002. 42 (8): 949–967. [PubMed] [Google Scholar]
  • Carrasco M, Penpeci-Talgar C, Eckstein M. Пространственное скрытое внимание увеличивает контрастную чувствительность в CSF: Поддержка усиления сигнала.Исследование зрения. 2000; 40: 1203–1215. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Corbetta M, Kincade JM, Ollinger JM, McAvoy MP, Gordon SL. Произвольная ориентация отделена от обнаружения цели в задней теменной коре головного мозга человека. Природа Неврологии. 2000; 3: 201–215. [PubMed] [Google Scholar]
  • Корбетта М., Шульман Г.Л. Контроль целенаправленного и стимулированного внимания в мозгу. Обзоры природы Неврология. 2002. 3 (3): 201–215. [PubMed] [Google Scholar]
  • Даунинг П., Лю Дж., Канвишер Н.Тестирование когнитивных моделей зрительного внимания с помощью фМРТ и МЭГ. Нейропсихология. 2001; 39: 1329–1342. [PubMed] [Google Scholar]
  • Фристон К.Дж. Статистическое параметрическое отображение: онтология и текущие вопросы. Журнал мозгового кровотока и метаболизма. 1995; 15: 361–370. [PubMed] [Google Scholar]
  • Газзанига М.С., Иври РБ, Мангун Г.Р. В когнитивной нейробиологии: биология разума. W.W. Нортон; Нью-Йорк: 1998. стр. 223. [Google Scholar]
  • Gould IC, Wolfgang BJ, L. SP.Пространственная неопределенность объясняет экзогенные и эндогенные эффекты привлечения внимания при обнаружении визуального сигнала. Журнал видения. под давлением. [PubMed] [Google Scholar]
  • Hopfinger JB, Buonocore MH, Mangun GR. Нейронный механизм нисходящего контроля внимания. Природа Неврологии. 2000. 3 (3): 284–291. [PubMed] [Google Scholar]
  • Хорстманн Г. Доказательства захвата внимания удивительным цветным синглом при визуальном поиске. Психологическая наука. 2002. 13 (6): 499–505. [PubMed] [Google Scholar]
  • Indovina I, Macaluso E.Диссоциация факторов релевантности и значимости стимула во время сдвигов зрительно-пространственного внимания. Кора головного мозга. 2007. 17 (7): 1701–11. [PubMed] [Google Scholar]
  • Йонидес Дж. К модели движения мысленного взора. Канадский журнал психологии. 1980; 34: 103–112. [PubMed] [Google Scholar]
  • Йонидес Дж. Добровольный или автоматический контроль движений мысленного взора. В: Лонг Дж. Б., Баддели А. Д., редакторы. Внимание и производительность IX. Эрльбаум; Hillsdale, NJ: 1981. [Google Scholar]
  • Kanwisher N, McDermott J, Chun MM.Веретенообразная область лица: модуль в экстрастриальной коре головного мозга человека, специализирующийся на восприятии лица. Журнал неврологии. 1997. 17 (11): 4302–4311. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Kastner S, Pinsk MA, De Weerd P, Desimone R, Ungerleider LG. Повышенная активность зрительной коры головного мозга человека во время направленного внимания в отсутствие зрительной стимуляции. Нейрон. 1999. 22 (4): 751–761. [PubMed] [Google Scholar]
  • Ким Й.Х., Гительман Д.Р., Нобре А.С., Пэрриш ТБ, ЛаБар К.С., Месулам М.М. Крупномасштабная нейронная сеть для пространственного внимания демонстрирует многофункциональное перекрытие, но дифференциальную асимметрию.Нейроизображение. 1999. 9 (3): 269–277. [PubMed] [Google Scholar]
  • Кинкейд Дж. М., Абрамс Р. А., Астафьев С. В., Шульман Г. Л., Корбетта М. Исследование произвольной и стимулированной ориентации внимания с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии, связанной с событием. Журнал неврологии. 2005. 25 (18): 590–600. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Ландау А., Эстерман М., Робертсон Л., Бентин С., Принцметал В. Различные эффекты произвольного и непроизвольного внимания на активность ЭЭГ в гамма-диапазоне.Журнал неврологии. 2007. 27: 11986–90. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Лю Т., Пестилли Ф., Карраско М. Преходящее внимание улучшает характеристики восприятия и реакцию фМРТ в зрительной коре головного мозга человека. Нейрон. 2005; 45: 469–477. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Lupianez J, Milan EG, Tornay FJ, Madrid E, Tudela P. Происходит ли IOR в задачах распознавания? Да, но позже. Восприятие и психофизика. 1997. 59 (8): 1241–1254. [PubMed] [Google Scholar]
  • Mayer AR, Dorflinger JM, Rao SM, Seidenberg M.Нейронные сети, лежащие в основе эндогенного и экзогенного зрительно-пространственного ориентирования. Нейроизображение. 2004. 23 (2): 534–541. [PubMed] [Google Scholar]
  • Миллер Э., Коэн Дж. Интегративная теория функции префронтальной коры. Ежегодные обзоры Neurosicence. 2001; 24: 167–202. [PubMed] [Google Scholar]
  • Накаяма К., Маккебен М. Устойчивые и преходящие компоненты фокального зрительного внимания. Исследование зрения. 1989. 22 (10): 1261–1271. [PubMed] [Google Scholar]
  • О’Крэвен К.М., Даунинг П., Канвишер Н.Свидетельство фМРТ для объектов как единиц выбора внимания. Природа. 1999; 401: 584–587. [PubMed] [Google Scholar]
  • Пилен М.В., Хесленфельд Д.Д., Тьювес Дж. Эндогенные и экзогенные сдвиги внимания опосредуются одной и той же крупномасштабной нейронной сетью. Нейроизображение. 2004. 22 (2): 822–830. [PubMed] [Google Scholar]
  • Познер М.И. Хронометрические исследования разума. Эрльбаум; Хиллсдейл, Нью-Джерси: 1978. [Google Scholar]
  • Posner MI. Ориентация внимания. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии.1980; 32: 3–25. [PubMed] [Google Scholar]
  • Познер М.И., Коэн Ю.А., Рафаль Р.Д. Управление нейронными системами ориентации в пространстве. Философские труды Королевского общества Б. 1982; 298: 187–198. [PubMed] [Google Scholar]
  • Познер М.И., Ниссен М.Дж., Огден В.К. Обслуживаемые и автоматические режимы обработки: роль набора для пространственного размещения. В: Pick HJ, Saltzman E, редакторы. Модели восприятия и обработки информации. Эрльбаум; Хиллсдейл, Нью-Джерси: 1978. С. 137–158. [Google Scholar]
  • Познер М.И., Снайдер CRR, Дэвидсон Б.Дж.Внимание и обнаружение сигналов. Журнал экспериментальной психологии: Общие. 1980; 109: 160–174. [PubMed] [Google Scholar]
  • Prinzmetal W, McCool C, Park S. Внимание: время реакции и точность показывают разные механизмы. Журнал экспериментальной психологии: Общие. 2005. 134 (1): 73–92. [PubMed] [Google Scholar]
  • Prinzmetal W, Park S, Garette R. Непроизвольное внимание и точность идентификации. Восприятие и психофизика. 2005. 67: 1344–1353. [PubMed] [Google Scholar]
  • Prinzmetal W, Звиняцковский А., Дилем Л.Добровольное и непроизвольное внимание имеют разные последствия: эффект затруднения восприятия; Документ, представленный на Ежегодном собрании Психономического общества; Миннеаполис, Миннесота. 2004. [Google Scholar]
  • Пьюс А., Эллисон Т., Гор Дж., Маккарти Г. Чувствительные к лицу области экстрастриальной коры головного мозга человека изучены с помощью функциональной МРТ. Журнал нейрофизиологии. 1995; 74: 1192–1199. [PubMed] [Google Scholar]
  • Розен А.С., Рао С.М., Каффарра П., Скаглиони А., Бобхольц Дж. А., Вудли С. Дж. И др. Нейронные основы эндогенной и экзогенной пространственной ориентации.Функциональное МРТ-исследование. Журнал когнитивной неврологии. 1999. 11 (2): 135–152. [PubMed] [Google Scholar]
  • Серенс Дж. Т., Шварцбах Дж., Кортни С. М., Голей X, Янтис С. Контроль объектно-ориентированного внимания в коре головного мозга человека. Кора головного мозга. 2004. 14: 1346–1357. [PubMed] [Google Scholar]
  • Серенс Дж. Т., Шомштейн С., Лебер А. Б., Голей Х, Эгет Х. Э., Янтис С. Координация произвольного и управляемого стимулами контроля внимания в коре головного мозга человека. Психологическая наука. 2005. 16: 114–122. [PubMed] [Google Scholar]
  • Sergent J, Ohta S, MacDonald B.Функциональная нейроанатомия обработки лица и объектов. Исследование позитронно-эмиссионной томографии. Головной мозг. 1992. 115 (1): 15–36. [PubMed] [Google Scholar]
  • Шоу М.Л. Выявление компонентов внимания и принятия решений при обработке информации. В: Никерсон Р.С., редактор. Внимание и производительность VIII. Эрлбаум; Хиллсдейл, Нью-Джерси: 1980. С. 277–296. [Google Scholar]
  • Шиу П.Л., Пашлер Х. Незначительное влияние пространственного ограничения на идентификацию одиночных цифр. Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и производительность.1994; 20: 1037–1054. [Google Scholar]
  • Smith PL, Wolfgang BJ, Sinclair AJ. Маски-зависимые эффекты внимания при обнаружении визуального сигнала: психометрическая функция контраста. Восприятие и психофизика. 2004. 66 (6): 1056–1075. [PubMed] [Google Scholar]
  • Уорнер CB, Джуола Дж., Кошино Х. Добровольное распределение или автоматический захват визуального внимания. Восприятие и психофизика. 1990; 48: 243–251. [PubMed] [Google Scholar]
  • Войджулик Э., Канвишер Н., Драйвер Дж.Скрытое зрительное внимание модулирует специфическую для лица активность веретенообразной извилины человека: исследование фМРТ. Журнал нейрофизиологии. 1998. 79 (3): 1574–1578. [PubMed] [Google Scholar]

Добровольное и непроизвольное внимание по-разному влияет на дискриминацию лиц

Neuropsychologia. Авторская рукопись; доступно в PMC 2009 1 января 2009 г.

Опубликован в окончательной отредактированной форме как:

PMCID: PMC2277324

NIHMSID: NIHMS42530

Майкл Эстерман

1 Департамент психологии и наук о мозге, Университет Джона Хопкинса MD 21218

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

Уильям Принцметал

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

Джо ДеГутис

2 Департамент психологии , Калифорнийский университет, Беркли, Калифорния 94720

Айелет Ландау

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

Элиот Хазелтин

3 Департамент психологии Университета Айовы, Айова-Сити, Айова 52242

Тимоти Верстинен

4 Keck Center for Integrative Neurosc ience, Калифорнийский университет, Сан-Франциско, Калифорния

Линн Робертсон

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

5 Управление по делам ветеранов, Мартинес, Калифорния 94553

1 Департамент Психологические науки и науки о мозге, Университет Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд 21218

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

3 Департамент психологии, Университет Айовы, Айова-Сити, Айова-Сити 52242

4 Центр интегративной неврологии им. Кека, Калифорнийский университет, Сан-Франциско, Калифорния

5 Управление по делам ветеранов, Мартинес, Калифорния 94553

Для отправки корреспонденции: Майклу Эстерману, Департамент психологии и мозговых наук, Университет Джона Хопкинса, 3400 N .Charles St., Baltimore, MD 21218-2686, электронная почта: [email protected], телефон: 510 642-6266 Окончательная отредактированная версия этой статьи издателем доступна на сайте Neuropsychologia См. Другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.

Abstract

Имеют ли произвольное (эндогенное) и непроизвольное (экзогенное) внимание одинаковые последствия для восприятия? Здесь мы использовали фМРТ для изучения активности веретенообразной области лица (FFA-область вентральной зрительной коры, отвечающей на лица) и лобно-теменных областей (дорсальные области, участвующие в пространственном внимании) в условиях произвольных и непроизвольных пространственных сигналов.Параметры испытания и стимула были идентичны для обоих условий репликации. Тем не менее, сигнал предсказал местоположение приближающегося лица цели в произвольном состоянии, но не был предсказуем в непроизвольном состоянии. Предсказуемое условие реплики привело к повышенной активности в FFA по сравнению с непредсказуемым условием реплики. Эти результаты показывают, что произвольное внимание приводит к большей активности в областях мозга, связанных с обработкой лиц, чем непроизвольное внимание, и они согласуются с различными поведенческими эффектами внимания на процессы, связанные с распознаванием.

Ключевые слова: FFA, экзогенное внимание, эндогенное внимание, фМРТ, пространственная подсказка

Визуальное внимание может быть привлечено к месту внезапным появлением, но оно также может быть добровольно перемещено на место в ожидании приближающейся цели (Познер , 1980; Познер, Ниссен и Огден, 1978; Познер, Снайдер и Дэвидсон, 1980). Эти две формы пространственно ориентированного внимания также называются экзогенным и эндогенным вниманием соответственно (Posner, 1978). Обычно предполагается, что это различие относится к различиям в управлении пространственным вниманием.Например, данные свидетельствуют о том, что непроизвольное внимание является автоматическим и преходящим, тогда как произвольное внимание может поддерживаться (Nakayama & Mackeben, 1989). Часто предполагается, что две формы внимания одинаково усиливают обработку восприятия и контролируются одними и теми же нейронными механизмами (см. Gazzaniga, Ivry, & Mangun, 1998).

Недавние поведенческие данные опровергают это предположение (Prinzmetal, McCool, & Park, 2005; Prinzmetal, Park, & Garette, 2005). Используя парадигму пространственных сигналов, они обнаружили, что как произвольное, так и непроизвольное внимание одинаково влияют на время реакции.Участники были быстрее, когда цель появлялась в указанном месте («действительные» испытания), чем в неподдерживаемом месте («недействительные» испытания), как и следовало ожидать, если бы оба типа внимания влияли на обработку одинаковым образом. Однако, когда точность была зависимой переменной, участники были более точными, когда цель появлялась в указанном месте, чем в необнаруженном месте только в условиях произвольного внимания (Prinzmetal, McCool et al., 2005; Prinzmetal, Park et al., 2005) . Более того, возрастающая сложность восприятия объекта оказывает различное влияние на произвольное и непроизвольное внимание (Prinzmetal, Zvinyatskovskiy, & Dilem, 2004).Вместе эти исследования показывают, что эти два типа пространственного внимания имеют разные последствия для восприятия.

Здесь мы исследуем нейронные последствия двух режимов пространственного внимания в задаче распознавания лиц и сосредоточены в первую очередь на активности веретенообразной области лица (FFA) вентрального обрабатывающего потока (Allison et al., 1994; Kanwisher, McDermott, & Chun, 1997; Puce, Allison, Gore, & McCarthy, 1995; Sergent, Ohta, & MacDonald, 1992) в добровольных и недобровольных условиях.Хорошо известно, что FFA больше реагирует на лица, когда внимание направлено на лица, чем на места или другие категории объектов (Serences, Schwarzbach, Courtney, Golay, & Yantis, 2004; O’Craven, Downing, & Kanwisher, 1999; Войджулик, Канвишер и Драйвер, 1998 г.). Другими словами, произвольное объектно-ориентированное внимание увеличивает активность СЖК. Также было показано, что активность FFA увеличивается, когда пространственное внимание направлено на место, содержащее лицо, не имеющее отношения к задаче (Downing, Liu, & Kanwisher, 2001).Однако, насколько нам известно, эффекты произвольного и непроизвольного пространственного внимания на ответы FFA не исследовались и не сравнивались непосредственно в аналогичных экспериментальных условиях. В настоящем исследовании мы комбинируем методы пространственных сигналов с задачей распознавания лиц с использованием предсказуемых и непредсказуемых условий периферических сигналов, чтобы определить, отличается ли нейронный ответ в FFA в условиях произвольного и непроизвольного внимания. Чтобы управлять произвольным или непроизвольным вниманием, вероятность появления целевого лица в указанном месте варьируется, в то время как все другие аспекты задачи остаются неизменными.

В нескольких исследованиях использовалась фМРТ для сравнения произвольного и непроизвольного внимания (Kim et al., 1999; Kincade, Abrams, Astafiev, Shulman, & Corbetta, 2005; Mayer, Dorflinger, Rao, & Seidenberg, 2004; Peelen, Heslenfeld, & Theeuwes, 2004; Rosen et al., 1999). Три из этих исследований не обнаружили различий между добровольными и непроизвольными состояниями или почти не обнаружили их (Kim et al., 1999; Peelen et al., 2004; Rosen et al., 1999). Два исследования обнаружили различия в теменно-лобных сетях, которые, вероятно, опосредуют контроль внимания (Kincade et al., 2005; Mayer et al., 2004). Однако ни одно из этих исследований не фокусировалось на различиях вентральных областей, ответственных за распознавание объектов. Таким образом, в этих исследованиях не проводится различий между потенциально различными нейронными последствиями двух форм внимания. В данной статье мы используем хорошо известные свойства FFA для изучения последствий внимания в области коры головного мозга, связанных с распознаванием лиц.

Важно отметить, что в предыдущих исследованиях периферические сигналы в непроизвольных условиях сравнивались с центральными сигналами в произвольных состояниях, часто с разными временными параметрами.В этих обстоятельствах нельзя исключать различие сенсорной информации между двумя состояниями как причину различий. Напротив, экспериментальные события для двух условий внимания были идентичны в настоящем исследовании (). Каждое испытание начиналось с точки фиксации и двух периферийных ахроматических прямоугольников. Пространственный сигнал был представлен тем, что один из прямоугольников стал красным. При смещении метки целевое лицо на короткое время появилось либо в месте, где указана команда (действительное испытание), либо в месте, где отсутствует запрос (недопустимое испытание).В непроизвольном состоянии сигнал не позволял предсказать местоположение цели (Jonides, 1980, 1981): цель появлялась в указанном месте в 50% испытаний и в месте без предупреждения в 50% испытаний. В произвольном состоянии реплика предсказывала местоположение цели: цель появлялась в указанном месте в 75% испытаний и в необнаруженном месте в 25% испытаний.

Процедура пространственной реплики. Участники выполнили задание на распознавание лиц. Чтобы исследовать произвольное и непроизвольное внимание, сигнал был либо прогнозирующим, либо непредсказуемым в отношении последующего целевого местоположения лица.

Предсказывающий сигнал вызывает произвольное внимание, так как участник получает указание использовать этот сигнал, чтобы предвидеть местоположение цели. Непредсказательная реплика манипулирует непроизвольным вниманием, так как участникам предлагается игнорировать эти реплики, поскольку они не несут информацию о местоположении цели. Таким образом, прогнозируемые и непредсказуемые условия сигналов используются в качестве операционных переменных для произвольного и непроизвольного внимания. Обратите внимание, что использование периферийных сигналов означает, что наш прогнозирующий сеанс также имеет непроизвольный компонент.Кроме того, характер задачи определяет, что при появлении цели участники должны добровольно посещать целевое местоположение независимо от условий сигнала.

Важнейшей особенностью нашего дизайна является то, что отображение стимулов и их время были идентичны для состояний произвольного и непроизвольного внимания. Таким образом, необходимо тщательно подбирать временные параметры. Короткий период времени между сигналом и целью способствует большему эффекту непроизвольного внимания, тогда как длительный период способствует большему эффекту произвольного внимания (Познер, Коэн и Рафаль, 1982; Уорнер, Джуола и Кошино, 1990).К счастью, с задачей распознавания (в отличие от задачи обнаружения) время между сигналом и целью может составлять до 400 мс без уменьшения эффекта непроизвольного внимания (Lupianez, Milan, Tornay, Madrid, & Tudela, 1997). На основе экспериментальной работы с этими стимулами мы выбрали интервал между сигналом и стимулом, который дал бы примерно эквивалентные эффекты произвольного и непроизвольного внимания на время реакции (RT).

Чтобы предварительно просмотреть наши результаты, мы обнаружили, что добровольное внимание увеличивает реакцию FFA, когда лицо появляется в указанном месте, по сравнению с тем, когда оно появляется в необнаруженном месте.Однако эта разница отсутствует при непроизвольном внимании. Эти данные подтверждают гипотезу о том, что механизмы внимания, участвующие в произвольном и непроизвольном внимании, могут иметь различные последствия для вентральных, связанных с распознаванием корковых функций.

В литературе ведутся серьезные разногласия по поводу того, влияет ли непроизвольное внимание на перцептивную репрезентацию. Как упоминалось выше, Принцметал и его коллеги обнаружили, что произвольное внимание, но не непроизвольное внимание, влияет на точность в задачах распознавания (Prinzmetal, McCool et al., 2005; Prinzmetal, Park et al., 2005). С другой стороны, Карраско и ее коллеги обнаружили несколько случаев, когда «экзогенное» внимание влияет на точность. Например, Cameron, Tai и Carrasco (2002) и Carrasco, Penpeci-Talgar и Eckstein (2000) сравнили 100% прогнозирующий сигнал с нейтральным сигналом и обнаружили более высокую точность при 100% прогнозирующем сигнале. Они интерпретировали результаты как отражающие экзогенное внимание, поскольку использовали периферийные сигналы и относительно короткие SOA (<120 мс) 1 .Таким образом, есть случаи, когда непроизвольное внимание может повлиять на точность, а в других — нет. Из-за этого мы также провели поведенческий эксперимент, цель которого заключалась в том, чтобы определить, какой образец точности мы получим, когда те же самые стимулы, используемые в эксперименте фМРТ, трудно различить. Мы обнаружили, что непроизвольное внимание не влияло на точность при использовании лиц, которые было трудно различить по тем же параметрам, которые использовались в эксперименте фМРТ. И наоборот, добровольное внимание улучшило способность различать.Позже мы предложим одно возможное объяснение того, почему одни исследователи находят влияние непроизвольного внимания на точность, а другие нет.

Материалы и методы

Участники

Десять здоровых студентов и аспирантов Калифорнийского университета в Беркли приняли участие в исследовании фМРТ. Еще 32 здоровых студента бакалавриата Калифорнийского университета в Беркли приняли участие в поведенческом исследовании. У всех было нормальное зрение или зрение с поправкой на нормальное, возраст был от 18 до 30 лет. Все участники фМРТ были правшами.Все предоставили информированное согласие, одобренное комитетом IRB Калифорнийского университета в Беркли.

Поведенческая процедура

Целевые стимулы были созданы из цифровых фотографий двух мужчин, которые были похожи внешне (см.). Одно из двух лиц появлялось в качестве мишени на каждом испытании. Перед появлением цели присутствовали два прямоугольника, один из которых стал красным на 300 мс, за которым сразу следовала лицевая цель либо в указанном месте («действительные» испытания), либо в неустановленном месте («недопустимые» испытания). Участникам было предложено решить, какое из двух лиц присутствовало в каждом испытании.Для условия прогнозируемой подсказки 75% испытаний были действительными, а 25% — недействительными, и участникам сказали, что лицо обычно появлялось в указанном месте, поэтому было полезно обратить внимание на это место. Для условия непрогнозируемой подсказки 50% испытаний были действительными, а 50% — недействительными, и участникам сказали, что сигнал не имеет значения, поэтому они должны игнорировать его. Лица были представлены в течение 150 мс. За движениями глаз следили, и испытания, в которых они происходили, были исключены из анализа 2 .

Для эксперимента с визуализацией и предыдущей тренировочной сессии мы решили провести версию, в которой РТ важнее точности. В этой версии лица были изменены лишь незначительно, так что дискриминация составила более 90%. Участникам было предложено ответить как можно быстрее. Мы использовали более простую версию RT в сканере, потому что мы хотели контролировать посторонние нейронные реакции из-за различий в догадках, уверенности или точности и сосредоточиться только на различиях во внимании. Для поведенческого исследования лица были преобразованы таким образом, что участники были правильными только на 75-80%, а точность была подчеркнута, а не RT.

Процедура имитации сканера

Сеансам сканирования накануне предшествовало практическое занятие с имитацией сканера. В моделированном сканере участники лежали на спине в зеркальных очках, которые позволяли им видеть проецируемую презентацию на экране. Движение глаз отслеживали с помощью обратной связи с помощью системы отслеживания глаз Лаборатории прикладных наук (ASL). Это занятие позволило участникам попрактиковаться в выполнении задачи и научиться сохранять фиксацию. К заключительному блоку практики движения глаз были менее 2%, а точность распознавания была лучше 90% для всех участников.Во время моделирования сеанса сканирования участники выполнили такое же количество блоков / испытаний, которое они получили бы в сканере (см. Процедуру фМРТ ниже). Порядок произвольных и непроизвольных блокировок был уравновешен между участниками.

Процедура фМРТ

Участников сканировали с помощью сканера Varian 4 Tesla в Калифорнийском университете в Беркли. Функциональные изображения были получены с использованием градиентной эхопланарной последовательности (TR = 2000 мс, TE = 28 мс, размер матрицы = 64 × 64, FOV = 22,4 см, 3,5 × 3.Размер вокселя 5 × 5,5 мм), чувствительный к жирному контрасту. Каждый функциональный объем состоял из осевых срезов толщиной 18 × 5 мм с промежутками 0,5 мм между каждым срезом, что обеспечивало покрытие всего мозга. Изображения проецировались на специальный экран, установленный на уровне груди участника, и просматривались через наклонное зеркало, помещенное внутри катушки для головы. Ответы производились правой рукой с помощью переносного волоконно-оптического кнопочного блока.

Задача метки

Каждый участник выполнил 6 блоков задачи метки: 3 последовательных блока с предсказательной меткой и 3 последовательных блока с непрогнозирующей меткой.Предсказательный / непредсказуемый порядок был уравновешен. Перед каждым блоком участникам напоминали о предсказуемости реплики (т. Е. Игнорировать реплику или нет) и поддерживать фиксацию. Каждый блок состоял из 64 испытаний. ITI был дрожащим: 25% были 8 секунд, 25% были 6 секунд и 50% были 4 секунды.

Локализатор FFA

Между прогностическим и непрогнозирующим блоками основного эксперимента каждый участник выполнял задачу локализатора FFA со стандартной процедурой (Kanwisher et al., 1997), который ранее использовался для определения ROI для изучения эффектов внимания боковых лиц (например, Wojciulik et al., 1998). Лица в задаче локализатора были представлены при фиксации и отличались по идентичности и размеру (больше), чем лица, использованные в последующей задаче с подсказками. Им были показаны 16-секундные блоки, состоящие либо из лиц, либо сцен, либо фиксаций. В каждом блоке было представлено 20 изображений по 500 мс каждое с ISI 300 мс. Участникам было предложено нажать кнопку ответа, когда текущее изображение было таким же, как и изображение, непосредственно предшествующее ему (в среднем, для каждого блока изображений требовался один ответ).Всего было по 7 блоков каждого типа, сканирование длилось 5 минут 20 секунд. Селективные области лица были получены из контрастирующих блоков лица и сцены в этой одноразовой задаче.

Анализ данных фМРТ

Первоначальная подготовка данных включала реконструкцию изображения, коррекцию движения с использованием шестипараметрического твердотельного выравнивания, выравнивание по методу наименьших квадратов и пространственное сглаживание (8-мм гауссово ядро ​​на полуширине). SPM2 использовался для всей обработки и анализа (Институт когнитивной неврологии Wellcome, Лондон, Великобритания).

Локализатор FFA

Для каждого участника FFA был определен как пик 15 вокселей, которые включали максимальный пик воксела в средней веретенообразной извилине с более жирным сигналом для лиц по сравнению со сценами. Это дало правую и левую FFA для 6 участников, правую FFA только для 2 участников и левую FFA только для 2 участников. Для участников с левой и правой FFA было доступно вдвое больше данных для анализа ROI.

Анализ ROI — естественное пространство FFA

Жирный шрифт, соответствующий каждому типу исследования, оценивался с использованием модели конечной импульсной характеристики (FIR).Изменение сигнала в BOLD-ответе от базовой линии (только образец фиксации) для каждой временной точки, соответствующей первым 16 интерполированным по времени TR (16 секунд), оценивали для каждого вокселя и условия. Этот метод не предполагает канонической формы функции гемодинамического ответа. Функция отклика для каждого FFA представляла собой среднее значение всех вокселей в ROI. Запланированные сравнения пиковых BOLD-ответов были выполнены для сигнала, сжатого через 4-6 секунд. ANOVA проводился с активацией от 1 до 7 секунд, что соответствовало периоду времени, в течение которого все ЖИРНЫЕ ответы были больше нуля.Обратите внимание, что эти функции отклика являются результатом ЖИРНЫХ ответов как на сигнал, так и на цель, поскольку одно испытание моделируется как отдельное событие. Однако это относилось как к произвольным, так и к непроизвольным состояниям внимания. Все испытания были включены в анализ, включали ошибки, которые возникали нечасто (4% испытаний) и не различались между условиями (см. Результаты).

Групповой анализ всего мозга

В дополнение к анализу ROI был проведен анализ всего мозга.Оценки связанных с задачей эффектов были получены с использованием общей линейной модели, которая учитывает внутреннюю ковариационно-дисперсионную структуру временного ряда (Friston, 1995). Для каждого условия моделировались отдельные оценки параметров. Эти модели были созданы для каждого участника в родном космосе. Для данного интересующего эффекта для каждого участника были составлены контрастные карты всего мозга. Анатомическое сканирование высокого разрешения, взвешенное по T1 каждого участника, было нормализовано в той же системе координат, что и мозг MNI-шаблона, с использованием нелинейного преобразования параметров 7 × 8 × 7.Полученные параметры преобразования были применены ко всем контрастным изображениям, созданным в собственном пространстве. Размер вокселя преобразованных карт составлял 2 × 2 × 2 мм. Анализ значимости на уровне группы определялся с помощью анализа случайных эффектов, с использованием t-критерия для 1 выборки или парного t-критерия на картах контраста. Мы рассчитали порог с поправкой на семейную ошибку p = 0,05, полученный из скомпилированных значений семейной ошибки (FWE) для всех отдельных субъектов в группе. Это значение соответствует нескорректированному критическому значению p, равному 0.0007. Сообщаются пороговые кластеры из 10 или более вокселей. Контрасты всего мозга были выполнены для изучения эффектов валидности в произвольных и непроизвольных условиях и их взаимодействия, особенно в лобно-теменных областях (,). Чтобы изучить переориентацию после произвольной и непроизвольной ориентации, действительные испытания сравнивали с недействительными испытаниями для каждого типа сигнала. Эффекты валидности (недействительно> допустимо) изолируют активность, связанную с переориентацией, когда цель появляется в неподдерживаемом месте, от активности, связанной с ориентацией на реплику.Чтобы сравнить переориентацию между произвольными и непроизвольными условиями, эффекты валидности (недействительный> действительный) были противопоставлены между предсказательными и непрогнозирующими блоками подсказок, таким образом исследуя взаимодействие валидности и типа реплики.

Групповой анализ всего мозга, отображающий эффекты пространственной переориентации внимания (Недействительные испытания> Допустимые испытания) в а) состоянии произвольного внимания и б) состоянии непроизвольного внимания. c) Различия в переориентации между добровольными и недобровольными состояниями (прогнозируемый недействительный — действительный vs.Непредсказуемый недействительный — действительный). Диапазон значений P не исправлен, показан в иллюстративных целях (0,0007 соответствует пороговому значению p = 0,05, скорректированному по семейной ошибке (FWE)).

Таблица 1

Групповой анализ всего мозга, демонстрирующий эффекты валидности для произвольных и непроизвольных состояний внимания (переориентация) и различия между этими типами внимания (Прогнозируемое недействительное — Действительное> Непредсказуемое недействительное — Действительное)

R
Область эффекта Латеральность X Y Z T Воксели
Переориентация внимания (недействительно> допустимо)
Добровольное внимание Временные подсказки 58 -48 12 8.52 47
Вентральная префронтальная кора R 66 6 14 6,44 10
L 14
Непроизвольное внимание (непредсказуемые сигналы)
Верхняя теменная долька R 26 -50 60 6.85 14
R 24 -72 50 6,68 51
Дорсальная префронтальная кора 14
Вентральная префронтальная кора / нижняя орбитальная лобная L -32 24 -8 6,09 12
Непроизвольное внимание Теменное соединение L -58 -38 8 6.49 22
R 58 -46 14 5,25 12

Результаты

Поведенческие результаты в каждой ячейке для правильного

RT 9 Дизайн для каждого участника был проанализирован с помощью дисперсионного анализа для повторных измерений. Был главный эффект валидности, а не взаимодействие с сеансом. Как для прогнозируемых, так и для непрогнозируемых блоков участники были быстрее в действительных, чем недействительных испытаниях (прогнозируемые: действительные = 684 мс, недопустимые = 720 мс; p <0.05: Непредсказуемый: действительный = 674 мс, недействительный = 711 мс; p <0,01), что согласуется с предыдущими результатами (например, Prinzmetal et al., 2005a). Величина преимущества достоверности была аналогичной: 36 мс для произвольного и 37 мс для непроизвольного внимания. Не было никакого влияния порядка (сначала прогнозирующий против непрогнозирующего) на величину следящего эффекта (F <1). Точность была высокой для обоих типов сигналов (прогнозирующий: действительный = 96%, недействительный = 94%, p> 0,1; непредсказуемый: действительный = 97%, недействительный = 96%, p> 0,1). С точностью в качестве зависимой меры ANOVA не выявил эффектов валидности или сеанса, а также взаимодействия.

Данные изображений

Идентификация FFA

Различие между лицами и сценами вызывало специфическую для лиц активность веретенообразной извилины для всех участников, определяя интересующие области FFA (см. Раздел «Методы»).

Анализ ROI — эффекты пространственного наведения на FFA

Поскольку только 6 из 10 участников имели как правую, так и левую FFA, у нас было меньше возможностей для исследования различий между левой и правой FFA. Хотя правая FFA в целом проявляла больше активности, связанной с заданием, сторона FFA не взаимодействовала с типом внимания.Модель конечного импульсного отклика (FIR) (см. Методы) использовалась для оценки гемодинамического ответа для каждого состояния в пределах FFA каждого участника. Эти функции ответа были подвергнуты ANOVA с латеральностью мишени (контралатеральной / ипсилатеральной), латеральностью сигнала (контралатеральной / ипсилатеральной), типом внимания (произвольным / непроизвольным) и временем (от 1 секунды до 7 секунд) в качестве факторов. В целом, ответ FFA был выше для контралатеральных сигналов по сравнению с ипсилатеральными сигналами и лицами (латеральность сигнала × время, F 6,54 = 2.41, р <0,05; латеральность цели × время, F 6,54 = 8,81, p <0,01). Эти взаимодействия были квалифицированы взаимодействиями более высокого порядка с сеансом (прогнозирующий против непрогнозирующего). В частности, различные последствия произвольной и непроизвольной ориентации были выявлены значительным четырехсторонним взаимодействием реакции FFA между латеральностью цели, латеральностью сигнала, типом внимания и временем (F 6,54 = 2,44, p <0,05). Чтобы исследовать природу этого взаимодействия, мы проанализировали пиковые ЖЕЛТЫЕ ответы (свернутые через 4-6 секунд) в FFA для каждого типа внимания.

Основные результаты заключаются в том, что BOLD-ответ в контрлатеральной FFA увеличивается для валидных по сравнению с недействительными испытаниями, но только тогда, когда произвольно манипулируют вниманием. сравнивает действительные и недействительные испытания в контралатеральной FFA для произвольного и непроизвольного внимания. Примеры испытаний на рисунках являются примерами для правильного FFA, представленными в иллюстративных целях. Эти сравнения представляют собой два способа описания эффектов валидности, первый из которых фокусируется на том, где представлена ​​цель в двух типах испытаний (валидные или валидные).на противоположной стороне лица), а другой — на том, где представлена ​​реплика в двух типах испытаний (действительная или контрлатеральная). Оба этих сравнения представляют интерес, поскольку мы не можем различить, какая часть испытания (сигнал или цель) максимально учитывает эффекты в ЖИРНОМ ответе. Сигналы и цели являются частью одного и того же события в этом дизайне фМРТ, и поэтому необходимы дальнейшие эксперименты с использованием разных методов, чтобы полностью разделить обработку сигнала и цели.

Эффект действительности в FFA.Анализ ROI FFA, показывающий зависимость вызванного уровня оксигенации крови (BOLD) от времени в контралатеральной FFA в зависимости от типа внимания и достоверности сигнала. Когда лицу предшествует действительный пространственный сигнал (действительные испытания), возникает более сильная вызванная реакция, чем на лицо без контроля (недействительное испытание, контрлатеральное лицо), для произвольного внимания, но не для непроизвольного внимания. Точно так же, когда лицо появляется в указанном месте (действительные испытания), возникает более сильная вызванная реакция, чем когда лицо не появляется в указанном месте (недопустимые испытания, контралатеральный сигнал), но только с произвольным вниманием, а не с непроизвольным вниманием. .Примеры контрастов (вверху слева) показаны для правой FFA, однако графики представляют данные для обеих FFA (для левой FFA контраст меняется влево-вправо).

Эффект валидности 1

Для условий прогнозирования, когда сигнал и лицо появлялись в одном и том же месте (Допустимые испытания,), ответы FFA на противоположной стороне были усилены по сравнению с лицом без контроля (Недействительные испытания, контрлатеральное лицо; F 1 , 54 = 7,48, p <0,01). Непроизвольное внимание не вызывало различий между этими состояниями (; F 1,54 = 1.20, p> 0,2). Несмотря на тот же сенсорный ввод, предсказательные сигналы модулировали активность FFA, в то время как непрогнозирующие сигналы — нет. Когда было представлено латерализованное лицо, активность контралатеральной СЖК усиливалась достоверным прогностическим сигналом. Когда лицу предшествовала непредсказуемая реплика, FFA реагировал эквивалентно на поданное и необработанное лицо.

Эффект валидности 2

Этот эффект подчеркивает, как произвольное и непроизвольное внимание влияет на латеральность ответа FFA. Для условий прогнозирования, когда метка и лицо появлялись в одном и том же месте (Допустимо,), ответы FFA на противоположной стороне были усилены по сравнению с одной сигнальной меткой в ​​том же месте (Недействительно, контрлатеральная метка,; F 1,54 = 43 .1, р <0,001). Непроизвольное внимание не вызывало различий между этими состояниями (; F 1,54 = 1,45, p> 0,2). Когда был представлен латерализованный сигнал, активность контралатерального FFA усиливалась, когда лицо появлялось в ожидаемом месте (с прогнозирующими сигналами). Когда сигнал не был предсказуемым, реакция FFA не модулируется местоположением лица (нет латерального эффекта местоположения лица).

В целом, когда внимание было добровольно направлено на периферические области поля зрения, нейронная активация в контралатеральной FFA была выше, когда лицо появлялось в указанном месте, что согласуется с повышенной обработкой сигналов и / или лиц в этой области по сравнению с реплики и / или лица в оставленных без присмотра регионах.Однако, когда внимание было привлечено непроизвольно, такого усиления не наблюдалось.

Мы также наблюдали тенденцию для основного эффекта сеанса (Predicitve> Nonpredicitve; F 1,9 = 3,92, p = 0,079). Помимо упомянутой выше модуляции внимания, связанной с достоверностью, это может представлять устойчивый эффект внимания, такой как сдвиг базовой линии для прогнозирования прогнозируемого сигнала. Хотя кажется, что в прогнозирующем сеансе больше активности, даже в момент времени 0 (в начале сигнала), этот эффект не является значительным (p> 0.1).

Анализ всего мозга

В дополнение к первичной области интереса (FFA) был проведен анализ всего мозга, чтобы определить области мозга, на которые влияет достоверность сигнала в различных условиях внимания (). Все представленные сравнения значимы при р <0,05 с поправкой на семейную ошибку. Сравнивая валидные испытания и недействительные испытания, когда сигнал был предсказуемым, и когда сигнал не был предсказуемым, мы определили области, участвующие в пространственной переориентации внимания после произвольных и непроизвольных сдвигов внимания (;).В состоянии произвольного внимания области левой и правой вентральной префронтальной коры, а также правое височно-теменное соединение (ВПС) были значительно более активными при недействительности по сравнению с действующими испытаниями. Напротив, после непроизвольной ориентации области правой верхней теменной коры и левой нижней лобной коры показали большую активность, связанную с переориентацией на недействительные испытания. Кроме того, взаимодействие валидности и типа сигнала было исследовано путем сравнения эффектов валидности (недействительно> валидно) между прогностическими и непрогнозирующими условиями (, внизу;).Этот анализ выявил области височно-теменного соединения (ВПС) с обеих сторон, где активность была выше для переориентации после произвольных сдвигов внимания на сигнал по сравнению с непроизвольными сдвигами. Мы также сравнили непрогнозирующие валидные испытания с исходными, чтобы определить, есть ли какие-либо доказательства активности в этих областях TPJ, связанной с непроизвольной ориентацией, и не обнаружили такой активности (даже когда мы снизили порог до нескорректированного p = 0,01).

Поведенческое исследование

Этот эксперимент проводился, чтобы определить, приводит ли уменьшение различимости лиц к различным эффектам произвольного и непроизвольного внимания на точность, которая служила основным зависимым показателем.Точность анализировалась с помощью смешанного дисперсионного анализа с типом внимания (прогнозирующий, непрогнозирующий) и достоверностью (действительный, недействительный) в качестве факторов. Наблюдалась значительная взаимосвязь между достоверностью реплики и типом внимания (F 1,30 = 4,30, p <0,05;), и не было никаких основных эффектов типа внимания или достоверности. В соответствии с Prinzmetal et al. (2005a), наблюдался значительный эффект достоверности с помощью прогнозирующих сигналов (действительный = 79,6%, неверный = 75,9%, F 1,30 = 4,46, p <0,05), но не с непредсказуемыми сигналами (действительный = 79.2%, неверно = 80,7%, F <1).

Результаты поведенческого эксперимента, отображающие точность распознавания лиц в зависимости от достоверности реплики и условий внимания.

Обсуждение

Наши находки демонстрируют, что произвольное и непроизвольное внимание может иметь разные нейронные последствия в областях, связанных с обработкой восприятия в вентральной системе. Активность FFA модулируется, когда лицо-мишень получает правильную команду, но только в условиях произвольного внимания. Результаты в условиях произвольного внимания не могут быть объяснены сенсорными механизмами, потому что сенсорные события были идентичны для прогностических и непрогнозирующих условий.Единственная разница между добровольными и недобровольными условиями заключалась в соотношении действительных и недействительных испытаний. С прогнозирующими сигналами, когда лицо было представлено в указанном месте, контрлатеральный ответ FFA был больше, чем на один сигнал или только на лицо. В отличие от этого, с нерелевантными сигналами (непрогнозирующими) ответы на сопутствующие сигналы и цели были не больше, чем ответы только на контралатеральные сигналы или цели ().

Различия в ЖЕЛТЫХ ответах между произвольным и непроизвольным вниманием нельзя отнести к таким факторам, как скорость обработки или сложность задачи, поскольку RT не различались в зависимости от условий внимания.Интересно, что образец активации в FFA соответствует тому, что мы обнаружили в нашем поведенческом исследовании. Прогнозирующие пространственные сигналы модулируют как FFA, так и точность, в то время как непрогнозирующие сигналы не модулируют ни FFA, ни точность. В совокупности результаты предполагают потенциальный механизм нашего поведенческого паттерна результатов, так что эффект произвольного внимания в FFA может быть, по крайней мере, частично ответственен за лучшее распознавание, когда задача становится более сложной. Фактически, мы прогнозируем, что если бы задача распознавания лиц была сложнее, мы могли бы увидеть более сильные эффекты произвольного внимания, как поведенческие, так и в FFA.Управление трудностями восприятия в парадигме фМРТ будет важным направлением для будущих исследований.

Альтернативное объяснение наших результатов состоит в том, что отсутствие усиления в непроизвольном состоянии может быть связано с ингибированием или подавлением обработки сигналов, а не с усилением, вызванным произвольным вниманием. Важно отметить, что эксперимент разработан таким образом, что стимулы идентичны в условиях произвольного и непроизвольного внимания. Следовательно, внимание должно вызывать разницу между двумя состояниями, будь то содействие или запрет.Важнейшими элементами в интерпретации нашего эффекта внимания являются поведенческие данные, которые демонстрируют: 1) более быстрые RT для достоверно запрограммированных лиц, чем недействительно запрограммированные лица, даже при непроизвольном внимании (т. Е. Не было никакого запрета на возврат) и 2) лучшее различение лиц после произвольное внимание, а не подавление после непроизвольного внимания (т. е. худшая производительность в указанном месте). Учитывая эти результаты, мы предсказали усиление FFA после произвольного внимания и уменьшение или отсутствие этого усиления после непроизвольного внимания.Это соответствие с перцептивными характеристиками привело к текущей интерпретации наших результатов визуализации в FFA.

В литературе есть случаи, когда непредсказуемые подсказки или короткие SOA действительно влияют на точность (например, Cameron et al., 2002; Carrasco et al., 2000; Horstmann, 2002; Shiu & Pashler, 1994). Одно критическое различие между теми, которые демонстрируют эффект точности, и теми, которые этого не делают, заключается в том, что определяет пределы производительности. Производительность может быть ограничена, потому что цели очень похожи.В качестве альтернативы производительность может быть ограничена из-за того, что неизвестно, в каком месте находится цель. В настоящем эксперименте (и в экспериментах Prinzmetal, McCool et al., 2005) ограничение производительности было связано с схожестью целей — было совершенно ясно, в каком месте находится цель. В других экспериментах, которые обнаружили эффекты точности с короткими SOA и / или непрогнозирующими сигналами, предел производительности мог заключаться в знании того, в каком месте находится цель. Например, Кэмерон и др. (2002) обнаружили, что на точность влияет пространственный сигнал с относительно коротким SOA.Гулд, Вольфганг и Смит (в печати; также см. Smith, Wolfgang, & Sinclair, 2004) повторили эти результаты, но продемонстрировали, что, когда местоположение цели было четко обозначено высококонтрастным перекрестием, эффект исчезал.

Существует как минимум два механизма, посредством которых неопределенность местоположения может влиять на точность. Во-первых, эффект точности может быть опосредован на уровне анализа принятия решения. Воспринимаемая информация одинаково регистрируется в местах, где указана и не отправлена ​​команда, но участники основывают свои ответы на информации в указанном месте (например,г. Шоу, 1980; Шиу и Пашлер, 1994). Второй механизм — это механизм последовательного поиска. В каком месте находится цель, не сразу видно, поэтому участники проводят последовательный поиск, и они склонны начинать этот поиск в указанном местоположении 3 . Можно спросить, задействует ли этот направленный поиск (начиная с указанного места) тот же нейронный механизм, что и произвольное внимание. Наши результаты фМРТ предлагают один из методов решения этого вопроса. Если мы увеличим сложность определения местоположения цели, добавив фольгу и / или дополнительные местоположения, получим ли модуляцию FFA даже с помощью непредсказуемой подсказки?

Настоящее исследование не исследует, какие зрительные области модулируются непроизвольным вниманием.Таким образом, мы представляем только одну диссоциацию между произвольным и непроизвольным вниманием. Однако это ограничение дизайна, поскольку оба состояния нашего внимания содержат непроизвольный или управляемый стимулом компонент. Таким образом, мы не можем изолировать эффекты внешнего внимания. Serences et al. (2005) обнаружили эффекты непроизвольного захвата внимания на экстрастриальную корковую активность. Однако в этом исследовании внимание было обращено на несоответствующее задаче пространственное положение с релевантным для задачи целевым признаком.Этот вид захвата имеет нисходящий компонент, а именно целевое внимание к релевантной функции. Лю, Пестилли и Карраско (2005) обнаружили повышенную активность V4 в ситуации непрогнозирующей привязки в условиях, когда две потенциальные синусоиды появлялись в качестве целей после сигнала, и участники должны были выбрать одну с соответствующей характеристикой (ориентацией). Наше исследование отличается от этого тем, что целевой дисплей представлял собой единый элемент, а выбор целевого местоположения был относительно простым (то есть было очень мало неопределенности поиска или местоположения).Хотя наше исследование не выделяет локус непроизвольного выбора внимания, мы показали, что его последствия отличаются от произвольного внимания в визуальной области высокого уровня, связанной с распознаванием объектов. Для прямого сравнения этих типов пространственного внимания в различных областях визуальной иерархии потребуются будущие исследования. Использование периферийных лиц в задаче локализатора — это один из способов функциональной идентификации дополнительных визуальных областей, представляющих интерес, для проведения аналогичного сравнения, как это делается в настоящее время в FFA.

Хотя наше исследование было сосредоточено на лицах и FFA, мы не считаем, что наши эффекты произвольного внимания уникальны для этой области коры. Другие исследования «чистого» произвольного внимания выявили модуляции внимания по всей визуальной иерархии, такие как V2, VP, V4 и TEO (Hopfinger, Buonocore, & Mangun, 2000; Kastner, Pinsk, De Weerd, Desimone, & Ungerleider, 1999 ). Будущие исследования с использованием ретинотопного картирования для выявления таких областей интереса могут выявить схожие диссоциации между произвольным и непроизвольным вниманием, но это остается открытым вопросом.

Как отмечалось ранее, фМРТ, в принципе, не имеет временного разрешения, чтобы отличить сигнал от деятельности, связанной с целью, или даже то, являются ли текущие эффекты ранними и воспринимаемыми, или возникают после того, как задача или процесс принятия решения завершены. Однако теперь с помощью ЭЭГ есть признаки того, что существуют различия в реакции гамма-диапазона на произвольное и непроизвольное пространственное внимание к лицам (Ландау, Эстерман, Робертсон, Бентин и Принцметал, в печати). ЭЭГ имеет временное разрешение для раздельного измерения обработки сигналов и лиц.Ландау и др. находит различия в обработке сигналов и целей между двумя типами внимания, предполагая, что наши текущие результаты действительно отражают различия в обработке стимулов, связанных с заданием.

Наш анализ всего мозга сравнил переориентацию в произвольных и непроизвольных условиях и выявил большую активность височного теменного соединения (TPJ), связанную с переориентацией после прогнозирующих сигналов. Этот результат частично согласуется с другими исследованиями, демонстрирующими, что TPJ связан с обработкой цели, когда эти цели появляются в неожиданных или необслуживаемых местах (Corbetta, Kincade, Ollinger, McAvoy, & Gordon, 2000; Corbetta & Shulman, 2002; Kincade et al., 2005; Serences et al., 2005). Хотя эти исследования обнаруживают латерализованную систему переориентации правого полушария, наше исследование показывает, что оба полушария могут участвовать в этой функции. Важно отметить, что эта активность TPJ отсутствовала после переключения непроизвольного внимания. Это открытие аналогично выводу Kincade et al. (2005), которые обнаружили, что активность TPJ была связана с переориентацией после эндогенного предиктивного сигнала, но не непредсказуемого периферического сигнала. Это исследование также показало, что TPJ не реагирует на непредсказуемые периферические сигналы выше нейтрального состояния.Хотя нам не удалось отделить сигнал от активности, связанной с целью, мы не обнаружили никакой активности в этих областях TPJ в непрогнозируемых валидных испытаниях. Indovina и Macaluso (2007) также обнаружили, что очень заметные, но не относящиеся к задаче стимулы не задействуют вентральную сеть внимания.

Настоящее исследование демонстрирует, что произвольная и непроизвольная ориентация внимания может по-разному влиять на связанную с восприятием корковую область в вентральном потоке и согласуется с усилением восприятия при использовании произвольного внимания.Взаимодействие между произвольным и непроизвольным вниманием и эффектами валидности также согласуется с поведенческими различиями между ошибками и временем реакции на действительные и недействительные сигналы, о которых ранее сообщалось в поведенческой литературе. Как произвольное, так и непроизвольное внимание вызывало более быстрые ответы в правильно назначенных местах, чем в неверно запрошенных местах. Однако только добровольное внимание повысило точность в ситуации, когда предел производительности не находился в обнаружении цели. Вместе эти результаты предполагают, что нейронная активность в FFA отражает отчетливые изменения в процессинге, связанные с двумя типами ориентации внимания.

В то время как как произвольная, так и непроизвольная системы задействуют множество перекрывающихся областей лобной и теменной коры (Kim et al., 1999; Mayer et al., 2004; Peelen et al., 2004; Rosen et al., 1999), в настоящее время Исследование показывает, что их влияние на системы восприятия в вентральной коре может фактически различаться как в отношении их влияния на нервные реакции, так и на производительность.

Сноски

1 Warner et al. (1990) обнаружили, что SOA, при которой произвольное внимание начинает становиться эффективным, зависит от уровня практики наблюдателя.Чем больше практики у наблюдателей, тем короче критическая SOA для произвольного внимания, всего 50 мс. Таким образом, результаты Carrasco et al. (2000, 2002), возможно, отражает добровольное внимание.

2 Эта парадигма была аналогична принципам Prinzmetal, McCool, et al. (2005) Эксперименты 9–11, но использовался другой интервал между меткой и целью (SOA).

3 Smith et al. (2004) предложили связанный механизм. Все предметы воспринимаются с одинаковой точностью, но последовательно передаются в прочную зрительную память.Смещение состоит в том, чтобы начинать с указанного места, чтобы элементы в этом месте с меньшей вероятностью были нарушены последующей маской.

Заявление издателя: Это PDF-файл неотредактированной рукописи, принятой к публикации. В качестве услуги для наших клиентов мы предоставляем эту раннюю версию рукописи. Рукопись будет подвергнута копированию, верстке и рассмотрению полученного доказательства, прежде чем она будет опубликована в окончательной форме для цитирования. Обратите внимание, что во время производственного процесса могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержание, и все юридические оговорки, относящиеся к журналу, имеют отношение.

Ссылки

  • Allison T, Ginter H, McCarthy G, Nobre AC, Puce A, Luby M, et al. Распознавание лиц в экстрастриальной коре головного мозга человека. Журнал нейрофизиологии. 1994. 71 (2): 821–825. [PubMed] [Google Scholar]
  • Кэмерон Э.Л., Тай Дж. К., Карраско М. Скрытое внимание влияет на психометрическую функцию контрастной чувствительности. Исследование зрения. 2002. 42 (8): 949–967. [PubMed] [Google Scholar]
  • Carrasco M, Penpeci-Talgar C, Eckstein M. Пространственное скрытое внимание увеличивает контрастную чувствительность в CSF: Поддержка усиления сигнала.Исследование зрения. 2000; 40: 1203–1215. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Corbetta M, Kincade JM, Ollinger JM, McAvoy MP, Gordon SL. Произвольная ориентация отделена от обнаружения цели в задней теменной коре головного мозга человека. Природа Неврологии. 2000; 3: 201–215. [PubMed] [Google Scholar]
  • Корбетта М., Шульман Г.Л. Контроль целенаправленного и стимулированного внимания в мозгу. Обзоры природы Неврология. 2002. 3 (3): 201–215. [PubMed] [Google Scholar]
  • Даунинг П., Лю Дж., Канвишер Н.Тестирование когнитивных моделей зрительного внимания с помощью фМРТ и МЭГ. Нейропсихология. 2001; 39: 1329–1342. [PubMed] [Google Scholar]
  • Фристон К.Дж. Статистическое параметрическое отображение: онтология и текущие вопросы. Журнал мозгового кровотока и метаболизма. 1995; 15: 361–370. [PubMed] [Google Scholar]
  • Газзанига М.С., Иври РБ, Мангун Г.Р. В когнитивной нейробиологии: биология разума. W.W. Нортон; Нью-Йорк: 1998. стр. 223. [Google Scholar]
  • Gould IC, Wolfgang BJ, L. SP.Пространственная неопределенность объясняет экзогенные и эндогенные эффекты привлечения внимания при обнаружении визуального сигнала. Журнал видения. под давлением. [PubMed] [Google Scholar]
  • Hopfinger JB, Buonocore MH, Mangun GR. Нейронный механизм нисходящего контроля внимания. Природа Неврологии. 2000. 3 (3): 284–291. [PubMed] [Google Scholar]
  • Хорстманн Г. Доказательства захвата внимания удивительным цветным синглом при визуальном поиске. Психологическая наука. 2002. 13 (6): 499–505. [PubMed] [Google Scholar]
  • Indovina I, Macaluso E.Диссоциация факторов релевантности и значимости стимула во время сдвигов зрительно-пространственного внимания. Кора головного мозга. 2007. 17 (7): 1701–11. [PubMed] [Google Scholar]
  • Йонидес Дж. К модели движения мысленного взора. Канадский журнал психологии. 1980; 34: 103–112. [PubMed] [Google Scholar]
  • Йонидес Дж. Добровольный или автоматический контроль движений мысленного взора. В: Лонг Дж. Б., Баддели А. Д., редакторы. Внимание и производительность IX. Эрльбаум; Hillsdale, NJ: 1981. [Google Scholar]
  • Kanwisher N, McDermott J, Chun MM.Веретенообразная область лица: модуль в экстрастриальной коре головного мозга человека, специализирующийся на восприятии лица. Журнал неврологии. 1997. 17 (11): 4302–4311. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Kastner S, Pinsk MA, De Weerd P, Desimone R, Ungerleider LG. Повышенная активность зрительной коры головного мозга человека во время направленного внимания в отсутствие зрительной стимуляции. Нейрон. 1999. 22 (4): 751–761. [PubMed] [Google Scholar]
  • Ким Й.Х., Гительман Д.Р., Нобре А.С., Пэрриш ТБ, ЛаБар К.С., Месулам М.М. Крупномасштабная нейронная сеть для пространственного внимания демонстрирует многофункциональное перекрытие, но дифференциальную асимметрию.Нейроизображение. 1999. 9 (3): 269–277. [PubMed] [Google Scholar]
  • Кинкейд Дж. М., Абрамс Р. А., Астафьев С. В., Шульман Г. Л., Корбетта М. Исследование произвольной и стимулированной ориентации внимания с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии, связанной с событием. Журнал неврологии. 2005. 25 (18): 590–600. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Ландау А., Эстерман М., Робертсон Л., Бентин С., Принцметал В. Различные эффекты произвольного и непроизвольного внимания на активность ЭЭГ в гамма-диапазоне.Журнал неврологии. 2007. 27: 11986–90. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Лю Т., Пестилли Ф., Карраско М. Преходящее внимание улучшает характеристики восприятия и реакцию фМРТ в зрительной коре головного мозга человека. Нейрон. 2005; 45: 469–477. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Lupianez J, Milan EG, Tornay FJ, Madrid E, Tudela P. Происходит ли IOR в задачах распознавания? Да, но позже. Восприятие и психофизика. 1997. 59 (8): 1241–1254. [PubMed] [Google Scholar]
  • Mayer AR, Dorflinger JM, Rao SM, Seidenberg M.Нейронные сети, лежащие в основе эндогенного и экзогенного зрительно-пространственного ориентирования. Нейроизображение. 2004. 23 (2): 534–541. [PubMed] [Google Scholar]
  • Миллер Э., Коэн Дж. Интегративная теория функции префронтальной коры. Ежегодные обзоры Neurosicence. 2001; 24: 167–202. [PubMed] [Google Scholar]
  • Накаяма К., Маккебен М. Устойчивые и преходящие компоненты фокального зрительного внимания. Исследование зрения. 1989. 22 (10): 1261–1271. [PubMed] [Google Scholar]
  • О’Крэвен К.М., Даунинг П., Канвишер Н.Свидетельство фМРТ для объектов как единиц выбора внимания. Природа. 1999; 401: 584–587. [PubMed] [Google Scholar]
  • Пилен М.В., Хесленфельд Д.Д., Тьювес Дж. Эндогенные и экзогенные сдвиги внимания опосредуются одной и той же крупномасштабной нейронной сетью. Нейроизображение. 2004. 22 (2): 822–830. [PubMed] [Google Scholar]
  • Познер М.И. Хронометрические исследования разума. Эрльбаум; Хиллсдейл, Нью-Джерси: 1978. [Google Scholar]
  • Posner MI. Ориентация внимания. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии.1980; 32: 3–25. [PubMed] [Google Scholar]
  • Познер М.И., Коэн Ю.А., Рафаль Р.Д. Управление нейронными системами ориентации в пространстве. Философские труды Королевского общества Б. 1982; 298: 187–198. [PubMed] [Google Scholar]
  • Познер М.И., Ниссен М.Дж., Огден В.К. Обслуживаемые и автоматические режимы обработки: роль набора для пространственного размещения. В: Pick HJ, Saltzman E, редакторы. Модели восприятия и обработки информации. Эрльбаум; Хиллсдейл, Нью-Джерси: 1978. С. 137–158. [Google Scholar]
  • Познер М.И., Снайдер CRR, Дэвидсон Б.Дж.Внимание и обнаружение сигналов. Журнал экспериментальной психологии: Общие. 1980; 109: 160–174. [PubMed] [Google Scholar]
  • Prinzmetal W, McCool C, Park S. Внимание: время реакции и точность показывают разные механизмы. Журнал экспериментальной психологии: Общие. 2005. 134 (1): 73–92. [PubMed] [Google Scholar]
  • Prinzmetal W, Park S, Garette R. Непроизвольное внимание и точность идентификации. Восприятие и психофизика. 2005. 67: 1344–1353. [PubMed] [Google Scholar]
  • Prinzmetal W, Звиняцковский А., Дилем Л.Добровольное и непроизвольное внимание имеют разные последствия: эффект затруднения восприятия; Документ, представленный на Ежегодном собрании Психономического общества; Миннеаполис, Миннесота. 2004. [Google Scholar]
  • Пьюс А., Эллисон Т., Гор Дж., Маккарти Г. Чувствительные к лицу области экстрастриальной коры головного мозга человека изучены с помощью функциональной МРТ. Журнал нейрофизиологии. 1995; 74: 1192–1199. [PubMed] [Google Scholar]
  • Розен А.С., Рао С.М., Каффарра П., Скаглиони А., Бобхольц Дж. А., Вудли С. Дж. И др. Нейронные основы эндогенной и экзогенной пространственной ориентации.Функциональное МРТ-исследование. Журнал когнитивной неврологии. 1999. 11 (2): 135–152. [PubMed] [Google Scholar]
  • Серенс Дж. Т., Шварцбах Дж., Кортни С. М., Голей X, Янтис С. Контроль объектно-ориентированного внимания в коре головного мозга человека. Кора головного мозга. 2004. 14: 1346–1357. [PubMed] [Google Scholar]
  • Серенс Дж. Т., Шомштейн С., Лебер А. Б., Голей Х, Эгет Х. Э., Янтис С. Координация произвольного и управляемого стимулами контроля внимания в коре головного мозга человека. Психологическая наука. 2005. 16: 114–122. [PubMed] [Google Scholar]
  • Sergent J, Ohta S, MacDonald B.Функциональная нейроанатомия обработки лица и объектов. Исследование позитронно-эмиссионной томографии. Головной мозг. 1992. 115 (1): 15–36. [PubMed] [Google Scholar]
  • Шоу М.Л. Выявление компонентов внимания и принятия решений при обработке информации. В: Никерсон Р.С., редактор. Внимание и производительность VIII. Эрлбаум; Хиллсдейл, Нью-Джерси: 1980. С. 277–296. [Google Scholar]
  • Шиу П.Л., Пашлер Х. Незначительное влияние пространственного ограничения на идентификацию одиночных цифр. Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и производительность.1994; 20: 1037–1054. [Google Scholar]
  • Smith PL, Wolfgang BJ, Sinclair AJ. Маски-зависимые эффекты внимания при обнаружении визуального сигнала: психометрическая функция контраста. Восприятие и психофизика. 2004. 66 (6): 1056–1075. [PubMed] [Google Scholar]
  • Уорнер CB, Джуола Дж., Кошино Х. Добровольное распределение или автоматический захват визуального внимания. Восприятие и психофизика. 1990; 48: 243–251. [PubMed] [Google Scholar]
  • Войджулик Э., Канвишер Н., Драйвер Дж.Скрытое зрительное внимание модулирует специфическую для лица активность веретенообразной извилины человека: исследование фМРТ. Журнал нейрофизиологии. 1998. 79 (3): 1574–1578. [PubMed] [Google Scholar]

Добровольное и непроизвольное внимание по-разному влияет на дискриминацию лиц

Neuropsychologia. Авторская рукопись; доступно в PMC 2009 1 января 2009 г.

Опубликован в окончательной отредактированной форме как:

PMCID: PMC2277324

NIHMSID: NIHMS42530

Майкл Эстерман

1 Департамент психологии и наук о мозге, Университет Джона Хопкинса MD 21218

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

Уильям Принцметал

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

Джо ДеГутис

2 Департамент психологии , Калифорнийский университет, Беркли, Калифорния 94720

Айелет Ландау

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

Элиот Хазелтин

3 Департамент психологии Университета Айовы, Айова-Сити, Айова 52242

Тимоти Верстинен

4 Keck Center for Integrative Neurosc ience, Калифорнийский университет, Сан-Франциско, Калифорния

Линн Робертсон

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

5 Управление по делам ветеранов, Мартинес, Калифорния 94553

1 Департамент Психологические науки и науки о мозге, Университет Джона Хопкинса, Балтимор, Мэриленд 21218

2 Департамент психологии Калифорнийского университета, Беркли, Калифорния 94720

3 Департамент психологии, Университет Айовы, Айова-Сити, Айова-Сити 52242

4 Центр интегративной неврологии им. Кека, Калифорнийский университет, Сан-Франциско, Калифорния

5 Управление по делам ветеранов, Мартинес, Калифорния 94553

Для отправки корреспонденции: Майклу Эстерману, Департамент психологии и мозговых наук, Университет Джона Хопкинса, 3400 N .Charles St., Baltimore, MD 21218-2686, электронная почта: [email protected], телефон: 510 642-6266 Окончательная отредактированная версия этой статьи издателем доступна на сайте Neuropsychologia См. Другие статьи в PMC, в которых цитируется опубликованная статья.

Abstract

Имеют ли произвольное (эндогенное) и непроизвольное (экзогенное) внимание одинаковые последствия для восприятия? Здесь мы использовали фМРТ для изучения активности веретенообразной области лица (FFA-область вентральной зрительной коры, отвечающей на лица) и лобно-теменных областей (дорсальные области, участвующие в пространственном внимании) в условиях произвольных и непроизвольных пространственных сигналов.Параметры испытания и стимула были идентичны для обоих условий репликации. Тем не менее, сигнал предсказал местоположение приближающегося лица цели в произвольном состоянии, но не был предсказуем в непроизвольном состоянии. Предсказуемое условие реплики привело к повышенной активности в FFA по сравнению с непредсказуемым условием реплики. Эти результаты показывают, что произвольное внимание приводит к большей активности в областях мозга, связанных с обработкой лиц, чем непроизвольное внимание, и они согласуются с различными поведенческими эффектами внимания на процессы, связанные с распознаванием.

Ключевые слова: FFA, экзогенное внимание, эндогенное внимание, фМРТ, пространственная подсказка

Визуальное внимание может быть привлечено к месту внезапным появлением, но оно также может быть добровольно перемещено на место в ожидании приближающейся цели (Познер , 1980; Познер, Ниссен и Огден, 1978; Познер, Снайдер и Дэвидсон, 1980). Эти две формы пространственно ориентированного внимания также называются экзогенным и эндогенным вниманием соответственно (Posner, 1978). Обычно предполагается, что это различие относится к различиям в управлении пространственным вниманием.Например, данные свидетельствуют о том, что непроизвольное внимание является автоматическим и преходящим, тогда как произвольное внимание может поддерживаться (Nakayama & Mackeben, 1989). Часто предполагается, что две формы внимания одинаково усиливают обработку восприятия и контролируются одними и теми же нейронными механизмами (см. Gazzaniga, Ivry, & Mangun, 1998).

Недавние поведенческие данные опровергают это предположение (Prinzmetal, McCool, & Park, 2005; Prinzmetal, Park, & Garette, 2005). Используя парадигму пространственных сигналов, они обнаружили, что как произвольное, так и непроизвольное внимание одинаково влияют на время реакции.Участники были быстрее, когда цель появлялась в указанном месте («действительные» испытания), чем в неподдерживаемом месте («недействительные» испытания), как и следовало ожидать, если бы оба типа внимания влияли на обработку одинаковым образом. Однако, когда точность была зависимой переменной, участники были более точными, когда цель появлялась в указанном месте, чем в необнаруженном месте только в условиях произвольного внимания (Prinzmetal, McCool et al., 2005; Prinzmetal, Park et al., 2005) . Более того, возрастающая сложность восприятия объекта оказывает различное влияние на произвольное и непроизвольное внимание (Prinzmetal, Zvinyatskovskiy, & Dilem, 2004).Вместе эти исследования показывают, что эти два типа пространственного внимания имеют разные последствия для восприятия.

Здесь мы исследуем нейронные последствия двух режимов пространственного внимания в задаче распознавания лиц и сосредоточены в первую очередь на активности веретенообразной области лица (FFA) вентрального обрабатывающего потока (Allison et al., 1994; Kanwisher, McDermott, & Chun, 1997; Puce, Allison, Gore, & McCarthy, 1995; Sergent, Ohta, & MacDonald, 1992) в добровольных и недобровольных условиях.Хорошо известно, что FFA больше реагирует на лица, когда внимание направлено на лица, чем на места или другие категории объектов (Serences, Schwarzbach, Courtney, Golay, & Yantis, 2004; O’Craven, Downing, & Kanwisher, 1999; Войджулик, Канвишер и Драйвер, 1998 г.). Другими словами, произвольное объектно-ориентированное внимание увеличивает активность СЖК. Также было показано, что активность FFA увеличивается, когда пространственное внимание направлено на место, содержащее лицо, не имеющее отношения к задаче (Downing, Liu, & Kanwisher, 2001).Однако, насколько нам известно, эффекты произвольного и непроизвольного пространственного внимания на ответы FFA не исследовались и не сравнивались непосредственно в аналогичных экспериментальных условиях. В настоящем исследовании мы комбинируем методы пространственных сигналов с задачей распознавания лиц с использованием предсказуемых и непредсказуемых условий периферических сигналов, чтобы определить, отличается ли нейронный ответ в FFA в условиях произвольного и непроизвольного внимания. Чтобы управлять произвольным или непроизвольным вниманием, вероятность появления целевого лица в указанном месте варьируется, в то время как все другие аспекты задачи остаются неизменными.

В нескольких исследованиях использовалась фМРТ для сравнения произвольного и непроизвольного внимания (Kim et al., 1999; Kincade, Abrams, Astafiev, Shulman, & Corbetta, 2005; Mayer, Dorflinger, Rao, & Seidenberg, 2004; Peelen, Heslenfeld, & Theeuwes, 2004; Rosen et al., 1999). Три из этих исследований не обнаружили различий между добровольными и непроизвольными состояниями или почти не обнаружили их (Kim et al., 1999; Peelen et al., 2004; Rosen et al., 1999). Два исследования обнаружили различия в теменно-лобных сетях, которые, вероятно, опосредуют контроль внимания (Kincade et al., 2005; Mayer et al., 2004). Однако ни одно из этих исследований не фокусировалось на различиях вентральных областей, ответственных за распознавание объектов. Таким образом, в этих исследованиях не проводится различий между потенциально различными нейронными последствиями двух форм внимания. В данной статье мы используем хорошо известные свойства FFA для изучения последствий внимания в области коры головного мозга, связанных с распознаванием лиц.

Важно отметить, что в предыдущих исследованиях периферические сигналы в непроизвольных условиях сравнивались с центральными сигналами в произвольных состояниях, часто с разными временными параметрами.В этих обстоятельствах нельзя исключать различие сенсорной информации между двумя состояниями как причину различий. Напротив, экспериментальные события для двух условий внимания были идентичны в настоящем исследовании (). Каждое испытание начиналось с точки фиксации и двух периферийных ахроматических прямоугольников. Пространственный сигнал был представлен тем, что один из прямоугольников стал красным. При смещении метки целевое лицо на короткое время появилось либо в месте, где указана команда (действительное испытание), либо в месте, где отсутствует запрос (недопустимое испытание).В непроизвольном состоянии сигнал не позволял предсказать местоположение цели (Jonides, 1980, 1981): цель появлялась в указанном месте в 50% испытаний и в месте без предупреждения в 50% испытаний. В произвольном состоянии реплика предсказывала местоположение цели: цель появлялась в указанном месте в 75% испытаний и в необнаруженном месте в 25% испытаний.

Процедура пространственной реплики. Участники выполнили задание на распознавание лиц. Чтобы исследовать произвольное и непроизвольное внимание, сигнал был либо прогнозирующим, либо непредсказуемым в отношении последующего целевого местоположения лица.

Предсказывающий сигнал вызывает произвольное внимание, так как участник получает указание использовать этот сигнал, чтобы предвидеть местоположение цели. Непредсказательная реплика манипулирует непроизвольным вниманием, так как участникам предлагается игнорировать эти реплики, поскольку они не несут информацию о местоположении цели. Таким образом, прогнозируемые и непредсказуемые условия сигналов используются в качестве операционных переменных для произвольного и непроизвольного внимания. Обратите внимание, что использование периферийных сигналов означает, что наш прогнозирующий сеанс также имеет непроизвольный компонент.Кроме того, характер задачи определяет, что при появлении цели участники должны добровольно посещать целевое местоположение независимо от условий сигнала.

Важнейшей особенностью нашего дизайна является то, что отображение стимулов и их время были идентичны для состояний произвольного и непроизвольного внимания. Таким образом, необходимо тщательно подбирать временные параметры. Короткий период времени между сигналом и целью способствует большему эффекту непроизвольного внимания, тогда как длительный период способствует большему эффекту произвольного внимания (Познер, Коэн и Рафаль, 1982; Уорнер, Джуола и Кошино, 1990).К счастью, с задачей распознавания (в отличие от задачи обнаружения) время между сигналом и целью может составлять до 400 мс без уменьшения эффекта непроизвольного внимания (Lupianez, Milan, Tornay, Madrid, & Tudela, 1997). На основе экспериментальной работы с этими стимулами мы выбрали интервал между сигналом и стимулом, который дал бы примерно эквивалентные эффекты произвольного и непроизвольного внимания на время реакции (RT).

Чтобы предварительно просмотреть наши результаты, мы обнаружили, что добровольное внимание увеличивает реакцию FFA, когда лицо появляется в указанном месте, по сравнению с тем, когда оно появляется в необнаруженном месте.Однако эта разница отсутствует при непроизвольном внимании. Эти данные подтверждают гипотезу о том, что механизмы внимания, участвующие в произвольном и непроизвольном внимании, могут иметь различные последствия для вентральных, связанных с распознаванием корковых функций.

В литературе ведутся серьезные разногласия по поводу того, влияет ли непроизвольное внимание на перцептивную репрезентацию. Как упоминалось выше, Принцметал и его коллеги обнаружили, что произвольное внимание, но не непроизвольное внимание, влияет на точность в задачах распознавания (Prinzmetal, McCool et al., 2005; Prinzmetal, Park et al., 2005). С другой стороны, Карраско и ее коллеги обнаружили несколько случаев, когда «экзогенное» внимание влияет на точность. Например, Cameron, Tai и Carrasco (2002) и Carrasco, Penpeci-Talgar и Eckstein (2000) сравнили 100% прогнозирующий сигнал с нейтральным сигналом и обнаружили более высокую точность при 100% прогнозирующем сигнале. Они интерпретировали результаты как отражающие экзогенное внимание, поскольку использовали периферийные сигналы и относительно короткие SOA (<120 мс) 1 .Таким образом, есть случаи, когда непроизвольное внимание может повлиять на точность, а в других — нет. Из-за этого мы также провели поведенческий эксперимент, цель которого заключалась в том, чтобы определить, какой образец точности мы получим, когда те же самые стимулы, используемые в эксперименте фМРТ, трудно различить. Мы обнаружили, что непроизвольное внимание не влияло на точность при использовании лиц, которые было трудно различить по тем же параметрам, которые использовались в эксперименте фМРТ. И наоборот, добровольное внимание улучшило способность различать.Позже мы предложим одно возможное объяснение того, почему одни исследователи находят влияние непроизвольного внимания на точность, а другие нет.

Материалы и методы

Участники

Десять здоровых студентов и аспирантов Калифорнийского университета в Беркли приняли участие в исследовании фМРТ. Еще 32 здоровых студента бакалавриата Калифорнийского университета в Беркли приняли участие в поведенческом исследовании. У всех было нормальное зрение или зрение с поправкой на нормальное, возраст был от 18 до 30 лет. Все участники фМРТ были правшами.Все предоставили информированное согласие, одобренное комитетом IRB Калифорнийского университета в Беркли.

Поведенческая процедура

Целевые стимулы были созданы из цифровых фотографий двух мужчин, которые были похожи внешне (см.). Одно из двух лиц появлялось в качестве мишени на каждом испытании. Перед появлением цели присутствовали два прямоугольника, один из которых стал красным на 300 мс, за которым сразу следовала лицевая цель либо в указанном месте («действительные» испытания), либо в неустановленном месте («недопустимые» испытания). Участникам было предложено решить, какое из двух лиц присутствовало в каждом испытании.Для условия прогнозируемой подсказки 75% испытаний были действительными, а 25% — недействительными, и участникам сказали, что лицо обычно появлялось в указанном месте, поэтому было полезно обратить внимание на это место. Для условия непрогнозируемой подсказки 50% испытаний были действительными, а 50% — недействительными, и участникам сказали, что сигнал не имеет значения, поэтому они должны игнорировать его. Лица были представлены в течение 150 мс. За движениями глаз следили, и испытания, в которых они происходили, были исключены из анализа 2 .

Для эксперимента с визуализацией и предыдущей тренировочной сессии мы решили провести версию, в которой РТ важнее точности. В этой версии лица были изменены лишь незначительно, так что дискриминация составила более 90%. Участникам было предложено ответить как можно быстрее. Мы использовали более простую версию RT в сканере, потому что мы хотели контролировать посторонние нейронные реакции из-за различий в догадках, уверенности или точности и сосредоточиться только на различиях во внимании. Для поведенческого исследования лица были преобразованы таким образом, что участники были правильными только на 75-80%, а точность была подчеркнута, а не RT.

Процедура имитации сканера

Сеансам сканирования накануне предшествовало практическое занятие с имитацией сканера. В моделированном сканере участники лежали на спине в зеркальных очках, которые позволяли им видеть проецируемую презентацию на экране. Движение глаз отслеживали с помощью обратной связи с помощью системы отслеживания глаз Лаборатории прикладных наук (ASL). Это занятие позволило участникам попрактиковаться в выполнении задачи и научиться сохранять фиксацию. К заключительному блоку практики движения глаз были менее 2%, а точность распознавания была лучше 90% для всех участников.Во время моделирования сеанса сканирования участники выполнили такое же количество блоков / испытаний, которое они получили бы в сканере (см. Процедуру фМРТ ниже). Порядок произвольных и непроизвольных блокировок был уравновешен между участниками.

Процедура фМРТ

Участников сканировали с помощью сканера Varian 4 Tesla в Калифорнийском университете в Беркли. Функциональные изображения были получены с использованием градиентной эхопланарной последовательности (TR = 2000 мс, TE = 28 мс, размер матрицы = 64 × 64, FOV = 22,4 см, 3,5 × 3.Размер вокселя 5 × 5,5 мм), чувствительный к жирному контрасту. Каждый функциональный объем состоял из осевых срезов толщиной 18 × 5 мм с промежутками 0,5 мм между каждым срезом, что обеспечивало покрытие всего мозга. Изображения проецировались на специальный экран, установленный на уровне груди участника, и просматривались через наклонное зеркало, помещенное внутри катушки для головы. Ответы производились правой рукой с помощью переносного волоконно-оптического кнопочного блока.

Задача метки

Каждый участник выполнил 6 блоков задачи метки: 3 последовательных блока с предсказательной меткой и 3 последовательных блока с непрогнозирующей меткой.Предсказательный / непредсказуемый порядок был уравновешен. Перед каждым блоком участникам напоминали о предсказуемости реплики (т. Е. Игнорировать реплику или нет) и поддерживать фиксацию. Каждый блок состоял из 64 испытаний. ITI был дрожащим: 25% были 8 секунд, 25% были 6 секунд и 50% были 4 секунды.

Локализатор FFA

Между прогностическим и непрогнозирующим блоками основного эксперимента каждый участник выполнял задачу локализатора FFA со стандартной процедурой (Kanwisher et al., 1997), который ранее использовался для определения ROI для изучения эффектов внимания боковых лиц (например, Wojciulik et al., 1998). Лица в задаче локализатора были представлены при фиксации и отличались по идентичности и размеру (больше), чем лица, использованные в последующей задаче с подсказками. Им были показаны 16-секундные блоки, состоящие либо из лиц, либо сцен, либо фиксаций. В каждом блоке было представлено 20 изображений по 500 мс каждое с ISI 300 мс. Участникам было предложено нажать кнопку ответа, когда текущее изображение было таким же, как и изображение, непосредственно предшествующее ему (в среднем, для каждого блока изображений требовался один ответ).Всего было по 7 блоков каждого типа, сканирование длилось 5 минут 20 секунд. Селективные области лица были получены из контрастирующих блоков лица и сцены в этой одноразовой задаче.

Анализ данных фМРТ

Первоначальная подготовка данных включала реконструкцию изображения, коррекцию движения с использованием шестипараметрического твердотельного выравнивания, выравнивание по методу наименьших квадратов и пространственное сглаживание (8-мм гауссово ядро ​​на полуширине). SPM2 использовался для всей обработки и анализа (Институт когнитивной неврологии Wellcome, Лондон, Великобритания).

Локализатор FFA

Для каждого участника FFA был определен как пик 15 вокселей, которые включали максимальный пик воксела в средней веретенообразной извилине с более жирным сигналом для лиц по сравнению со сценами. Это дало правую и левую FFA для 6 участников, правую FFA только для 2 участников и левую FFA только для 2 участников. Для участников с левой и правой FFA было доступно вдвое больше данных для анализа ROI.

Анализ ROI — естественное пространство FFA

Жирный шрифт, соответствующий каждому типу исследования, оценивался с использованием модели конечной импульсной характеристики (FIR).Изменение сигнала в BOLD-ответе от базовой линии (только образец фиксации) для каждой временной точки, соответствующей первым 16 интерполированным по времени TR (16 секунд), оценивали для каждого вокселя и условия. Этот метод не предполагает канонической формы функции гемодинамического ответа. Функция отклика для каждого FFA представляла собой среднее значение всех вокселей в ROI. Запланированные сравнения пиковых BOLD-ответов были выполнены для сигнала, сжатого через 4-6 секунд. ANOVA проводился с активацией от 1 до 7 секунд, что соответствовало периоду времени, в течение которого все ЖИРНЫЕ ответы были больше нуля.Обратите внимание, что эти функции отклика являются результатом ЖИРНЫХ ответов как на сигнал, так и на цель, поскольку одно испытание моделируется как отдельное событие. Однако это относилось как к произвольным, так и к непроизвольным состояниям внимания. Все испытания были включены в анализ, включали ошибки, которые возникали нечасто (4% испытаний) и не различались между условиями (см. Результаты).

Групповой анализ всего мозга

В дополнение к анализу ROI был проведен анализ всего мозга.Оценки связанных с задачей эффектов были получены с использованием общей линейной модели, которая учитывает внутреннюю ковариационно-дисперсионную структуру временного ряда (Friston, 1995). Для каждого условия моделировались отдельные оценки параметров. Эти модели были созданы для каждого участника в родном космосе. Для данного интересующего эффекта для каждого участника были составлены контрастные карты всего мозга. Анатомическое сканирование высокого разрешения, взвешенное по T1 каждого участника, было нормализовано в той же системе координат, что и мозг MNI-шаблона, с использованием нелинейного преобразования параметров 7 × 8 × 7.Полученные параметры преобразования были применены ко всем контрастным изображениям, созданным в собственном пространстве. Размер вокселя преобразованных карт составлял 2 × 2 × 2 мм. Анализ значимости на уровне группы определялся с помощью анализа случайных эффектов, с использованием t-критерия для 1 выборки или парного t-критерия на картах контраста. Мы рассчитали порог с поправкой на семейную ошибку p = 0,05, полученный из скомпилированных значений семейной ошибки (FWE) для всех отдельных субъектов в группе. Это значение соответствует нескорректированному критическому значению p, равному 0.0007. Сообщаются пороговые кластеры из 10 или более вокселей. Контрасты всего мозга были выполнены для изучения эффектов валидности в произвольных и непроизвольных условиях и их взаимодействия, особенно в лобно-теменных областях (,). Чтобы изучить переориентацию после произвольной и непроизвольной ориентации, действительные испытания сравнивали с недействительными испытаниями для каждого типа сигнала. Эффекты валидности (недействительно> допустимо) изолируют активность, связанную с переориентацией, когда цель появляется в неподдерживаемом месте, от активности, связанной с ориентацией на реплику.Чтобы сравнить переориентацию между произвольными и непроизвольными условиями, эффекты валидности (недействительный> действительный) были противопоставлены между предсказательными и непрогнозирующими блоками подсказок, таким образом исследуя взаимодействие валидности и типа реплики.

Групповой анализ всего мозга, отображающий эффекты пространственной переориентации внимания (Недействительные испытания> Допустимые испытания) в а) состоянии произвольного внимания и б) состоянии непроизвольного внимания. c) Различия в переориентации между добровольными и недобровольными состояниями (прогнозируемый недействительный — действительный vs.Непредсказуемый недействительный — действительный). Диапазон значений P не исправлен, показан в иллюстративных целях (0,0007 соответствует пороговому значению p = 0,05, скорректированному по семейной ошибке (FWE)).

Таблица 1

Групповой анализ всего мозга, демонстрирующий эффекты валидности для произвольных и непроизвольных состояний внимания (переориентация) и различия между этими типами внимания (Прогнозируемое недействительное — Действительное> Непредсказуемое недействительное — Действительное)

R
Область эффекта Латеральность X Y Z T Воксели
Переориентация внимания (недействительно> допустимо)
Добровольное внимание Временные подсказки 58 -48 12 8.52 47
Вентральная префронтальная кора R 66 6 14 6,44 10
L 14
Непроизвольное внимание (непредсказуемые сигналы)
Верхняя теменная долька R 26 -50 60 6.85 14
R 24 -72 50 6,68 51
Дорсальная префронтальная кора 14
Вентральная префронтальная кора / нижняя орбитальная лобная L -32 24 -8 6,09 12
Непроизвольное внимание Теменное соединение L -58 -38 8 6.49 22
R 58 -46 14 5,25 12

Результаты

Поведенческие результаты в каждой ячейке для правильного

RT 9 Дизайн для каждого участника был проанализирован с помощью дисперсионного анализа для повторных измерений. Был главный эффект валидности, а не взаимодействие с сеансом. Как для прогнозируемых, так и для непрогнозируемых блоков участники были быстрее в действительных, чем недействительных испытаниях (прогнозируемые: действительные = 684 мс, недопустимые = 720 мс; p <0.05: Непредсказуемый: действительный = 674 мс, недействительный = 711 мс; p <0,01), что согласуется с предыдущими результатами (например, Prinzmetal et al., 2005a). Величина преимущества достоверности была аналогичной: 36 мс для произвольного и 37 мс для непроизвольного внимания. Не было никакого влияния порядка (сначала прогнозирующий против непрогнозирующего) на величину следящего эффекта (F <1). Точность была высокой для обоих типов сигналов (прогнозирующий: действительный = 96%, недействительный = 94%, p> 0,1; непредсказуемый: действительный = 97%, недействительный = 96%, p> 0,1). С точностью в качестве зависимой меры ANOVA не выявил эффектов валидности или сеанса, а также взаимодействия.

Данные изображений

Идентификация FFA

Различие между лицами и сценами вызывало специфическую для лиц активность веретенообразной извилины для всех участников, определяя интересующие области FFA (см. Раздел «Методы»).

Анализ ROI — эффекты пространственного наведения на FFA

Поскольку только 6 из 10 участников имели как правую, так и левую FFA, у нас было меньше возможностей для исследования различий между левой и правой FFA. Хотя правая FFA в целом проявляла больше активности, связанной с заданием, сторона FFA не взаимодействовала с типом внимания.Модель конечного импульсного отклика (FIR) (см. Методы) использовалась для оценки гемодинамического ответа для каждого состояния в пределах FFA каждого участника. Эти функции ответа были подвергнуты ANOVA с латеральностью мишени (контралатеральной / ипсилатеральной), латеральностью сигнала (контралатеральной / ипсилатеральной), типом внимания (произвольным / непроизвольным) и временем (от 1 секунды до 7 секунд) в качестве факторов. В целом, ответ FFA был выше для контралатеральных сигналов по сравнению с ипсилатеральными сигналами и лицами (латеральность сигнала × время, F 6,54 = 2.41, р <0,05; латеральность цели × время, F 6,54 = 8,81, p <0,01). Эти взаимодействия были квалифицированы взаимодействиями более высокого порядка с сеансом (прогнозирующий против непрогнозирующего). В частности, различные последствия произвольной и непроизвольной ориентации были выявлены значительным четырехсторонним взаимодействием реакции FFA между латеральностью цели, латеральностью сигнала, типом внимания и временем (F 6,54 = 2,44, p <0,05). Чтобы исследовать природу этого взаимодействия, мы проанализировали пиковые ЖЕЛТЫЕ ответы (свернутые через 4-6 секунд) в FFA для каждого типа внимания.

Основные результаты заключаются в том, что BOLD-ответ в контрлатеральной FFA увеличивается для валидных по сравнению с недействительными испытаниями, но только тогда, когда произвольно манипулируют вниманием. сравнивает действительные и недействительные испытания в контралатеральной FFA для произвольного и непроизвольного внимания. Примеры испытаний на рисунках являются примерами для правильного FFA, представленными в иллюстративных целях. Эти сравнения представляют собой два способа описания эффектов валидности, первый из которых фокусируется на том, где представлена ​​цель в двух типах испытаний (валидные или валидные).на противоположной стороне лица), а другой — на том, где представлена ​​реплика в двух типах испытаний (действительная или контрлатеральная). Оба этих сравнения представляют интерес, поскольку мы не можем различить, какая часть испытания (сигнал или цель) максимально учитывает эффекты в ЖИРНОМ ответе. Сигналы и цели являются частью одного и того же события в этом дизайне фМРТ, и поэтому необходимы дальнейшие эксперименты с использованием разных методов, чтобы полностью разделить обработку сигнала и цели.

Эффект действительности в FFA.Анализ ROI FFA, показывающий зависимость вызванного уровня оксигенации крови (BOLD) от времени в контралатеральной FFA в зависимости от типа внимания и достоверности сигнала. Когда лицу предшествует действительный пространственный сигнал (действительные испытания), возникает более сильная вызванная реакция, чем на лицо без контроля (недействительное испытание, контрлатеральное лицо), для произвольного внимания, но не для непроизвольного внимания. Точно так же, когда лицо появляется в указанном месте (действительные испытания), возникает более сильная вызванная реакция, чем когда лицо не появляется в указанном месте (недопустимые испытания, контралатеральный сигнал), но только с произвольным вниманием, а не с непроизвольным вниманием. .Примеры контрастов (вверху слева) показаны для правой FFA, однако графики представляют данные для обеих FFA (для левой FFA контраст меняется влево-вправо).

Эффект валидности 1

Для условий прогнозирования, когда сигнал и лицо появлялись в одном и том же месте (Допустимые испытания,), ответы FFA на противоположной стороне были усилены по сравнению с лицом без контроля (Недействительные испытания, контрлатеральное лицо; F 1 , 54 = 7,48, p <0,01). Непроизвольное внимание не вызывало различий между этими состояниями (; F 1,54 = 1.20, p> 0,2). Несмотря на тот же сенсорный ввод, предсказательные сигналы модулировали активность FFA, в то время как непрогнозирующие сигналы — нет. Когда было представлено латерализованное лицо, активность контралатеральной СЖК усиливалась достоверным прогностическим сигналом. Когда лицу предшествовала непредсказуемая реплика, FFA реагировал эквивалентно на поданное и необработанное лицо.

Эффект валидности 2

Этот эффект подчеркивает, как произвольное и непроизвольное внимание влияет на латеральность ответа FFA. Для условий прогнозирования, когда метка и лицо появлялись в одном и том же месте (Допустимо,), ответы FFA на противоположной стороне были усилены по сравнению с одной сигнальной меткой в ​​том же месте (Недействительно, контрлатеральная метка,; F 1,54 = 43 .1, р <0,001). Непроизвольное внимание не вызывало различий между этими состояниями (; F 1,54 = 1,45, p> 0,2). Когда был представлен латерализованный сигнал, активность контралатерального FFA усиливалась, когда лицо появлялось в ожидаемом месте (с прогнозирующими сигналами). Когда сигнал не был предсказуемым, реакция FFA не модулируется местоположением лица (нет латерального эффекта местоположения лица).

В целом, когда внимание было добровольно направлено на периферические области поля зрения, нейронная активация в контралатеральной FFA была выше, когда лицо появлялось в указанном месте, что согласуется с повышенной обработкой сигналов и / или лиц в этой области по сравнению с реплики и / или лица в оставленных без присмотра регионах.Однако, когда внимание было привлечено непроизвольно, такого усиления не наблюдалось.

Мы также наблюдали тенденцию для основного эффекта сеанса (Predicitve> Nonpredicitve; F 1,9 = 3,92, p = 0,079). Помимо упомянутой выше модуляции внимания, связанной с достоверностью, это может представлять устойчивый эффект внимания, такой как сдвиг базовой линии для прогнозирования прогнозируемого сигнала. Хотя кажется, что в прогнозирующем сеансе больше активности, даже в момент времени 0 (в начале сигнала), этот эффект не является значительным (p> 0.1).

Анализ всего мозга

В дополнение к первичной области интереса (FFA) был проведен анализ всего мозга, чтобы определить области мозга, на которые влияет достоверность сигнала в различных условиях внимания (). Все представленные сравнения значимы при р <0,05 с поправкой на семейную ошибку. Сравнивая валидные испытания и недействительные испытания, когда сигнал был предсказуемым, и когда сигнал не был предсказуемым, мы определили области, участвующие в пространственной переориентации внимания после произвольных и непроизвольных сдвигов внимания (;).В состоянии произвольного внимания области левой и правой вентральной префронтальной коры, а также правое височно-теменное соединение (ВПС) были значительно более активными при недействительности по сравнению с действующими испытаниями. Напротив, после непроизвольной ориентации области правой верхней теменной коры и левой нижней лобной коры показали большую активность, связанную с переориентацией на недействительные испытания. Кроме того, взаимодействие валидности и типа сигнала было исследовано путем сравнения эффектов валидности (недействительно> валидно) между прогностическими и непрогнозирующими условиями (, внизу;).Этот анализ выявил области височно-теменного соединения (ВПС) с обеих сторон, где активность была выше для переориентации после произвольных сдвигов внимания на сигнал по сравнению с непроизвольными сдвигами. Мы также сравнили непрогнозирующие валидные испытания с исходными, чтобы определить, есть ли какие-либо доказательства активности в этих областях TPJ, связанной с непроизвольной ориентацией, и не обнаружили такой активности (даже когда мы снизили порог до нескорректированного p = 0,01).

Поведенческое исследование

Этот эксперимент проводился, чтобы определить, приводит ли уменьшение различимости лиц к различным эффектам произвольного и непроизвольного внимания на точность, которая служила основным зависимым показателем.Точность анализировалась с помощью смешанного дисперсионного анализа с типом внимания (прогнозирующий, непрогнозирующий) и достоверностью (действительный, недействительный) в качестве факторов. Наблюдалась значительная взаимосвязь между достоверностью реплики и типом внимания (F 1,30 = 4,30, p <0,05;), и не было никаких основных эффектов типа внимания или достоверности. В соответствии с Prinzmetal et al. (2005a), наблюдался значительный эффект достоверности с помощью прогнозирующих сигналов (действительный = 79,6%, неверный = 75,9%, F 1,30 = 4,46, p <0,05), но не с непредсказуемыми сигналами (действительный = 79.2%, неверно = 80,7%, F <1).

Результаты поведенческого эксперимента, отображающие точность распознавания лиц в зависимости от достоверности реплики и условий внимания.

Обсуждение

Наши находки демонстрируют, что произвольное и непроизвольное внимание может иметь разные нейронные последствия в областях, связанных с обработкой восприятия в вентральной системе. Активность FFA модулируется, когда лицо-мишень получает правильную команду, но только в условиях произвольного внимания. Результаты в условиях произвольного внимания не могут быть объяснены сенсорными механизмами, потому что сенсорные события были идентичны для прогностических и непрогнозирующих условий.Единственная разница между добровольными и недобровольными условиями заключалась в соотношении действительных и недействительных испытаний. С прогнозирующими сигналами, когда лицо было представлено в указанном месте, контрлатеральный ответ FFA был больше, чем на один сигнал или только на лицо. В отличие от этого, с нерелевантными сигналами (непрогнозирующими) ответы на сопутствующие сигналы и цели были не больше, чем ответы только на контралатеральные сигналы или цели ().

Различия в ЖЕЛТЫХ ответах между произвольным и непроизвольным вниманием нельзя отнести к таким факторам, как скорость обработки или сложность задачи, поскольку RT не различались в зависимости от условий внимания.Интересно, что образец активации в FFA соответствует тому, что мы обнаружили в нашем поведенческом исследовании. Прогнозирующие пространственные сигналы модулируют как FFA, так и точность, в то время как непрогнозирующие сигналы не модулируют ни FFA, ни точность. В совокупности результаты предполагают потенциальный механизм нашего поведенческого паттерна результатов, так что эффект произвольного внимания в FFA может быть, по крайней мере, частично ответственен за лучшее распознавание, когда задача становится более сложной. Фактически, мы прогнозируем, что если бы задача распознавания лиц была сложнее, мы могли бы увидеть более сильные эффекты произвольного внимания, как поведенческие, так и в FFA.Управление трудностями восприятия в парадигме фМРТ будет важным направлением для будущих исследований.

Альтернативное объяснение наших результатов состоит в том, что отсутствие усиления в непроизвольном состоянии может быть связано с ингибированием или подавлением обработки сигналов, а не с усилением, вызванным произвольным вниманием. Важно отметить, что эксперимент разработан таким образом, что стимулы идентичны в условиях произвольного и непроизвольного внимания. Следовательно, внимание должно вызывать разницу между двумя состояниями, будь то содействие или запрет.Важнейшими элементами в интерпретации нашего эффекта внимания являются поведенческие данные, которые демонстрируют: 1) более быстрые RT для достоверно запрограммированных лиц, чем недействительно запрограммированные лица, даже при непроизвольном внимании (т. Е. Не было никакого запрета на возврат) и 2) лучшее различение лиц после произвольное внимание, а не подавление после непроизвольного внимания (т. е. худшая производительность в указанном месте). Учитывая эти результаты, мы предсказали усиление FFA после произвольного внимания и уменьшение или отсутствие этого усиления после непроизвольного внимания.Это соответствие с перцептивными характеристиками привело к текущей интерпретации наших результатов визуализации в FFA.

В литературе есть случаи, когда непредсказуемые подсказки или короткие SOA действительно влияют на точность (например, Cameron et al., 2002; Carrasco et al., 2000; Horstmann, 2002; Shiu & Pashler, 1994). Одно критическое различие между теми, которые демонстрируют эффект точности, и теми, которые этого не делают, заключается в том, что определяет пределы производительности. Производительность может быть ограничена, потому что цели очень похожи.В качестве альтернативы производительность может быть ограничена из-за того, что неизвестно, в каком месте находится цель. В настоящем эксперименте (и в экспериментах Prinzmetal, McCool et al., 2005) ограничение производительности было связано с схожестью целей — было совершенно ясно, в каком месте находится цель. В других экспериментах, которые обнаружили эффекты точности с короткими SOA и / или непрогнозирующими сигналами, предел производительности мог заключаться в знании того, в каком месте находится цель. Например, Кэмерон и др. (2002) обнаружили, что на точность влияет пространственный сигнал с относительно коротким SOA.Гулд, Вольфганг и Смит (в печати; также см. Smith, Wolfgang, & Sinclair, 2004) повторили эти результаты, но продемонстрировали, что, когда местоположение цели было четко обозначено высококонтрастным перекрестием, эффект исчезал.

Существует как минимум два механизма, посредством которых неопределенность местоположения может влиять на точность. Во-первых, эффект точности может быть опосредован на уровне анализа принятия решения. Воспринимаемая информация одинаково регистрируется в местах, где указана и не отправлена ​​команда, но участники основывают свои ответы на информации в указанном месте (например,г. Шоу, 1980; Шиу и Пашлер, 1994). Второй механизм — это механизм последовательного поиска. В каком месте находится цель, не сразу видно, поэтому участники проводят последовательный поиск, и они склонны начинать этот поиск в указанном местоположении 3 . Можно спросить, задействует ли этот направленный поиск (начиная с указанного места) тот же нейронный механизм, что и произвольное внимание. Наши результаты фМРТ предлагают один из методов решения этого вопроса. Если мы увеличим сложность определения местоположения цели, добавив фольгу и / или дополнительные местоположения, получим ли модуляцию FFA даже с помощью непредсказуемой подсказки?

Настоящее исследование не исследует, какие зрительные области модулируются непроизвольным вниманием.Таким образом, мы представляем только одну диссоциацию между произвольным и непроизвольным вниманием. Однако это ограничение дизайна, поскольку оба состояния нашего внимания содержат непроизвольный или управляемый стимулом компонент. Таким образом, мы не можем изолировать эффекты внешнего внимания. Serences et al. (2005) обнаружили эффекты непроизвольного захвата внимания на экстрастриальную корковую активность. Однако в этом исследовании внимание было обращено на несоответствующее задаче пространственное положение с релевантным для задачи целевым признаком.Этот вид захвата имеет нисходящий компонент, а именно целевое внимание к релевантной функции. Лю, Пестилли и Карраско (2005) обнаружили повышенную активность V4 в ситуации непрогнозирующей привязки в условиях, когда две потенциальные синусоиды появлялись в качестве целей после сигнала, и участники должны были выбрать одну с соответствующей характеристикой (ориентацией). Наше исследование отличается от этого тем, что целевой дисплей представлял собой единый элемент, а выбор целевого местоположения был относительно простым (то есть было очень мало неопределенности поиска или местоположения).Хотя наше исследование не выделяет локус непроизвольного выбора внимания, мы показали, что его последствия отличаются от произвольного внимания в визуальной области высокого уровня, связанной с распознаванием объектов. Для прямого сравнения этих типов пространственного внимания в различных областях визуальной иерархии потребуются будущие исследования. Использование периферийных лиц в задаче локализатора — это один из способов функциональной идентификации дополнительных визуальных областей, представляющих интерес, для проведения аналогичного сравнения, как это делается в настоящее время в FFA.

Хотя наше исследование было сосредоточено на лицах и FFA, мы не считаем, что наши эффекты произвольного внимания уникальны для этой области коры. Другие исследования «чистого» произвольного внимания выявили модуляции внимания по всей визуальной иерархии, такие как V2, VP, V4 и TEO (Hopfinger, Buonocore, & Mangun, 2000; Kastner, Pinsk, De Weerd, Desimone, & Ungerleider, 1999 ). Будущие исследования с использованием ретинотопного картирования для выявления таких областей интереса могут выявить схожие диссоциации между произвольным и непроизвольным вниманием, но это остается открытым вопросом.

Как отмечалось ранее, фМРТ, в принципе, не имеет временного разрешения, чтобы отличить сигнал от деятельности, связанной с целью, или даже то, являются ли текущие эффекты ранними и воспринимаемыми, или возникают после того, как задача или процесс принятия решения завершены. Однако теперь с помощью ЭЭГ есть признаки того, что существуют различия в реакции гамма-диапазона на произвольное и непроизвольное пространственное внимание к лицам (Ландау, Эстерман, Робертсон, Бентин и Принцметал, в печати). ЭЭГ имеет временное разрешение для раздельного измерения обработки сигналов и лиц.Ландау и др. находит различия в обработке сигналов и целей между двумя типами внимания, предполагая, что наши текущие результаты действительно отражают различия в обработке стимулов, связанных с заданием.

Наш анализ всего мозга сравнил переориентацию в произвольных и непроизвольных условиях и выявил большую активность височного теменного соединения (TPJ), связанную с переориентацией после прогнозирующих сигналов. Этот результат частично согласуется с другими исследованиями, демонстрирующими, что TPJ связан с обработкой цели, когда эти цели появляются в неожиданных или необслуживаемых местах (Corbetta, Kincade, Ollinger, McAvoy, & Gordon, 2000; Corbetta & Shulman, 2002; Kincade et al., 2005; Serences et al., 2005). Хотя эти исследования обнаруживают латерализованную систему переориентации правого полушария, наше исследование показывает, что оба полушария могут участвовать в этой функции. Важно отметить, что эта активность TPJ отсутствовала после переключения непроизвольного внимания. Это открытие аналогично выводу Kincade et al. (2005), которые обнаружили, что активность TPJ была связана с переориентацией после эндогенного предиктивного сигнала, но не непредсказуемого периферического сигнала. Это исследование также показало, что TPJ не реагирует на непредсказуемые периферические сигналы выше нейтрального состояния.Хотя нам не удалось отделить сигнал от активности, связанной с целью, мы не обнаружили никакой активности в этих областях TPJ в непрогнозируемых валидных испытаниях. Indovina и Macaluso (2007) также обнаружили, что очень заметные, но не относящиеся к задаче стимулы не задействуют вентральную сеть внимания.

Настоящее исследование демонстрирует, что произвольная и непроизвольная ориентация внимания может по-разному влиять на связанную с восприятием корковую область в вентральном потоке и согласуется с усилением восприятия при использовании произвольного внимания.Взаимодействие между произвольным и непроизвольным вниманием и эффектами валидности также согласуется с поведенческими различиями между ошибками и временем реакции на действительные и недействительные сигналы, о которых ранее сообщалось в поведенческой литературе. Как произвольное, так и непроизвольное внимание вызывало более быстрые ответы в правильно назначенных местах, чем в неверно запрошенных местах. Однако только добровольное внимание повысило точность в ситуации, когда предел производительности не находился в обнаружении цели. Вместе эти результаты предполагают, что нейронная активность в FFA отражает отчетливые изменения в процессинге, связанные с двумя типами ориентации внимания.

В то время как как произвольная, так и непроизвольная системы задействуют множество перекрывающихся областей лобной и теменной коры (Kim et al., 1999; Mayer et al., 2004; Peelen et al., 2004; Rosen et al., 1999), в настоящее время Исследование показывает, что их влияние на системы восприятия в вентральной коре может фактически различаться как в отношении их влияния на нервные реакции, так и на производительность.

Сноски

1 Warner et al. (1990) обнаружили, что SOA, при которой произвольное внимание начинает становиться эффективным, зависит от уровня практики наблюдателя.Чем больше практики у наблюдателей, тем короче критическая SOA для произвольного внимания, всего 50 мс. Таким образом, результаты Carrasco et al. (2000, 2002), возможно, отражает добровольное внимание.

2 Эта парадигма была аналогична принципам Prinzmetal, McCool, et al. (2005) Эксперименты 9–11, но использовался другой интервал между меткой и целью (SOA).

3 Smith et al. (2004) предложили связанный механизм. Все предметы воспринимаются с одинаковой точностью, но последовательно передаются в прочную зрительную память.Смещение состоит в том, чтобы начинать с указанного места, чтобы элементы в этом месте с меньшей вероятностью были нарушены последующей маской.

Заявление издателя: Это PDF-файл неотредактированной рукописи, принятой к публикации. В качестве услуги для наших клиентов мы предоставляем эту раннюю версию рукописи. Рукопись будет подвергнута копированию, верстке и рассмотрению полученного доказательства, прежде чем она будет опубликована в окончательной форме для цитирования. Обратите внимание, что во время производственного процесса могут быть обнаружены ошибки, которые могут повлиять на содержание, и все юридические оговорки, относящиеся к журналу, имеют отношение.

Ссылки

  • Allison T, Ginter H, McCarthy G, Nobre AC, Puce A, Luby M, et al. Распознавание лиц в экстрастриальной коре головного мозга человека. Журнал нейрофизиологии. 1994. 71 (2): 821–825. [PubMed] [Google Scholar]
  • Кэмерон Э.Л., Тай Дж. К., Карраско М. Скрытое внимание влияет на психометрическую функцию контрастной чувствительности. Исследование зрения. 2002. 42 (8): 949–967. [PubMed] [Google Scholar]
  • Carrasco M, Penpeci-Talgar C, Eckstein M. Пространственное скрытое внимание увеличивает контрастную чувствительность в CSF: Поддержка усиления сигнала.Исследование зрения. 2000; 40: 1203–1215. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Corbetta M, Kincade JM, Ollinger JM, McAvoy MP, Gordon SL. Произвольная ориентация отделена от обнаружения цели в задней теменной коре головного мозга человека. Природа Неврологии. 2000; 3: 201–215. [PubMed] [Google Scholar]
  • Корбетта М., Шульман Г.Л. Контроль целенаправленного и стимулированного внимания в мозгу. Обзоры природы Неврология. 2002. 3 (3): 201–215. [PubMed] [Google Scholar]
  • Даунинг П., Лю Дж., Канвишер Н.Тестирование когнитивных моделей зрительного внимания с помощью фМРТ и МЭГ. Нейропсихология. 2001; 39: 1329–1342. [PubMed] [Google Scholar]
  • Фристон К.Дж. Статистическое параметрическое отображение: онтология и текущие вопросы. Журнал мозгового кровотока и метаболизма. 1995; 15: 361–370. [PubMed] [Google Scholar]
  • Газзанига М.С., Иври РБ, Мангун Г.Р. В когнитивной нейробиологии: биология разума. W.W. Нортон; Нью-Йорк: 1998. стр. 223. [Google Scholar]
  • Gould IC, Wolfgang BJ, L. SP.Пространственная неопределенность объясняет экзогенные и эндогенные эффекты привлечения внимания при обнаружении визуального сигнала. Журнал видения. под давлением. [PubMed] [Google Scholar]
  • Hopfinger JB, Buonocore MH, Mangun GR. Нейронный механизм нисходящего контроля внимания. Природа Неврологии. 2000. 3 (3): 284–291. [PubMed] [Google Scholar]
  • Хорстманн Г. Доказательства захвата внимания удивительным цветным синглом при визуальном поиске. Психологическая наука. 2002. 13 (6): 499–505. [PubMed] [Google Scholar]
  • Indovina I, Macaluso E.Диссоциация факторов релевантности и значимости стимула во время сдвигов зрительно-пространственного внимания. Кора головного мозга. 2007. 17 (7): 1701–11. [PubMed] [Google Scholar]
  • Йонидес Дж. К модели движения мысленного взора. Канадский журнал психологии. 1980; 34: 103–112. [PubMed] [Google Scholar]
  • Йонидес Дж. Добровольный или автоматический контроль движений мысленного взора. В: Лонг Дж. Б., Баддели А. Д., редакторы. Внимание и производительность IX. Эрльбаум; Hillsdale, NJ: 1981. [Google Scholar]
  • Kanwisher N, McDermott J, Chun MM.Веретенообразная область лица: модуль в экстрастриальной коре головного мозга человека, специализирующийся на восприятии лица. Журнал неврологии. 1997. 17 (11): 4302–4311. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Kastner S, Pinsk MA, De Weerd P, Desimone R, Ungerleider LG. Повышенная активность зрительной коры головного мозга человека во время направленного внимания в отсутствие зрительной стимуляции. Нейрон. 1999. 22 (4): 751–761. [PubMed] [Google Scholar]
  • Ким Й.Х., Гительман Д.Р., Нобре А.С., Пэрриш ТБ, ЛаБар К.С., Месулам М.М. Крупномасштабная нейронная сеть для пространственного внимания демонстрирует многофункциональное перекрытие, но дифференциальную асимметрию.Нейроизображение. 1999. 9 (3): 269–277. [PubMed] [Google Scholar]
  • Кинкейд Дж. М., Абрамс Р. А., Астафьев С. В., Шульман Г. Л., Корбетта М. Исследование произвольной и стимулированной ориентации внимания с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии, связанной с событием. Журнал неврологии. 2005. 25 (18): 590–600. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Ландау А., Эстерман М., Робертсон Л., Бентин С., Принцметал В. Различные эффекты произвольного и непроизвольного внимания на активность ЭЭГ в гамма-диапазоне.Журнал неврологии. 2007. 27: 11986–90. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Лю Т., Пестилли Ф., Карраско М. Преходящее внимание улучшает характеристики восприятия и реакцию фМРТ в зрительной коре головного мозга человека. Нейрон. 2005; 45: 469–477. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar]
  • Lupianez J, Milan EG, Tornay FJ, Madrid E, Tudela P. Происходит ли IOR в задачах распознавания? Да, но позже. Восприятие и психофизика. 1997. 59 (8): 1241–1254. [PubMed] [Google Scholar]
  • Mayer AR, Dorflinger JM, Rao SM, Seidenberg M.Нейронные сети, лежащие в основе эндогенного и экзогенного зрительно-пространственного ориентирования. Нейроизображение. 2004. 23 (2): 534–541. [PubMed] [Google Scholar]
  • Миллер Э., Коэн Дж. Интегративная теория функции префронтальной коры. Ежегодные обзоры Neurosicence. 2001; 24: 167–202. [PubMed] [Google Scholar]
  • Накаяма К., Маккебен М. Устойчивые и преходящие компоненты фокального зрительного внимания. Исследование зрения. 1989. 22 (10): 1261–1271. [PubMed] [Google Scholar]
  • О’Крэвен К.М., Даунинг П., Канвишер Н.Свидетельство фМРТ для объектов как единиц выбора внимания. Природа. 1999; 401: 584–587. [PubMed] [Google Scholar]
  • Пилен М.В., Хесленфельд Д.Д., Тьювес Дж. Эндогенные и экзогенные сдвиги внимания опосредуются одной и той же крупномасштабной нейронной сетью. Нейроизображение. 2004. 22 (2): 822–830. [PubMed] [Google Scholar]
  • Познер М.И. Хронометрические исследования разума. Эрльбаум; Хиллсдейл, Нью-Джерси: 1978. [Google Scholar]
  • Posner MI. Ориентация внимания. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии.1980; 32: 3–25. [PubMed] [Google Scholar]
  • Познер М.И., Коэн Ю.А., Рафаль Р.Д. Управление нейронными системами ориентации в пространстве. Философские труды Королевского общества Б. 1982; 298: 187–198. [PubMed] [Google Scholar]
  • Познер М.И., Ниссен М.Дж., Огден В.К. Обслуживаемые и автоматические режимы обработки: роль набора для пространственного размещения. В: Pick HJ, Saltzman E, редакторы. Модели восприятия и обработки информации. Эрльбаум; Хиллсдейл, Нью-Джерси: 1978. С. 137–158. [Google Scholar]
  • Познер М.И., Снайдер CRR, Дэвидсон Б.Дж.Внимание и обнаружение сигналов. Журнал экспериментальной психологии: Общие. 1980; 109: 160–174. [PubMed] [Google Scholar]
  • Prinzmetal W, McCool C, Park S. Внимание: время реакции и точность показывают разные механизмы. Журнал экспериментальной психологии: Общие. 2005. 134 (1): 73–92. [PubMed] [Google Scholar]
  • Prinzmetal W, Park S, Garette R. Непроизвольное внимание и точность идентификации. Восприятие и психофизика. 2005. 67: 1344–1353. [PubMed] [Google Scholar]
  • Prinzmetal W, Звиняцковский А., Дилем Л.Добровольное и непроизвольное внимание имеют разные последствия: эффект затруднения восприятия; Документ, представленный на Ежегодном собрании Психономического общества; Миннеаполис, Миннесота. 2004. [Google Scholar]
  • Пьюс А., Эллисон Т., Гор Дж., Маккарти Г. Чувствительные к лицу области экстрастриальной коры головного мозга человека изучены с помощью функциональной МРТ. Журнал нейрофизиологии. 1995; 74: 1192–1199. [PubMed] [Google Scholar]
  • Розен А.С., Рао С.М., Каффарра П., Скаглиони А., Бобхольц Дж. А., Вудли С. Дж. И др. Нейронные основы эндогенной и экзогенной пространственной ориентации.Функциональное МРТ-исследование. Журнал когнитивной неврологии. 1999. 11 (2): 135–152. [PubMed] [Google Scholar]
  • Серенс Дж. Т., Шварцбах Дж., Кортни С. М., Голей X, Янтис С. Контроль объектно-ориентированного внимания в коре головного мозга человека. Кора головного мозга. 2004. 14: 1346–1357. [PubMed] [Google Scholar]
  • Серенс Дж. Т., Шомштейн С., Лебер А. Б., Голей Х, Эгет Х. Э., Янтис С. Координация произвольного и управляемого стимулами контроля внимания в коре головного мозга человека. Психологическая наука. 2005. 16: 114–122. [PubMed] [Google Scholar]
  • Sergent J, Ohta S, MacDonald B.Функциональная нейроанатомия обработки лица и объектов. Исследование позитронно-эмиссионной томографии. Головной мозг. 1992. 115 (1): 15–36. [PubMed] [Google Scholar]
  • Шоу М.Л. Выявление компонентов внимания и принятия решений при обработке информации. В: Никерсон Р.С., редактор. Внимание и производительность VIII. Эрлбаум; Хиллсдейл, Нью-Джерси: 1980. С. 277–296. [Google Scholar]
  • Шиу П.Л., Пашлер Х. Незначительное влияние пространственного ограничения на идентификацию одиночных цифр. Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и производительность.1994; 20: 1037–1054. [Google Scholar]
  • Smith PL, Wolfgang BJ, Sinclair AJ. Маски-зависимые эффекты внимания при обнаружении визуального сигнала: психометрическая функция контраста. Восприятие и психофизика. 2004. 66 (6): 1056–1075. [PubMed] [Google Scholar]
  • Уорнер CB, Джуола Дж., Кошино Х. Добровольное распределение или автоматический захват визуального внимания. Восприятие и психофизика. 1990; 48: 243–251. [PubMed] [Google Scholar]
  • Войджулик Э., Канвишер Н., Драйвер Дж.Скрытое зрительное внимание модулирует специфическую для лица активность веретенообразной извилины человека: исследование фМРТ. Журнал нейрофизиологии. 1998. 79 (3): 1574–1578. [PubMed] [Google Scholar]

Влияние эндогенного и экзогенного пространственного внимания на уверенность в принятии решений

  • 1.

    Мюллер, Х. Дж. И Рэббитт, П. М. Рефлексивная и произвольная ориентация зрительного внимания: временной ход активации и сопротивления прерыванию. J. Exp. Psychol. Гм. Восприятие. Выполнять. 15 , 315–330 (1989).

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 2.

    Йонидес, Дж. Добровольный и автоматический контроль над движением мысленного взора. Внимание и производительность IX 9 , 187–203 (1981).

    Google Scholar

  • 3.

    Джордано, А. М., МакЭлри, Б. и Карраско, М. Об автоматичности и гибкости скрытого внимания: анализ компромисса между скоростью и точностью. J. Vis. 9 , 1–10 (2009).

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 4.

    Чил, М. и Лайон, Д. Р. Центральное и периферийное пресечение дискриминации по принудительному выбору. Q. J. Exp. Psychol. Разд. Гул. Exp. Psychol. 43 , 859–880 (1991).

    CAS Статья Google Scholar

  • 5.

    Накаяма, К. и Маккебен, М. Устойчивые и преходящие компоненты фокального зрительного внимания. Vision Res. 29 , 1631–1647 (1989).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 6.

    Карраско, М. Визуальное внимание: последние 25 лет. Vision Res. 51 , 1484–1525 (2011).

    Артикул PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 7.

    Корбетта, М. и Шульман, Г. Л. Контроль направленного на цель и стимулированного внимания вниманием в мозге. Nat. Rev. Neurosci. 3 , 201–215 (2002).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 8.

    V D Heijden, A. H. C., Wolters, G., Groep, J. C. & Hagenaar, R. Точность однобуквенного распознавания выигрывает от более точного определения местоположения. Восприятие. Психофизика. 42 , 503–509 (1987).

    Артикул Google Scholar

  • 9.

    Познер М.И. Ориентация внимания. Q. J. Exp. Psychol. 32 , 3–25 (1980).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 10.

    Carrasco, M., Penpeci-Talgar, C. & Eckstein, M. Пространственное скрытое внимание увеличивает контрастную чувствительность в CSF: Поддержка усиления сигнала. Vision Res. 40 , 1203–1215 (2000).

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 11.

    Йешурун, Ю. и Карраско, М. Внимание улучшает или ухудшает зрительные характеристики за счет увеличения пространственного разрешения. Природа 396 , 72–75 (1998).

    ADS CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 12.

    Пуже А., Другович Дж. И Кепек А. Уверенность и определенность: различные вероятностные величины для разных целей. Nat. Neurosci. 19 , 366–374 (2016).

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 13.

    Zizlsperger, L., Sauvigny, T., Händel, B. & Haarmeier, T. Кортикальные репрезентации уверенности в решении визуального восприятия. Nat. Commun. 5 , 1–13 (2014).

    Артикул Google Scholar

  • 14.

    Hebart, M. N., Schriever, Y., Donner, T. H., Haynes, J.-D. Связь между перцептивными переменными решения и уверенностью в человеческом мозге. Cereb. Кора 26 , 118–130 (2014).

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 15.

    Лебретон, М., Абитбол, Р., Даунизо, Дж. И Пессильоне, М. Автоматическая интеграция достоверности в сигнал оценки мозга. Nat. Neurosci. 18 , 1159–67 (2015).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 16.

    Киани Р. и Шадлен М. Н. Представление уверенности, связанной с решением нейронов теменной коры. Наука 324 , 759–64 (2009).

    ADS CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 17.

    Kepecs, A., Uchida, N., Zariwala, H. A. & Mainen, Z. F. Нейронные корреляты, вычисления и поведенческое влияние уверенности в принятии решений. Природа 455 , 227–231 (2008).

    ADS CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 18.

    Vickers, D. & Packer, J. Влияние переменного набора скорости или точности на время отклика, точность и уверенность в задаче одномерного распознавания. Acta Psychol. (Amst). 50 , 179–197 (1982).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 19.

    Мейниел, Ф., Сигман, М. и Майнен, З. Ф. Уверенность как байесовская вероятность: от нейронного происхождения к поведению. Нейрон 88 , 78–92 (2015).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 20.

    Gherman, S. & Philiastides, M. G. Нейронные репрезентации уверенности возникают в процессе формирования решения во время перцептивного выбора. Нейроизображение 106 , 134–143 (2015).

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 21.

    Kepecs, A. & Mainen, Z. F. Вычислительная основа для изучения уверенности в людях и животных. Philos. Пер. R. Soc. Лондон. B. Biol. Sci. 367 , 1322–37 (2012).

    Артикул PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 22.

    Пирс С. и Джастроу Дж. О небольших различиях в ощущениях. Mem. Natl. Акад. Sci. 3 , 73–83 (1884).

    Google Scholar

  • 23.

    Барански, Дж. В. и Петрусич, В. М. Калибровка и разрешение уверенности в перцептивных суждениях. Восприятие. Психофизика. 55 , 412–428 (1994).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 24.

    Керен, Г. О способности контролировать неверные восприятия и неопределенные знания: некоторые калибровочные исследования. Acta Psychol. (Amst). 67 , 95–119 (1988).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 25.

    Шарп, Г. Л., Катлер, Б. Л. и Пенрод, С. Д. Обратная связь по эффективности улучшает разрешение уверенных суждений. Орган. Behav. Гм. Decis. Процесс. 42 , 271–283 (1988).

    Артикул Google Scholar

  • 26.

    Киани, Р., Кортелл, Л. и Шадлен, М. Н. Определенность выбора определяется как доказательствами, так и временем принятия решения. Нейрон 84 , 1329–1342 (2014).

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 27.

    Флеминг, С. М., Вейл, Р. С., Надь, З., Долан, Р. Дж. И Рис, Г. Связь интроспективной точности с индивидуальными различиями в структуре мозга. Наука 329 , 1541–1543 (2010).

    ADS CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 28.

    Кортезе, А., Амано, К., Коидзуми, А., Кавато, М. и Лау, Х. Мультивоксельная нейробиоуправление выборочно модулирует уверенность без изменения перцептивных характеристик. Nat. Commun. 7 , 1–18 (2016).

    Артикул Google Scholar

  • 29.

    Zizlsperger, L., Sauvigny, T. & Haarmeier, T. Избирательное внимание увеличивает уверенность в выборе при принятии решений человеком. PLoS Один 7 , 1–9 (2012).

    Артикул Google Scholar

  • 30.

    Wilimzig, C., Tsuchiya, N., Fahle, M., Einhäuser, W. & Koch, C. Пространственное внимание увеличивает производительность, но не субъективную уверенность в задаче распознавания. J. Vis. 8 , 1–10 (2008).

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 31.

    Барански, Дж. В. и Петрусич, В. М. Реализм уверенности в сенсорной дискриминации. Восприятие. Психофизика. 61 , 1369–1383 (1999).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 32.

    Лю, З.-Л. И Дошер, Б. А. Пространственное внимание: различные механизмы центральных и периферических временных прецедентов? Дж.Exp. Psychol. Гм. Восприятие. Выполнять. 26 , 1534–48 (2000).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 33.

    Peelen, M. V., Heslenfeld, D. J. & Theeuwes, J. Эндогенные и экзогенные сдвиги внимания опосредуются одной и той же крупномасштабной нейронной сетью. Нейроизображение 22 , 822–830 (2004).

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 34.

    Колби, К. Л., Дюамель, Дж. Р. и Голдберг, М. Е. Визуальная, пресаккадическая и когнитивная активация одиночных нейронов в латеральной интрапериетальной области обезьяны. J. Neurophysiol. 76 , 2841–2852 (1996).

    CAS PubMed Google Scholar

  • 35.

    Komura, Y., Nikkuni, A., Hirashima, N., Uetake, T. & Miyamoto, A. Ответы нейронов пульвинара отражают уверенность субъекта в визуальной категоризации. Nat. Neurosci. 16 , 749–55 (2013).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 36.

    Чжоу, Х., Шафер, Р. Дж. И Десимон, Р. Взаимодействие Пульвинара и коры головного мозга при зрении и внимании. Нейрон 89 , 209–220 (2016).

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 37.

    Плескак, ​​Т. Дж. И Буземейер, Дж. Р. Двухэтапное динамическое обнаружение сигнала: теория выбора, времени принятия решения и уверенности. Psychol. Сборка 117 , 864–901 (2010).

    Артикул PubMed Google Scholar

  • 38.

    Йунг, Н. и Саммерфилд, К. Метапознание в процессе принятия решений человеком: уверенность и мониторинг ошибок. Philos. Пер. R. Soc. B Biol. Sci. 367 , 1310–1321 (2012).

    Артикул Google Scholar

  • 39.

    Барански, Дж. В. и Петрусич, В. М. О калибровке знания и восприятия. Кан. J. Exp. Psychol. Преподобный Кан. Psychol. Exp. 49 , 397–407 (1995).

    CAS Статья Google Scholar

  • 40.

    Флеминг, С. М., Хьюджген, Дж. И Долан, Р. Дж. Префронтальные вклады в метапознание при принятии перцептивных решений. J. Neurosci. 32 , 6117–6125 (2012).

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 41.

    Миллер, Э. К. и Коэн, Дж. Д. Интегративная теория функции префронтальной коры. 24 , 167–202 (2001).

  • 42.

    Нельсон, Т. О. и Наренс, Л. Метамамять: теоретические основы и новые открытия. Psychol. Учить. Мотив. 26 , 125–173 (1990).

    Артикул Google Scholar

  • 43.

    Lyon, D. R. Значительное и быстрое улучшение точности распознавания формы после определения местоположения. Acta Psychol. (Amst). 73 , 69–82 (1990).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 44.

    Шеперд, М. и Мюллер, Х. Дж. Движение против фокусировки визуального внимания. Восприятие. Психофизика. 46 , 146–154 (1989).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 45.

    Шроу, Г. и Деннисон, Р. С. Оценка метакогнитивной осведомленности. Contemp. Educ. Psychol. 19 , 460–475 (1994).

    Артикул Google Scholar

  • 46.

    Ван П. и Николич Д. ЖК-монитор с достаточно точной синхронизацией для исследования зрения. Front Hum Neuroscie 5 , 1–10 (2011).

    Google Scholar

  • 47.

    Брейнард, Д. Х. Набор инструментов психофизики. Spat. Vis. 10 , 433–436 (1997).

    CAS Статья PubMed Google Scholar

  • 48.

    Фишер, Дж. И Уитни, Д. Серийная зависимость в визуальном восприятии. Nat. Neurosci. 17 , 738–743 (2014).

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 49.

    Карраско, М., Талгар, К. П. и Камерон, Э. Л. Характеризация полей зрительной деятельности: эффекты временного скрытого внимания, пространственная частота, эксцентриситет, задача и размер набора. Spat.Vis. 15 , 61–75 (2001).

    CAS Статья PubMed PubMed Central Google Scholar

  • 50.

    Трухильо-Ортис, А., Эрнандес-Уоллс, Р. и Трухильо-Перес, Р. А. RMAOV2: ANOVA с двунаправленными повторными измерениями. Файл MATLAB. https://de.mathworks.com/matlabcentral/fileexchange/5578-rmaov2 (2004 г.).

  • Различное влияние эндогенного и экзогенного внимания на активность зрительной коры головного мозга человека

  • 1.

    Карраско, М. Визуальное внимание: последние 25 лет. Vision Res. 51 , 1484–1525 (2011).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 2.

    Карраско М. и Барбот А. Как внимание влияет на пространственное разрешение. Симпозиумы по количественной биологии в Колд-Спринг-Харбор (2015).

  • 3.

    Джордано, А. М., Макэлри, Б. и Карраско, М. Об автоматичности и гибкости скрытого внимания: анализ компромисса между скоростью и точностью. J. Vis. 9 (30), 1–10 (2009).

    PubMed Google Scholar

  • 4.

    Пестилли, Ф., Линг, С. и Карраско, М. Модель популяционного кодирования влияния внимания на контрастный ответ: оценка нейронных эффектов на основе психофизических данных. Vision Res. 49 , 1144–1153 (2009).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 5.

    Ling, S. & Carrasco, M. Устойчивое и временное скрытое внимание усиливает сигнал с помощью различных функций контрастного отклика. Vision Res. 46 , 1210–1220 (2006).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 6.

    Дошер, Б. А. и Лу, З. Л. Механизмы перцептивного внимания в сохранении местоположения. Vision Res. 40 , 1269–1292 (2000).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 7.

    Барбот А., Лэнди М. С. и Карраско М. Дифференциальное влияние экзогенного и эндогенного внимания на контрастную чувствительность текстуры второго порядка. J. Vis. 12 , 6–6 (2012).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 8.

    Джиго М. и Карраско М. Дифференциальное влияние экзогенного и эндогенного внимания на функцию контрастной чувствительности в зависимости от эксцентриситета. Дж.Vis. 20 , 11–11 (2020).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 9.

    Йешурун, Ю. и Карраско, М. Внимание улучшает или ухудшает зрительные характеристики за счет увеличения пространственного разрешения. Nature 396 , 72–75 (1998).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 10.

    Йешурун, Ю., Монтанья, Б. и Карраско, М. О гибкости постоянного внимания и его влиянии на задачу сегментации текстуры. Vision Res. 48 , 80–95 (2008).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 11.

    Барбот, А. и Карраско, М. Внимание изменяет пространственное разрешение в соответствии с требованиями задачи. Psychol. Sci. 28 , 285–296 (2017).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 12.

    Джиго, М. и Карраско, М. Внимание изменяет пространственное разрешение, модулируя обработку второго порядка. J. Vis. 18 , 2 (2018).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 13.

    Йешурун, Ю. и Карраско, М. Влияние кратковременного внимания на пространственное разрешение и размер сигнала внимания. Восприятие. Психофизика. 70 , 104–113 (2008).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 14.

    Карраско М., Лула Ф. и Хо Й.-Х. Как внимание улучшает пространственное разрешение: свидетельства выборочной адаптации к пространственной частоте. Восприятие. Психофизика. 68 , 1004–1012 (2006).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 15.

    Антон-Эркслебен, К. и Карраско, М. Повышение внимания к пространственному разрешению: увязка поведенческих и нейрофизиологических данных. Nat. Rev. Neurosci. 14 , 188–200 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 16.

    Карраско, М. и Йешурун, Ю. Влияние скрытого внимания на пространственное разрешение. Прог. Brain Res. 176 , 65–86 (2009).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 17.

    Рейнольдс, Дж. Х. и Хигер, Д. Дж. Модель нормализации внимания. Нейрон 61 , 168–185 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 18.

    Мартинез-Трухильо, Дж. К. и Треуэ, С. Сила модуляции внимания в кортикальной области МТ зависит от контраста стимула. Нейрон 35 , 365–370 (2002).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 19.

    МакАдамс, К. Дж. И Маунселл, Дж. Х. Р. Влияние внимания на функции настройки ориентации отдельных нейронов в кортикальной области макака V4. J. Neurosci. 19 , 431–441 (1999).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 20.

    Митчелл, Дж. Ф., Сандберг, К. А. и Рейнольдс, Дж. Х. Пространственное внимание декоррелирует внутренние колебания активности в Зоне макак V4. Нейрон 63 , 879–888 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 21.

    Рейнольдс, Дж. Х., Пастернак, Т. и Дезимон, Р. Внимание увеличивает чувствительность нейронов V4. Нейрон 26 , 703–714 (2000).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 22.

    Уиллифорд, Т. и Маунселл, Дж. Х. Р. Влияние пространственного внимания на функции контрастного отклика в зоне макак V4. J. Neurophysiol. 96 , 40–54 (2006).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 23.

    Луо, Т. З. и Маунселл, Дж. Х. Р. Нейрональные модуляции в зрительной коре головного мозга связаны только с одним из множества компонентов внимания. Нейрон 86 , 1182–1188 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 24.

    Ruff, D. A. & Cohen, M. R. Внимание может увеличивать или уменьшать корреляцию количества спайков в зрительной коре. Nat. Neurosci. 17 , 1591–1597 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 25.

    Пестилли, Ф., Карраско, М., Хигер, Д. Дж. И Гарднер, Дж. Л. Усиление внимания посредством отбора и объединения ранних сенсорных реакций в зрительной коре головного мозга человека. Нейрон 72 , 832–846 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 26.

    Мюррей, С. О. Эффекты пространственного внимания в зрительной коре раннего человека не зависят от стимулов. J. Vis. 8 (2), 1–11 (2008).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 27.

    Herrmann, K., Montaser-Kouhsari, L., Carrasco, M. & Heeger, D. J. Когда размер имеет значение: внимание влияет на производительность за счет контраста или усиления отклика. Nat. Neurosci. 13 , 1554–1559 (2010).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 28.

    Буракас, Г. Т. и Бойнтон, Г. М. Влияние пространственного внимания на функции контрастной реакции в зрительной коре головного мозга человека. J. Neurosci. 27 , 93–97 (2007).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 29.

    О’Коннор, Д. Х., Фукуи, М. М. и Пинск, М. А. Внимание модулирует ответы в ядре латерального коленчатого вала человека — ProQuest. Природа 5 , 1203–1209 (2002).

    CAS Google Scholar

  • 30.

    Кастнер, С., Пинск, М.А., Де Верд, П., Дезимон, Р. и Унгерлейдер, Л.G. Повышенная активность зрительной коры головного мозга человека во время направленного внимания в отсутствие зрительной стимуляции. Нейрон 22 , 751–761 (1999).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 31.

    Somers, D. C., Dale, A. M., Seiffert, A. E. & Tootell, R. B. Функциональная МРТ выявляет пространственно-специфическую модуляцию внимания в первичной зрительной коре человека. Proc. Natl. Акад. Sci. США 96 , 1663–1668 (1999).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 32.

    Бек, Д. М. и Кастнер, С. Нейронные системы для пространственного внимания в человеческом мозге: данные нейровизуализации в рамках предвзятого соревнования. in The Oxford Handbook of Attention 253–288 (2014).

  • 33.

    Лу, З.-Л., Ли, X., Тянь, Б.С., Дошер, Б.А., Чу, В. Внимание извлекает сигнал во внешнем шуме: смелое исследование фМРТ. J. Cogn. Neurosci. 23 , 1148–1159 (2011).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 34.

    Li, X., Lu, Z.-L., Tjan, B. S., Dosher, B. A. и Chu, W. Функции контрастного ответа, зависящие от уровня оксигенации крови, определяют механизмы скрытого внимания в областях раннего зрения. Proc. Natl. Акад. Sci. США 105 , 6202–6207 (2008).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 35.

    Буссе, Л., Кацнер, С. и Треу, С. Временная динамика нейрональной модуляции во время экзогенных и эндогенных сдвигов зрительного внимания в области МТ макак. Proc. Natl. Акад. Sci. США 105 , 16380–16385 (2008).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 36.

    Ван, Ф., Чен, М., Янь, Ю., Чжаопин, Л. и Ли, В. Модуляция нейронных ответов экзогенным вниманием в первичной зрительной коре макак. J. Neurosci. 35 , 13419–13429 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 37.

    Корбетта М. и Шульман Г. Л. Контроль целенаправленного и стимулируемого внимания в мозге. Nat. Rev. Neurosci. 3 , 201–215 (2002).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 38.

    Чика, А. Б., Бартоломео, П., Лупианес, Дж. Две когнитивные и нервные системы для эндогенного и экзогенного пространственного внимания. Behav. Brain Res. 237 , 107–123 (2013).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 39.

    Боулинг, Дж. Т., Фристон, К. Дж. И Хопфингер, Дж. Б. Внимание, направленное сверху вниз и снизу вверх, по-разному модулирует лобно-теменную связь. Hum. Brain Mapp. 9 , 1116 (2019).

    Google Scholar

  • 40.

    Хан, Б., Росс, Т. Дж. И Стейн, Э. А. Нейроанатомическая диссоциация между восходящими и нисходящими процессами зрительно-пространственного избирательного внимания. Neuroimage 32 , 842–853 (2006).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 41.

    Дюге, Л., Мерриам, Э. П., Хигер, Д. Дж. И Карраско, М.Специфические зрительные подобласти TPJ опосредуют переориентацию пространственного внимания. Cereb. Cortex 28 , 2375–2390 (2017).

    PubMed Central Статья PubMed Google Scholar

  • 42.

    Geng, J. J. & Vossel, S. Переоценка роли TPJ в контроле внимания: контекстное обновление ?. Neurosci. Biobehav. Ред. 37 , 2608–2620 (2013).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 43.

    Doricchi, F., Macci, E., Silvetti, M. & Macaluso, E. Нейронные корреляты пространственных и ожидаемых компонентов эндогенной и управляемой стимулами ориентации внимания в задаче Познера. Cereb. Cortex 20 , 1574–1585 (2010).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 44.

    Silvetti, M. et al. Реакция левой вентральной системы внимания на недействительные мишени и ее значение для синдрома пространственного пренебрежения: многомерное исследование с помощью фМРТ. Cereb. Cortex 26 , 4551–4562 (2015).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 45.

    Бек, Д. М. и Кастнер, С. Нисходящие и восходящие механизмы в смещении конкуренции в человеческом мозге. Vision Res. 49 , 1154–1165 (2009).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 46.

    Накаяма, К. и Маккебен, М.Устойчивые и преходящие компоненты фокусного зрительного внимания. Vision Res. 29 , 1631–1647 (1989).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 47.

    Познер, М. И., Снайдер, К. Р. и Дэвидсон, Б. Дж. Внимание и обнаружение сигналов. J. Exp. Psychol. 109 , 160–174 (1980).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 48.

    Бушман, Т. Дж. И Миллер, Э. К. Последовательные, скрытые сдвиги внимания во время визуального поиска отражаются лобными полями глаза и коррелируют с колебаниями популяции. Нейрон 63 , 386–396 (2009).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 49.

    Корбетта, М., Патель, Г. и Шульман, Г. Л. Система переориентации человеческого мозга: от окружающей среды к теории разума. Нейрон 58 , 306–324 (2008).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 50.

    Peelen, M. V., Heslenfeld, D. J. & Theeuwes, J. Эндогенные и экзогенные сдвиги внимания опосредуются одной и той же крупномасштабной нейронной сетью. Neuroimage 22 , 822–830 (2004).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 51.

    Кинкейд, Дж. М., Абрамс, Р. А., Астафьев, С. В., Шульман, Г. Л. и Корбетта, М. Исследование произвольной и стимулированной ориентации внимания с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии, связанной с событием. J. Neurosci. 25 , 4593–4604 (2005).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 52.

    Майер, А. Р., Дорфлингер, Дж. М., Рао, С. М. и Зайденберг, М. Нейронные сети, лежащие в основе эндогенного и экзогенного визуально-пространственного ориентирования. Neuroimage 23 , 534–541 (2004).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 53.

    Карраско, М. и МакЭлри, Б. Скрытое внимание ускоряет скорость обработки визуальной информации. Proc. Natl. Акад. Sci. США 98 , 5363–5367 (2001).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 54.

    Рид, А.V. Компромисс скорости и точности в памяти распознавания. Наука 181 , 574–576 (1973).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 55.

    Викельгрен, В. А. Компромисс скорости и точности и динамика обработки информации. Acta Physiol. (Oxf) 41 , 67–85 (1977).

    Google Scholar

  • 56.

    Correa, Á., Triviño, M., Pérez-Dueñas, C., Acosta, A. & Lupiáñez, J. Временная подготовка, торможение реакции и импульсивность. Brain Cogn. 73 , 222–228 (2010).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 57.

    Яшар А. и Лами Д. Уточнение двухэтапного описания прайминга межпробных признаков: имеет ли значение двигательный или ответный характер реакции ?. Atten. Восприятие. Психофизика. 73 , 2160–2167 (2011).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 58.

    Herath, P., Klingberg, T., Young, J., Amunts, K. & Roland, P.E. Нейронные корреляты взаимодействия двойного задания могут быть отделены от коррелятов разделенного внимания: исследование с помощью фМРТ. Cereb. Cortex 11 , 796–805 (2001).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 59.

    Калхэм, Дж.К., Кавана, П. и Канвишер, Н. Функции реакции внимания: характеристика областей мозга с использованием активации фМРТ во время параметрических изменений нагрузки на внимание. Нейрон 32 , 737–745 (2001).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 60.

    Beauchamp, M. S., Petit, L., Ellmore, T. M., Ingeholm, J. & Haxby, J. V. Параметрическое ФМРТ исследование явных и скрытых сдвигов зрительно-пространственного внимания. Neuroimage 14 , 310–321 (2001).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 61.

    Карраско, М., Эверт, Д. Л., Чанг, И. и Кац, С. М. Эффект эксцентриситета. Эксцентриситет цели влияет на эффективность поиска соединений. Восприятие. Психофизика. 57 , 1241–1261 (1995).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 62.

    Rosen, A.C. et al. Нейронные основы эндогенной и экзогенной пространственной ориентации. Функциональное МРТ-исследование. J. Cogn. Neurosci. 11 , 135–152 (1999).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 63.

    Натале, Э., Марци, К. А., Джирелли, М., Павоне, Э. Ф. и Поллманн, С. ERP и фМРТ коррелируют эндогенной и экзогенной фокусировки визуально-пространственного внимания. Eur. J. Neurosci. 23 , 2511–2521 (2006).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 64.

    Esterman, M. et al. Добровольное и непроизвольное внимание по-разному влияет на дискриминацию по лицу. Neuropsychologia 46 , 1032–1040 (2008).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 65.

    Кинчла Р. А., Чен З. и Эверт Д.Предварительные эффекты при визуальном поиске: данные или ресурсы ограничены ?. Восприятие. Психофизика. 57 , 441–450 (1995).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 66.

    Ruff, C.C., Kristjánsson, Á. И Драйвер Дж. Считывание из иконической памяти и выборочное пространственное внимание задействуют сходные нейронные процессы. Psychol. Sci. 18 , 901–909 (2007).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 67.

    Халм, О. Дж., Фристон, К. Ф. и Зеки, С. Нейронные корреляты отчетности о стимулах. J. Cogn. Neurosci. 21 , 1602–1610 (2009).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 68.

    Nobre, A.C. et al. Ориентация внимания на места в перцептивных и ментальных представлениях. J. Cogn. Neurosci. 16 , 363–373 (2004).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 69.

    Sergent, C., Ruff, C.C., Barbot, A., Driver, J. & Rees, G. Нисходящая модуляция ранней зрительной коры головного мозга человека после смещения стимула поддерживает успешный отчет с последующей обработкой. J. Cogn. Neurosci. 23 , 1921–1934 (2011).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 70.

    Thibault, L., van den Berg, R., Cavanagh, P. & Sergent, C. Ретроспективное внимание обеспечивает дискретный сознательный доступ к прошлым сенсорным стимулам. PLoS ONE 11 , e0148504 (2016).

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 71.

    Sergent, C. et al. Привлечение внимания после исчезновения стимула может ретроспективно вызвать сознательное восприятие. Curr. Биол. 23 , 150–155 (2013).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 72.

    Gobell, J. & Carrasco, M. Внимание изменяет внешний вид пространственной частоты и размера зазора. Psychol. Sci. 16 , 644–651 (2005).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 73.

    Антон-Эркслебен, К., Хенрих, К. и Треуэ, С. Внимание изменяет воспринимаемый размер движущихся визуальных образов. J. Vis. 7 (5), 1–9 (2007).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 74.

    Фуллер С., Парк Ю. и Карраско М. Контраст кью модулирует влияние внешнего внимания на внешний вид. Vision Res. 49 , 1825–1837 (2009).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 75.

    Карраско, М. и Йешурун, Ю. Вклад скрытого внимания в эффекты размера и эксцентриситета в визуальном поиске. J. Exp. Psychol. Гм. Восприятие. Выполнять. 24 , 673–692 (1998).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 76.

    Лю Т., Пестилли Ф. и Карраско М. Преходящее внимание улучшает перцепционные характеристики и реакцию FMRI в зрительной коре головного мозга человека. Нейрон 45 , 469–477 (2005).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 77.

    Kim, Y.H. et al. Крупномасштабная нейронная сеть для пространственного внимания отображает многофункциональное перекрытие, но дифференциальную асимметрию. Neuroimage 9 , 269–277 (1999).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 78.

    Мейер, К. Н., Ду, Ф., Паркс, Э. и Хопфингер, Дж. Б. Экзогенное и эндогенное внимание: изменение баланса лобно-теменной активности. Neuropsychologia 111 , 307–316 (2018).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 79.

    Дюге, Л., Робертс, М. и Карраско, М. Внимание периодически меняется. Curr. Биол. 26 , 1595–1601 (2016).

    PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 80.

    Senoussi, M., Moreland, J. C., Busch, N. A. & Dugué, L. Внимание периодически исследует пространство на тета-частоте. J. Vis. 19 , 22–22 (2019).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 81.

    Маунселл, Дж. Х. Р. и Кук, Э. П. Роль внимания в обработке изображений. Philos. Пер. R. Soc. Лондон. B Biol. Sci. 357 , 1063–1072 (2002).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 82.

    Кастнер С. и Пинск М.А. Визуальное внимание как многоуровневый процесс отбора. Cogn. Оказывать воздействие. Behav. Neurosci. 4 , 483–500 (2004).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 83.

    Кляйн Б.П., Харви Б.М. и Дюмулен С.О. Привлечение предпочтения позиции пространственным вниманием во всей зрительной коре головного мозга человека. Нейрон 84 , 227–237 (2014).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 84.

    Кей, К. Н., Вайнер, К. С. и Гриль-Спектор, К. Внимание снижает пространственную неопределенность вентральной височной коры головного мозга человека. Curr. Биол. 25 , 595–600 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 85.

    Nachmias, J. Влияние длительности экспозиции на визуальную контрастную чувствительность с прямоугольными решетками. J. Opt. Soc. Являюсь. 57 , 421–427 (1967).

    ADS Статья Google Scholar

  • 86.

    Carrasco, M., Penpeci-Talgar, C. & Eckstein, M. Пространственное скрытое внимание увеличивает контрастную чувствительность в CSF: Поддержка усиления сигнала. Vision Res. 40 , 1203–1215 (2000).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 87.

    Пестилли, Ф. и Карраско, М. Внимание увеличивает контрастную чувствительность в точках с указанием и ухудшает ее в местах без привязки. Vision Res. 45 , 1867–1875 (2005).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 88.

    Фернандес, А. и Карраско, М. Погашение экзогенного внимания с помощью транскраниальной магнитной стимуляции. Curr. Биол. 30 , 1–7 (2020).

    Артикул CAS Google Scholar

  • 89.

    Luck, S.J. et al. Влияние пространственной привязки на обнаруживаемость яркости: Психофизические и электрофизиологические доказательства для раннего отбора. J. Exp. Psychol. Гм. Восприятие. Выполнять. 20 , 887–904 (1994).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 90.

    Лу, З. Л. и Дошер, Б. А. Внешний шум отличает механизмы внимания. Vision Res. 38 , 1183–1198 (1998).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 91.

    Монтанья, Б., Пестилли, Ф. и Карраско, М. Внимание идет в ущерб пространственной проницательности. Vision Res. 49 , 735–745 (2009).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 92.

    Йешурун, Й. и Рашал, Э. Привлечение внимания к выбранному месту уменьшает скопление людей и снижает критическое расстояние. J. Vis. 10 , 16–16 (2010).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 93.

    Дюге, Л., Сюэ, А.М. и Карраско, М. Четкие ритмы восприятия для поиска признаков и сочетаний. J. Vis. 17 , 22–22 (2017).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 94.

    Engel, S. A. et al. фМРТ зрительной коры головного мозга человека. Nature 369 , 525 (1994).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 95.

    Sereno, M. I. et al. Границы множественных зрительных зон у человека, выявленные с помощью функциональной магнитно-резонансной томографии. Наука 268 , 889–893 (1995).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 96.

    Энгель, С. А., Гловер, Г. Х. и Ванделл, Б. А. Ретинотопическая организация зрительной коры головного мозга человека и пространственная точность функциональной МРТ. Cereb. Cortex 7 , 181–192 (1997).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 97.

    Ларссон, Дж. И Хигер, Д. Дж. Две ретинотопные визуальные области в боковой затылочной коре человека. J. Neurosci. 26 , 13128–13142 (2006).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 98.

    Kastner, S., De Weerd, P., Desimone, R. & Ungerleider, L.G. Механизмы направленного внимания в экстрастриальной коре головного мозга человека, выявленные с помощью функциональной МРТ. Science 282 , 108–111 (1998).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 99.

    Пинейро, Дж. К. и Бейтс, Д. М. Неограниченная параметризация для матриц дисперсии-ковариации. Stat. Comput. 6 , 289–296 (1996).

    Артикул Google Scholar

  • 100.

    Galletti, C. et al. Скрытый сдвиг внимания модулирует текущую нервную активность в достигаемой области дорсомедиального зрительного потока макаки. PLoS ONE 5 , e15078 (2010).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 101.

    Каспари, Н., Янссенс, Т., Мантини, Д., Ванденберге, Р. и Вандуффель, В. Скрытые сдвиги пространственного внимания у макак-обезьян. J. Neurosci. 35 , 7695–7714 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 102.

    Caspari, N., Arsenault, J. T., Vandenberghe, R. & Vanduffel, W. Функциональное сходство медиальных верхних теменных областей для сигналов избирательного смещения внимания у людей и обезьян. Cereb. Cortex 28 , 2085–2099 (2018).

    PubMed Google Scholar

  • 103.

    Pitzalis, S. et al. широкопольная ретинотопия определяет корковую зрительную зону V6 человека. J. Neurosci. 26 , 7962–7973 (2006).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 104.

    Фернандес, А., Ли, Х.-Х. И Карраско, М. Как экзогенное пространственное внимание влияет на визуальное представление. J. Vis. 19 , 4 (2019).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 105.

    Линг, С. и Карраско, М. При длительном внимании ухудшается восприятие. Nat. Neurosci. 9 , 1243–1245 (2006).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 106.

    Лю Т., Абрамс Дж. И Карраско М. Добровольное внимание усиливает контраст. Psychol. Sci. 20 , 354–362 (2009).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 107.

    Харви Б. М. и Дюмулин С. О. Взаимосвязь между кортикальным коэффициентом увеличения и размером рецептивного поля популяции в зрительной коре человека: постоянства в архитектуре коры. J. Neurosci. 31 , 13604–13612 (2011).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 108.

    Харви, Б. М. и Дюмулен, С. О. Визуальное движение трансформирует представления визуального пространства аналогичным образом во всей визуальной иерархии человека. Neuroimage 127 , 173–185 (2016).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 109.

    Michalareas, G. et al. Альфа-бета и гамма-ритмы поддерживают обратную связь и влияние прямой связи между зрительными областями коры головного мозга человека. Нейрон 89 , 384–397 (2016).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 110.

    Йилдирим, Ф., Карвалью, Дж. И Корнелиссен, Ф. В. Стимул второго порядка с ориентационным контрастом для ретинотопного картирования на основе рецептивного поля населения. Neuroimage 164 , 183–193 (2018).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 111.

    Фриче, М., Лоуренс, С. Дж. Д. и де Ланге, Ф. П. Временная настройка подавления повторения через зрительную кору. J. Neurophysiol. 123 , 224–233 (2020).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 112.

    Бойнтон, Г. М., Демб, Дж. Б., Гловер, Г. Х. и Хигер, Д. Дж. Нейрональные основы различения контрастов. Vision Res. 39 , 257–269 (1999).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 113.

    Brefczynski, J. A. & DeYoe, E. A. Физиологический коррелят «прожектора» визуального внимания. Nat. Neurosci. 2 , 370–374 (1999).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 114.

    Слотник, С. Д. Экспериментальные параметры, которые влияют на модуляцию внимания компонента С1 ERP. Cogn. Neurosci. 9 , 53–62 (2017).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 115.

    Мюллер, Н. Г. и Кляйншмидт, А.временная динамика акцента внимания: нейрональные корреляты захвата внимания и торможения возврата в ранней зрительной коре. J. Cogn. Neurosci 19 , 587–593 (2007).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 116.

    Мюллер, Н. Г. и Эбелинг, Д. Активность в зрительной коре, модулированная вниманием — больше, чем просто «прожектор». Neuroimage 40 , 818–827 (2008).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 117.

    Heinen, K. et al. Одновременная ТМС-фМРТ выявляет динамические межполушарные влияния правой теменной коры во время экзогенно управляемого зрительно-пространственного внимания. Eur. J. Neurosci. 33 , 991–1000 (2011).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 118.

    Mulckhuyse, M., Belopolsky, A. V., Heslenfeld, D., Talsma, D. & Theeuwes, J. Распределение внимания модулирует сигналы заметности в ранней зрительной коре. PLoS ONE 6 , e20379 (2011).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 119.

    Кей, К. Н., Винавер, Дж., Рокем, А., Мезер, А. и Ванделл, Б. А. Двухэтапная каскадная модель BOLD-ответов в зрительной коре головного мозга человека. PLoS Comput. Биол. 9 , e1003079 (2013).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 120.

    Чика, А. Б. и Лупианес, Дж. Влияние эндогенного и экзогенного внимания на визуальную обработку: исследование «Запрещение возврата». Brain Res. 1278 , 75–85 (2009).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 121.

    Лю Т., Хигер Д. Дж. И Карраско М. Нейронные корреляты визуальной вертикальной меридиональной асимметрии. J. Vis. 6 , 1294–1306 (2006).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 122.

    Лю Т., Ларссон Дж. И Карраско М. Внимание, основанное на особенностях, модулирует ориентировочно-избирательные реакции в зрительной коре головного мозга человека. Нейрон 55 , 313–323 (2007).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 123.

    Фримен, Дж., Хигер, Д. Дж. И Мерриам, Э. П. Грубые смещения спиралей и ориентации в зрительной коре головного мозга человека. J. Neurosci. 33 , 19695–19703 (2013).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 124.

    Ван, Х. Х., Мерриам, Э. П., Фриман, Дж. И Хигер, Д. Дж. Смещения направления движения и декодирование в зрительной коре головного мозга человека. J. Neurosci. 34 , 12601–12615 (2014).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 125.

    Брауэр, Г.Дж., Арнедо, В., Оффен, С., Хигер, Д. Дж. И Грант, А. С. Нормализация соматосенсорной коры головного мозга человека. J. Neurophysiol. 114 , 2588–2599 (2015).

    CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 126.

    МакМейнс, С. А. и Сомерс, Д. С. Множественные прожекторы выбора внимания в зрительной коре головного мозга человека. Нейрон 42 , 677–686 (2004).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 127.

    Блум И. М. и Линг С. Нормализация управляет модуляцией внимания в зрительной коре головного мозга человека. Nat. Commun. 10 , 5660–5710 (2019).

    ADS PubMed PubMed Central Статья CAS Google Scholar

  • 128.

    Полторацкий, С., Линг, С., Маккормак, Д. и Тонг, Ф. Характеризация эффектов заметности черт и внимания сверху вниз в ранней зрительной системе. J. Neurophysiol. 118 , 564–573 (2017).

    PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 129.

    Moerel, D., Ling, S. & Jehee, J. F. M. Перцептивное обучение увеличивает эффективность выборки ориентации. J. Vis. 16 , 36–36 (2016).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 130.

    Mackey, W. E., Winawer, J. & Curtis, C.E. Кластеры карты поля зрения в лобно-теменной коре головного мозга человека. Элиф 6 , 2704 (2017).

    Артикул Google Scholar

  • 131.

    Гарднер, Дж. Л., Мерриам, Э. П., Шлуппек, Д. и Ларссон, Дж. МГЛ: Визуальные психофизические стимулы и пакет экспериментального дизайна. (2018). https://doi.org/10.5281/zenodo.1299497.

  • 132.

    Мюллер М. М. в Когнитивная электрофизиология внимания 123–135 (Elsevier, 2014).https://doi.org/10.1016/B978-0-12-398451-7.00010-5

  • 133.

    Mackeben, M. & Nakayama, K. Выражайте смещение внимания. Vision Res. 33 , 85–90 (1993).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 134.

    Лю Т., Стивенс С. Т. и Карраско М. Сравнение динамики времени и эффективности пространственного и ориентированного на особенности внимания. Vision Res. 47 , 108–113 (2007).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 135.

    Seiss, E., Driver, J. & Eimer, M. Влияние требований фильтрации внимания на подготовительные ERP, вызванные в задаче пространственной подсказки. Clin. Neurophysiol. 120 , 1087–1095 (2009).

    PubMed Статья Google Scholar

  • 136.

    Филлипс, В. А. О различии между сенсорной памятью и кратковременной зрительной памятью. Восприятие. Психофизика. 16 , 283–290 (1974).

    Артикул Google Scholar

  • 137.

    Сперлинг, Г. и Мельхнер, М. Дж. Характеристика внимания: примеры визуального поиска. Наука 202 , 315–318 (1978).

    ADS CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 138.

    Кинчла Р. А. Измерение внимания. Atten. Выполнять. VIII , 213–238 (1980).

    Google Scholar

  • 139.

    Огава, С., Ли, Т. М., Кей, А. Р. и Танк, Д. В. Магнитно-резонансная томография мозга с контрастированием, зависящим от оксигенации крови. Proc. Natl. Акад. Sci. США 87 , 9868–9872 (1990).

    ADS CAS PubMed PubMed Central Статья Google Scholar

  • 140.

    Gardner, J. L., Merriam, E. P., Schluppeck, D., Besle, J. & Heeger, D. J. mrTools: Пакет для анализа и визуализации данных функциональной магнитно-резонансной томографии (2018). https://doi.org/10.5281/zenodo.1299483.

  • 141.

    Ванделл Б.А., Дюмулен С.О. и Брюер А.А. Карты полей зрения в коре головного мозга человека. Нейрон 56 , 366–383 (2007).

    CAS PubMed Статья Google Scholar

  • 142.

    Kay, K., Rokem, A., Winawer, J., Dougherty, R. & Wandell, B. GLMdenoise: быстрый автоматизированный метод шумоподавления данных фМРТ на основе задач. Фронт. Neurosci. 7 , 1–15 (2013).

    Артикул Google Scholar

  • Различные эффекты произвольного и непроизвольного внимания на активность ЭЭГ в гамма-диапазоне

    Реферат

    Предыдущие исследования показали, что активность ЭЭГ в гамма-диапазоне может модулироваться вниманием.Здесь мы сравнили эту деятельность для произвольного и непроизвольного пространственного внимания в парадигме пространственных сигналов с лицами в качестве целей. Стимулы и время испытаний оставались постоянными в зависимости от условий внимания, при этом изменялась только прогностическая ценность сигнала. Гамма-диапазон был связан с произвольным переключением внимания, но не с непроизвольным захватом внимания. Наличие повышенных гамма-ответов для произвольного распределения внимания и его отсутствие в случаях непроизвольного захвата предполагает, что нейронные механизмы, управляющие этими двумя типами внимания, различны.Более того, эти данные позволяют описать временную динамику, способствующую диссоциации между произвольным и непроизвольным вниманием. Распределение этого коррелята произвольного внимания согласуется с процессом сверху вниз, вовлекающим контралатеральные передние и задние области.

    Введение

    Поведенческие данные свидетельствуют о том, что пространственное внимание можно вызвать по крайней мере двумя способами. Один направлен на достижение цели и задействует механизмы контроля сверху вниз, тогда как другой является автоматическим и не зависит от задачи.Первое часто называют эндогенным или произвольным вниманием (Posner, 1978), а второе — экзогенным или непроизвольным вниманием (Jonides, 1981).

    Обширные свидетельства, полученные с использованием парадигмы пространственных сигналов (Posner, 1978) (см. Рис. 1 a ), показывают, что как для произвольного, так и для непроизвольного внимания цели обнаруживаются и распознаются быстрее в точках с правильным указанием по сравнению с местоположением с неправильным указанием ( «эффект действительности»). Часто предполагается, что обе формы внимания одинаково усиливают обработку восприятия и контролируются одними и теми же нейронными механизмами (Gazzaniga et al., 1998). Однако поведенческие данные показывают, что произвольное и непроизвольное внимание может иметь разные временные рамки и последствия (Müller and Rabbitt, 1989; Berger et al., 2005).

    В настоящем исследовании задание на подсказки было объединено с электрофизиологическими измерениями для сравнения произвольного и непроизвольного внимания в идентичных условиях стимула.

    Предыдущая работа, связавшая электрофизиологию с парадигмами подсказок, в основном была сосредоточена на потенциалах, связанных с событиями (ERP). Наиболее последовательным открытием является увеличение ранних сенсорных потенциалов (компонента P1), вызванное направленной целью по сравнению с необслуживаемой целью (Mangun and Hillyard, 1991; Hopfinger and Ries, 2005).Более поздние компоненты также могут быть модулированы, но результаты менее согласованы. В то время как некоторые авторы сообщали о большем N1 в достоверных исследованиях (Luck et al., 1994), другие обнаружили обратное (большее N1 в недействительных исследованиях) (Hopfinger and Ries, 2005). Хопфингер и Уэст (2006) измерили взаимодействие между произвольным и непроизвольным вниманием, одновременно управляя двумя типами внимания. Они обнаруживают, что, хотя и влияют друг на друга, произвольное и непроизвольное внимание действует на разных этапах обработки.Однако в использованной ими процедуре добровольные и непроизвольные сигналы были визуально разными и предъявлялись в разное время в данном испытании. Эффекты произвольного и непроизвольного внимания редко сравнивались напрямую при одинаковых условиях стимула в рамках одного и того же исследования ERP. Исследования, в которых была предпринята попытка такого сравнения, не выявили заметных различий в амплитудах P1 или N1 (Doallo et al., 2005).

    Предыдущие работы как на животных, так и на людях изучали спектральный состав сигнала ЭЭГ (Gruber et al., 1999; Fries et al., 2001; Видал и др., 2006; Fan et al., 2007), предполагая, что активность в гамма-диапазоне (> 30 Гц) (Tallon-Baudry and Bertrand, 1999) модулируется вниманием. Поэтому мы сосредоточились на гамма-диапазоне, поскольку он относится к произвольному и непроизвольному вниманию. В то время как ERP не различают произвольное и непроизвольное внимание, мы сообщаем о явных различиях между этими двумя системами внимания в гамма-диапазоне.

    Материалы и методы

    Задачи и процедуры.

    Участники выполнили простую задачу по распознаванию лиц в условиях произвольного и непроизвольного внимания. Как показано на Рисунке 1 и , одно из двух лиц было представлено сразу после смещения реплики, либо влево, либо вправо от фиксации, и участники сообщали, какое лицо было представлено, нажимая одну из двух клавиш. Периферический сигнал предшествовал целевому лицу как в произвольных, так и в непроизвольных условиях. Произвольное внимание измерялось в условиях прогнозирующей реплики.В этом состоянии лицо чаще появлялось в указанном месте (допустимо на 70%), чем в необработанном месте. Непроизвольное внимание измерялось в состоянии непредсказуемой реплики. В этом состоянии местоположение сигнала не было связано с целевым местоположением. Оба условия включали испытания без мишени, которые позволяли оценить активность, связанную с сигналом, изолированно от лица мишени. Третий ключ использовался для сообщения об отсутствии цели. Единственная разница между условиями внимания заключалась в соотношении допустимых, недействительных испытаний и испытаний, содержащих только реплики.Этот дизайн позволил исследовать физиологический ход времени обработки сигналов и целей для произвольного и непроизвольного внимания без искажения параметров физических стимулов. Условие прогнозирующей реплики состояло из шести блоков по 100 проб, разделенных перерывами. Условие непрогнозируемого сигнала состояло из пяти 112 пробных блоков (см. Рис. 1 и ). Каждый участник выполнил одно условие реплики перед тем, как начать другое условие реплики, и условия реплики были уравновешены между испытуемыми.Каждое условие сигнала начиналось с короткого тренировочного блока (20 попыток).

    Обратите внимание, что в условиях прогнозирующей подсказки участнику предлагалось использовать подсказку, когда она появлялась, и предвидеть вероятное местоположение цели. В условиях непредсказуемой реплики участникам было дано указание игнорировать реплики, поскольку они не зависят от целевого местоположения. Здесь в качестве операционных переменных для произвольного и непроизвольного внимания использовались условия прогнозируемых и непредсказуемых сигналов. С помощью прогнозирующей реплики произвольное внимание будет выделяться при ее появлении.При использовании непредсказуемого сигнала произвольное внимание не будет выделяться до тех пор, пока не появится цель.

    Стимулы.

    стимула были представлены на 20-дюймовом мониторе. При просмотре с расстояния 155 см угол обзора каждого сигнального квадрата составлял 2,2 °, и они находились в центре 2,7 ° от фиксирующего креста 0,4 °. Лица располагались по центру одного из квадратов и имели ширину 2,4 °.

    участника.

    Шестнадцать студентов участвовали в эксперименте по получению зачетных единиц. У всех участников была нормальная или скорректированная до нормальной острота зрения.Участники дали информированное согласие, одобренное Советом по институциональной проверке Калифорнийского университета в Беркли.

    Получение и обработка ЭЭГ.

    ЭЭГ регистрировали с помощью системы Biosemi active-two с частотой дискретизации 256 Гц с 64 участков модифицированного монтажа системы 10–20. Горизонтальные электроокулографические (ЭОГ) сигналы регистрировались на левом и правом наружном уголке глаза, а вертикальные ЭОГ регистрировались под правым глазом. Все электроды были привязаны к кончику носа.Предварительная обработка данных производилась в Brain Vision Analyzer. Испытания с движением глаз или морганием были удалены из данных с использованием критерия амплитуды ± 150 мкВ или ниже. Текущая ЭЭГ была сегментирована на эпохи от 200 мс до начала сигнала до 1000 мс после начала сигнала правильно выполненных испытаний. Затем эти данные были экспортированы в EEGLAB (Matlab Toolbox) (Delorme and Makeig, 2004) для спектрального анализа.

    Спектральный анализ ЭЭГ.

    Для измерения мощности в каждой полосе частот и в каждый момент времени данные обрабатывались с использованием функции «timef» EEGLAB (Delorme and Makeig, 2004).Для каждого условия эксперимента около 60 случайно выбранных эпох ЭЭГ были свернуты с помощью синусоидальных импульсов с гауссовым окном с двухцикловой длительностью. В каждой полосе частот средняя спектральная энергия базовой линии до стимула (от -200 до -50 мс, исключая последние 50 мс фиксации, в которых фиксация изменила цвет) вычиталась из частотно-временной энергии до стимула и постстимула. Абсолютная мера мощности была преобразована в децибелы [10 × log (мкВ 2 )]. Исходные уровни в двух состояниях внимания были эквивалентны, что было выявлено с помощью запланированного парного теста t ( t (15) = 1.05; р = 0,92). Полученные частотно-временные карты были усреднены по испытаниям для каждого испытуемого, чтобы сформировать связанное с событием спектральное возмущение (ERSP) (Makeig, 1993). Индивидуальные тематические карты были усреднены для создания больших средних карт ERSP (см. Рис. 2).

    Для статистического анализа было выбрано несмещенное по частотному диапазону время максимального отклика гамма-диапазона из усредненных данных для ответов, связанных с сигналом, и ответов, связанных с целью, отдельно (Yuval-Greenberg et al., 2007). Средняя мощность в этих областях для каждого условия затем использовалась в качестве зависимой переменной в ANOVA с повторяющимися факторами. Из-за широкого распределения волосистой части головы данные были объединены для анализа в три группы (передняя, ​​центральная и задняя) в каждом полушарии (Gruber et al., 1999) (дополнительный рисунок 1, доступный на сайте www.jneurosci.org в качестве дополнительного материал).

    Анализ ERP.

    Сегментированные данные усреднялись отдельно для каждого условия. Усредненные формы сигналов подвергались полосовой фильтрации [0.8–17 Гц 24 дБ / октава (Zion-Golumbic and Bentin, 2006)] и базовая линия, скорректированная от начала до 100 мс. Для каждого участника пик P1 был определен как локальный максимум между 80 и 150 мс после достижения цели, а пик селективного по лицу компонента N170 (Bentin et al., 1996) был определен как локальный минимум между 130 и 220 мс. В анализ были включены амплитуды этих компонентов в сайтах P8, PO8 и P10 в правом полушарии, а также в сайтах гомологов в левом. ANOVA с повторными измерениями с факторами, определяющими условие (прогнозирующий, непрогнозирующий), полушарие (слева, справа), место (P7 / 8, PO7 / 8, P9 / 10), целевую сторону (слева, справа) и достоверность (действительный, недействительный) ) обрабатывались как в рамках переменных субъекта и выполнялись отдельно для амплитуд P1 и N170.

    Результаты

    Производительность

    В целом, распознавание целей было быстрее для валидных, чем недействительных испытаний (рис. 1 b ). Эффект достоверности был больше в условиях прогнозирования, чем при непредсказуемой подсказке. Эти результаты были подтверждены двухфакторным дисперсионным анализом ANOVA, проведенным для испытаний с целевым присутствием. В целом, ответы были немного быстрее при прогнозировании, чем при непрогнозируемых условиях. Однако эта разница не была значимой ( F (1,15) = 3.32; р = 0,09). Эффект достоверности был значительным ( F (1,15) = 30,29; p <0,001) и взаимодействовал с условием сигнала ( F (1,15) = 15,91; p <0,01). ). Это взаимодействие указывало на то, что эффекты достоверности были больше в условии прогнозирующего сигнала, чем в условии непредсказуемого сигнала. Запланированные парные сравнения показали, что в обоих условиях эффект достоверности был значительным ( t (15) = 5.14, p <0,001 для прогнозирования и t (15) = 3,4, p <0,01 для непрогнозирующего). Для испытаний с отсутствием цели производительность была идентична для двух условий реплики (636 мс в обоих).

    Фигура 1.

    a , После 1 секунды фиксации сигнал (один прямоугольник изменился на красный, обозначенный пунктирным прямоугольником) отображался в течение 250 мс, за которым следовала одна из двух целей лица, отображаемая в течение 300 мс, или пустой экран. Ниже на иллюстрации показаны вероятности (и номера испытаний) каждого типа испытаний (действительный, недействительный, только для сигнала) в различных условиях сигнала (прогнозирующий и непрогнозирующий).С помощью нажатия клавиши участники указывали, какое лицо появилось или нет. b , Время реакции в миллисекундах.

    Процент правильных для действительных и недействительных испытаний после прогнозных сигналов составил 94,7% и 92,4% соответственно. Соответствующие показатели точности после непредсказуемых сигналов составили 95,2% и 93%. ANOVA показал основной эффект достоверности в частоте ошибок (разница 2,25%; F (1,15) = 17,30; p <0.01) и отсутствие взаимодействия с условием сигнала ( F <1).

    Фигура 2. Графики

    времени ( x -ось) / частота ( y -ось) для непрогнозируемых (левый столбец) и прогнозируемых (правый столбец) условий. a , Данные испытаний только cue. Начало сигнала на нуле отмечено стрелкой. b , Данные испытаний в присутствии цели (действительные и недействительные в первой и второй строках соответственно). Целевые начала на нуле отмечены стрелкой.Темные прямоугольники обозначают временное / частотное окно, используемое в статистическом анализе.

    Спектральный анализ

    Активность в гамма-диапазоне (определяемом здесь как 30–70 Гц) была усреднена для временного окна от 150 до 225 мс после начала лечения для измерения активности, связанной с сигналом, и от 150 до 225 мс после начала действия цели для измерения активности, связанной с целью. (Рис. 2) (процесс выбора частотно-временного окна описан в разделе «Материалы и методы»).

    Действия, связанные с сигналом

    Анализ испытаний с отсутствием цели показал, что мощность гамма-диапазона для сигналов была выше в режиме прогнозирования, чем в состоянии без предупреждения (рис.2 а ). Это наблюдение было подтверждено дисперсионным анализом (ANOVA) с условием сигнала (прогнозирующий, непрогнозирующий), стороной сигнала (слева, справа), полушарием (слева, справа) и сайтом (задним, центральным, передним). Основное влияние состояния реплики было значительным ( F (1,15) = 4,63; p <0,05), хотя влияние всех других факторов не было (полный статистический анализ см. В дополнительной таблице 1, доступной на www.jneurosci.org в качестве дополнительных материалов).

    Целевая деятельность

    Гамма-активность, вызванная недействительными целями в условии прогнозирующей подсказки, была выше, чем активность, вызванная действительными целями.В условиях непрогнозируемого сигнала гамма, вызванная обоими типами целей (действительными и недействительными), была аналогичной (рис. 2 b ). ANOVA с условием сигнала (прогнозирующий, непрогнозирующий), валидностью (действительной, недействительной), целевой стороной (слева, справа), полушарием (слева, справа) и сайтом (задним, центральным, передним) в качестве факторов внутри субъекта показал основные эффект достоверности ( F (1,15) = 5,12; p <0,05), который взаимодействовал с условием сигнала ( F (1,15) = 4.70; р <0,05). Парные запланированные сравнения показали, что в условиях прогнозирующего сигнала гамма-диапазон был значительно выше в недействительных, чем в валидных испытаниях ( F (1,15) = 5,20; p <0,05). В условиях непрогнозируемого сигнала этого не было ( F (1,15) = 3,51; p = 0,08). Тенденция в непредсказуемом случае может быть вызвана рядом факторов. a Важно отметить, что значимое взаимодействие отражает достоверные различия в гамма-активности между допустимыми и недопустимыми условиями для прогнозируемых и непредсказуемых условий.

    Кроме того, анализ выявил доказательства латеральности ответа гамма-диапазона в условиях прогнозируемого сигнала. Как полушарие при взаимодействии со стороны мишени, так и полушарие при взаимодействии со стороны мишени были значимыми ( F (1,15) = 6,20, p <0,05 и F (2,30) = 7,04). , p <0,01 соответственно). Гамма-мощность была выше над полушарием, противоположным целевому положению, чем над ипсилатеральным полушарием.Разница между контралатеральным и ипсилатеральным ответами была значительной для заднего и переднего отделов ( F (1,15) = 7,16, p <0,05 и F (1,15) = 0,33, p <0,01 соответственно). На рис. 3 a – c представлены распределения гамма-диапазона в коже головы в трех точках времени после появления цели, демонстрирующие различия в распространении гамма-излучения по разным участкам кожи головы (дополнительный рис.2, доступно на www.jneurosci.org в качестве дополнительных материалов). Для центральных участков статистический тест не выявил значимых эффектов латеральности (эффект от цели к полушарию F (1,15) = 2,09; p = 0,169, несущественно).

    Рисунок 3.

    a – c , Распределение активности гамма-диапазона на волосистой части головы при 141, 198 и 236 мс при недействительных испытаниях в условиях прогнозирующего сигнала. Частоты 30–70 Гц были сокращены, а шкалы изменены, чтобы подчеркнуть различия в активности между разными участками.

    ERP

    Компоненты

    P1 и N170 не различались в условиях прогнозирующего и непредсказуемого сигналов ( F <1 для всех соответствующих сравнений для компонентов P1 и N170). Оба компонента показали максимальный ответ для сайтов, расположенных контралатерально по отношению к целевой стороне (значимое взаимодействие полушария со стороны-мишени: F (1,15) = 8,16, p <0,05 для P1 и F (1,15 ) = 8,67, p <0.05 для N170). В соответствии с предыдущими сообщениями в литературе (Mangun and Hillyard, 1991; Hopfinger and Ries, 2005) для обоих состояний внимания компонент P1 был больше для допустимых условий по сравнению с недопустимыми условиями, когда цель была представлена ​​в контралатеральном поле зрения (дополнительное материал, доступный на www.jneurosci.org). Этот эффект был поддержан значительным полушарием на стороне цели посредством достоверности взаимодействия ( F (1,15) = 17,14; p <0.01). Для N170 такого эффекта достоверности обнаружено не было (полушарие по отношению к цели по достоверности: F (1,15) = 1,23; p = 0,28, несущественно).

    Обсуждение

    Настоящие результаты демонстрируют, что произвольное и непроизвольное внимание по-разному влияет на реакцию в гамма-диапазоне, тогда как оба влияют на время реакции (RT) одинаково. Эти эффекты проявлялись в два этапа. Первый был в ответ на сигнал: только произвольное увеличение гамма-диапазона, вызванное вниманием, только к сигналу (условие прогнозирующего сигнала).Второй был реакцией на цели: гамма-диапазон увеличивался всякий раз, когда требовалось произвольное переключение внимания на цель. Эти модели гамма-ответа и то, как они соотносятся с произвольным и непроизвольным вниманием, подробно описаны ниже.

    Повторяя многие прошлые исследования, действительные цели были обнаружены быстрее, чем недействительные, независимо от прогнозируемой ценности сигнала. Это свидетельствует о том, что резкое появление периферических раздражителей рефлекторно привлекало внимание наблюдателя. Однако, когда сигнал был предсказуемым, участники также добровольно ориентировались на указанное место, что приводило к усилению эффектов достоверности.Поскольку добавление произвольного внимания было единственной разницей между двумя состояниями, более высокая мощность гамма-излучения, вызванная прогностическими сигналами, по сравнению с непрогнозирующими сигналами, отражает активность ЭЭГ, связанную с произвольным вниманием. б

    Ответы на цели различались в зависимости от того, был ли сигнал предсказуемым или непрогнозирующим. В непредсказуемом состоянии, когда появляется цель, требуется произвольное переключение внимания на цель для выполнения задачи распознавания (как для действительных, так и для недействительных испытаний).Ответ ЭЭГ в этих испытаниях показывает, что после того, как цель появляется в непрогнозируемом состоянии, наблюдается усиление ответа в гамма-диапазоне (рис. 2 b ). Следовательно, для условия непредсказуемой реплики реакция на цели поддерживает соответствие между откликом в гамма-диапазоне и произвольным переключением внимания.

    В условии прогнозирующей реплики, при действительных испытаниях, реплика вызывала произвольное внимание, и никакого дополнительного смещения к цели не требуется. В этих испытаниях гамма-диапазон был меньше, потому что участники уже переключили свое внимание на указанное место.Напротив, в недействительных испытаниях, несмотря на то, что переключение внимания произошло на прогностический сигнал, внимание сместилось в неправильное место, и при появлении цели требуется дополнительное переключение внимания. Изучение ответа ЭЭГ в этих испытаниях показывает заметное увеличение гамма-ответа в недействительных испытаниях. И снова ответ ЭЭГ в гамма-диапазоне, кажется, отражает произвольный сдвиг пространственного внимания.

    Предыдущие исследования спектральной области сигналов ЭЭГ предложили различные роли гамма-активности, которые включают восприятие, высшие когнитивные функции, такие как память и представление объектов (Herrmann et al., 2004; Зион-Голумбик и Бентин, 2006 г.). Таллон-Бодри и др. (1999) всесторонне исследовали роль активности гамма-диапазона в связывании восприятия. В первоначальных исследованиях гамма-активность измерялась для стимулов, требующих интеграции восприятия для формирования видимого объекта. Однако, поскольку объект, требующий связывания, также являлся объектом внимания, было неясно, был ли фактор, вызывающий увеличение индуцированной гаммы в этих исследованиях, связыванием восприятия, отбором по вниманию или некоторой их комбинацией (Tallon-Baudry et al., 2005).

    Предыдущая работа показала, что гамма-диапазон может быть связан с избирательным вниманием. Gruber et al. (1999) сообщили об увеличении активности гамма-диапазона в теменно-затылочных участках, противоположных контролируемому движению, а недавно Vidal et al. (2006) диссоциировали между реакцией на визуальную группировку и сосредоточенным вниманием. В этом исследовании, однако, участникам было предложено выборочно уделить внимание подмножеству стимулов на дисплее для последующего отчета об ориентации элементов, задача, включающая компонент памяти в дополнение к компонентам выборочного внимания.Fan et al. (2007) ранее сообщали об увеличении ответа гамма-диапазона на периферический прогнозирующий сигнал, как мы обнаружили здесь. Авторы называют этот эффект эффектом пространственной ориентации. Однако в их исследовании неясно, вызвано ли это увеличение периферической сенсорной стимуляцией, экзогенным захватом внимания периферическим сигналом или произвольным направлением внимания на указанное место (сигналы были на 100% предсказуемыми).

    Наши данные исключают сенсорную интерпретацию этих результатов и предполагают, что усиление ответа в гамма-диапазоне связано с добровольным, а не непроизвольным развертыванием внимания.Поскольку механизмы отбора и организации восприятия считаются в высшей степени интерактивными, привязку восприятия и внимание трудно отделить друг от друга. В настоящем исследовании мы обошли эту проблему, наблюдая эффекты произвольного и непроизвольного внимания на активность гамма-диапазона в отсутствие сенсорных различий между этими двумя состояниями внимания. Возможно, нейронные механизмы, поддерживающие произвольные сдвиги внимания, также участвуют в связывании восприятия (Treisman and Gelade, 1980), однако эти вопросы требуют дальнейшего изучения.

    В отличие от гаммы, ERP не делали различий между произвольным и непроизвольным вниманием. Подобно предыдущим исследованиям (Mangun and Hillyard, 1991; Hopfinger and Ries, 2005), мы обнаружили доказательства ранней сенсорной обработки для достоверно выделенных местоположений по сравнению с неверно указанными местоположениями (на что указывает более крупный компонент P1 в достоверных испытаниях). Однако на это различие в значительной степени не повлияла предсказуемость сигналов (Doallo et al., 2005). Эта диссоциация между высокочастотными ответами в диапазоне гамма-диапазона и низкочастотными ответами в ERPs предполагает, что высокочастотная и низкочастотная активность ЭЭГ отражают разные нейронные механизмы.

    Наши результаты в отношении гамма-диапазона относятся к предыдущим результатам из одиночных записей. У обезьяны V4 гамма-активность коррелирует с отбором по вниманию (Fries et al., 2001). Записи в этом исследовании были ограничены экстрастриальными областями. Наши данные дополняют работу на животных, поскольку они выявляют контралатеральные реакции на предсказательные сигналы и посещаемые цели, которые сначала появляются в передних областях, а затем распространяются на задние области (рис.3, дополнительный фильм 1, доступный на сайте www.jneurosci.org в качестве дополнительного материала). Такое контралатеральное лобно-теменное распределение согласуется с данными как исследований функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) на людях, так и исследований на животных, показывающих значимость кортикальных областей, таких как лобные поля глаза, в избирательном произвольном внимании (Corbetta, 1998; Buschman and Miller, 2007). ).

    Активность ЭЭГ в α-диапазоне, как было показано, модулируется устойчивым произвольным вниманием (Worden et al., 2000, Thut et al., 2006). Эти модуляции обычно развиваются за 400 мс после начала пространственного сигнала. Возможно, что ответы α-диапазона и гамма-диапазона взаимодействуют, и будущие исследования могут решить эту проблему с использованием более длинных интервалов контрольных точек, чем те, которые используются здесь. Настоящее исследование было разработано, чтобы позволить прямое сравнение между произвольным и непроизвольным вниманием, требующим относительно коротких интервалов между репликами и целевыми объектами.

    Различия в нейронной реакции между произвольными и непроизвольными состояниями внимания хорошо согласуются с гипотезой о том, что они включают разные механизмы, и предполагают, как эти два типа внимания могут влиять на производительность и перцептивную обработку.Предыдущие подтверждения этой гипотезы можно найти как в поведенческих исследованиях, так и в работе с изображениями. RT-исследования показали, что эффекты непроизвольного внимания быстро рассеиваются и обращаются вспять при асинхронности начала длинного сигнала-мишени, в то время как эффекты произвольного внимания на производительность остаются устойчивыми (Berger et al., 2005). Prinzmetal et al. (2005) предполагают, что есть несколько случаев, когда произвольное внимание влияет на точность, тогда как непроизвольное внимание не в идентичных условиях стимула. Исследования фМРТ также сообщают о различиях между произвольным и непроизвольным вниманием, в основном в спинных областях (Kincade et al., 2005). Зависящая от уровня кислорода в крови реакция на лица в веретенообразной области лица (Kanwisher et al., 1997) увеличивалась, когда целевое лицо было представлено в указанном месте по сравнению с необработанным местоположением, но только в том случае, если сигналы предсказывали местоположение цели ( М. Эстерман и В. Принцметал, неопубликованное наблюдение). Текущее исследование ЭЭГ дает представление о временной динамике произвольного и непроизвольного внимания и показывает, что реакция в гамма-диапазоне отражает произвольные сдвиги внимания.

    Сноски

    • Эта работа была поддержана грантом Национального института здравоохранения MH 64458 (L.C.R., S.B.). Мы благодарим Брайана Роуча за информативный методологический обмен, а также Майкла Оливера и докторов наук. Роберту Т. Найту и Александре Лист за полезные обсуждения. Мы также хотели бы поблагодарить Шерил Л. Ширли за ее помощь в сборе данных.

    • ↵a Возможно, эта тенденция отражает косвенное влияние непроизвольного захвата на распределение внимания. В то время как непредсказуемые сигналы не вызывают активности гамма-диапазона, RT предполагают, что они действительно влияют на локус визуального внимания в пространстве (рис.1 b ) (значительный эффект достоверности в условиях непрогнозирующей реплики). Следовательно, захват внимания, хотя и имеет различную временную динамику и, казалось бы, разные нейронные сигнатуры, может определять отправную точку, с которой начинается произвольный сдвиг внимания с целевым отображением. Этот счет имеет номер post hoc и потребует дополнительных экспериментальных исследований.

    • ↵b Временной ход произвольной модуляции ЭЭГ внимания, найденный здесь, согласуется с предыдущей работой по измерению устойчивых вызванных зрительных потенциалов в ответ на сигнал внимания в парадигме устойчивого внимания (Müller et al., 1998).

    • Для корреспонденции обращаться к Айелет Ландау, Калифорнийский университет в Беркли, 3210 Tolman Hall, Berkeley, CA 94720-1650. ayelet {at} berkeley.edu

    Произвольная и непроизвольная ориентация внимания вызывает аналогичные латерализованные изменения альфа-активности и медленные сдвиги потенциала в зрительной коре

    Abstract

    Существует общее различие между эндогенным вниманием, которое относится к произвольной ориентации пространственного внимания в соответствии с текущими целями задачи и экзогенного внимания, которое представляет собой непроизвольную ориентацию на важные события независимо от текущих целей.Оба типа внимания могут облегчить сенсорную обработку информации в обслуживаемом месте, однако как они влияют на визуальную обработку и влияют ли они на зрительно-корковую обработку аналогичным или различным образом, неизвестно. В настоящем исследовании мы стремились напрямую проверить этот вопрос, сравнивая связанные с событием потенциалы (ERP) и альфа-активность (колебания ~ 10 Гц) над зрительной корой во время интервала между меткой и целью серии аудиовизуальных задач по привлечению внимания.В двух внутрисубъектных экспериментах, включая здоровых участников мужского и женского пола, мы варьировали два основных аспекта, по которым обычно различаются произвольные и непроизвольные задачи внимания: формат сигнала (центрально или периферически представленный) и информативность сигнала (пространственно-прогнозирующий или непредсказуемый). . Наши данные демонстрируют, что все эти сигналы вызывают латерализованные ERP над теменно-затылочной корой, а также запускают снижение затылочной альфа-активности над контралатеральными участками по отношению к местоположению указателя.Важно отметить, что величина и время действия этих нейронных эффектов значительно различаются в зависимости от формата сигнала и информативности, отражая динамику ранее описанных поведенческих эффектов. Хотя периферические сигналы вызывают быстрые изменения в зрительной коре головного мозга, эти изменения поддерживаются только тогда, когда сигнал является информативным относительно будущего местоположения цели. В целом эти данные предполагают, что произвольное и непроизвольное пространственное внимание поддерживается одними и теми же изменениями в зрительно-корковой обработке, сдвинутыми во времени.

    Заявление о значимости Дихотомия между эндогенным и экзогенным вниманием является широко распространенной концепцией в литературе по вниманию, однако очень мало исследований напрямую сравнивали, различаются ли и чем они с точки зрения их нейронного воздействия на визуальную обработку. Используя новую кросс-модальную парадигму подсказок, мы демонстрируем, что каждый из этих типов внимания вызывает аналогичные латерализованные изменения в зрительной коре в ответ на различные сигналы внимания, что подтверждается латерализованными ERP и осцилляторной альфа-активностью (~ 10 Гц).Важно отметить, что в соответствии с предыдущими поведенческими результатами, ход этих нейронных изменений во времени различается в зависимости от формата сигнала и информативности сигнала. В целом, это открытие подразумевает изменения альфа-активности и латерализованные медленные волны ERP как универсальные показатели пространственного внимания.

    Введение

    Селективное пространственное внимание может быть развернуто эндогенно (т. Е. Добровольно), следуя целям и намерениям наблюдателя, или экзогенно (т. Е. Непроизвольно), посредством захвата внезапным событием в окружающей среде, таким как яркая вспышка или выдающийся звук (Reynolds & Chelazzi, 2004; Wright & Ward, 2008).Десятилетия исследований показали, что эндогенное и экзогенное внимание приводит к поведенческим преимуществам в обслуживаемом месте, что отражается в более высокой точности и более быстром времени отклика в задачах распознавания или обнаружения (Posner, 1980; Posner & Cohen, 1984; обзор см. В Carrasco, 2011). Однако эти поведенческие эффекты обычно возникают в разных временных масштабах: эндогенные преимущества внимания появляются медленно и сохраняются в течение длительного времени, а преимущества экзогенного внимания появляются быстро, но исчезают вскоре после этого (с возможностью последующих поведенческих издержек, т.е., запрет на возврат; Мюллер и Кролик, 1989; Накаяма и Маккебен, 1989; Кляйн, 2000). Из-за этих различий во времени и происхождении (внутренние цели и внешние события) часто предполагается, что эти два режима внимания принципиально различаются, включают разные нейронные субстраты (Corbetta & Shulman, 2002) и оказывают различное влияние на зрительное восприятие. корковая обработка (Hopfinger & West, 2006). Однако эндогенное и экзогенное внимание должны постоянно работать вместе, поскольку мы часто одновременно ориентируем свое внимание на физически значимую и поведенчески значимую информацию в нашем окружении.Соответственно, было бы полезно, чтобы оба типа внимания оказывали одинаковое влияние на зрительно-корковую обработку.

    Предыдущее исследование предоставило некоторые доказательства того, как пространственное внимание влияет на сенсорную обработку для поддержки поведения. Например, несколько исследований показали, что эндогенное управление пространственным вниманием усиливает зрительно-корковую обработку даже до появления целевого стимула. На электроэнцефалограмме (ЭЭГ) наблюдаются два особенно сильных маркера этих инициируемых сигналом изменений нервной активности.Один из них — это затылочный альфа-ритм, колебание 10 Гц, которое имеет тенденцию уменьшаться в затылочных областях, противоположных контролируемому участку, и увеличиваться в ипсилатеральных участках (Worden et al., 2000; Kelly et al., 2006; Thut et al., 2006; Грин и Макдональд, 2010). Другой нейронный маркер — это медленная волна в потенциале, связанном с событием (ERP), называемая поздней направленной позитивностью внимания (LDAP; Harter et al., 1989; Hopf & Mangun, 2000; Eimer, Van Velzen, & Driver, 2002). ; Грин и Макдональд, 2006).Оба этих латерализованных изменения в затылочной коре возникают относительно поздно после появления сигнала внимания (обычно на ~ 500-700 мс позже), предположительно делая их уникальными маркерами эндогенного внимания. Однако недавние исследования показывают, что периферические, непредсказуемые сигналы, обычно используемые для вызова экзогенных сдвигов пространственного внимания, также могут вызывать изменения затылочного альфа-ритма (Störmer et al., 2016; Feng et al., 2017) и запускать медленные положительные отклонения. в ERP (например, McDonald et al., 2013; Störmer, McDonald & Hillyard, 2019; Feng et al., 2014), возможно, напоминающие некоторые ЭЭГ-сигнатуры эндогенного внимания. Несмотря на это сходство, в настоящее время неясно, как эти нейронные показатели соотносятся друг с другом и с ориентацией внимания в более широком смысле, поскольку они изучались отдельно для разных участников и разных задач.

    Здесь мы стремились напрямую проверить, вызывают ли эндогенное и экзогенное внимание аналогичные изменения в зрительно-корковой обработке до наступления цели, сравнивая ERP и альфа-активность в зрительной коре в течение интервала метка-цель задачи аудиовизуального внимания.Мы использовали слуховые сигналы для ориентации пространственного внимания, чтобы избежать каких-либо смешанных различий в низкоуровневой визуальной обработке, вызванной разными визуальными сигналами, что позволило нам изолировать нейронную активность, связанную с ориентацией пространственного внимания. В двух экспериментах с использованием внутрисубъектного дизайна мы варьировали два основных аспекта, по которым обычно различаются эндогенные и экзогенные задачи на внимание — формат сигнала (центральное или периферийное представление) и информативность сигнала (пространственное прогнозирование против непредсказуемого) — при этом все остальные параметры постоянны.В целом, наши результаты указывают на схожее влияние на зрительно-корковую обработку для обоих типов внимания в поддержку высоко кооперативной системы внимания, хотя временные ходы и величины этих эффектов существенно различаются.

    Метод

    Участники

    Шестнадцать участников были включены в окончательную выборку эксперимента 1 (12 женщин; средний возраст 21,7 года), а еще 16 участников были включены в окончательную выборку эксперимента 2 (11 женщин; средний возраст 21 год). .9 лет). Для эксперимента 1 данные трех участников были исключены из-за чрезмерного количества артефактов в ЭЭГ (влияющих на> 33% испытаний). Данные от дополнительного участника были исключены из-за неспособности выполнить задание (участник сообщил, что видел две цели с ортогональной ориентацией в одном и том же месте, что привело их к угадыванию ориентации цели в каждом испытании). Для эксперимента 2 данные трех участников были исключены из-за производительности на уровне случайности или ниже во всех условиях (= / <~ 50% точности).Еще два участника не выполнили задачу ЭЭГ из-за неспособности подавить саккады к сигналу и / или цели в начальных практических задачах.

    Все участники дали информированное письменное согласие, одобренное Программой защиты исследований на людях Калифорнийского университета в Сан-Диего, и им заплатили за свое время (10 долларов в час) или получили кредит на курс. Все участники сообщили, что у них нормальное или скорректированное до нормального зрение и нормальный слух. Размеры выборки были выбраны априори на основании ряда других исследований, использующих аналогичные кросс-модальные парадигмы сигналов внимания (McDonald, Teder-Salejarvi, & Hillyard, 2000; Green & McDonald, 2006; Störmer, McDonald, & Hillyard, 2009; McDonald et al. al., 2013; Feng et al., 2014).

    Стимулы и аппаратура

    Участники сидели примерно в 45 см перед 24-дюймовым монитором в звукопоглощающей, электрически экранированной кабине. Стимулы представлялись на экране с помощью набора инструментов Psychophysics в MATLAB (Brainard, 1997; Pelli, 1997). Маленькая черная точка фиксации (0,5 ° x 0,5 ° угла обзора) всегда присутствовала в центре экрана, который в остальном был равномерно серым (RGB: 127, 127, 127). Черный круг (0,1 ° x 0,1 °) появлялся вокруг точки фиксации в начале каждого испытания, чтобы указать участнику, что испытание началось.Мы выполнили три разные задачи в двух экспериментах, которые различались только типом подаваемых сигналов. В гибридных (периферийно-информативные реплики; эксперименты 1 и 2) и экзогенных (периферийно-неинформативные реплики; эксперимент 2) задачах на внимание реплики представляли собой всплески розового шума ~ 83 мс (0,5–15 кГц, 78 дБ SPL), воспроизводимые с внешнего источника. динамики, установленные по обе стороны от монитора компьютера. Слуховые стимулы воспроизводились в стереофоническом режиме, и их амплитуда регулировалась, чтобы создать впечатление, что звуки исходят из возможных целевых мест на экране.В задаче на эндогенное внимание (центральные информативные сигналы; Эксперимент 1) сигналом внимания была либо развертка вверх по частоте в диапазоне от 750 Гц до 1000 Гц, либо развертка частоты вниз от 1250 Гц до 1000 Гц, воспроизводимая обоими динамиками одновременно. время. Целью был участок Габора с пространственной частотой 1,3 цикла / градус, повернутый на -45 ° или 45 ° от вертикали. Контраст пластыря Габора определялся для каждого участника калибровочной задачи перед основным экспериментом (см. Ниже).Мишень была представлена ​​в одном из двух периферийных мест, обозначенных черным кружком с диаметром зрения 10 °, с центром под углом обзора 31 ° слева и справа от фиксации. Каждая цель сопровождалась маской визуального шума того же размера.

    Эксперимент 1 Процедуры

    Все участники выполнили две кросс-модальные задачи на внимание, показанные на рисунке 1A: задачу на эндогенное внимание и задачу на гибридное внимание. В обоих этих заданиях участников просили следить за центральной точкой фиксации на протяжении каждого экспериментального блока.В начале каждого испытания вокруг центральной точки фиксации появлялся черный круг, указывая участникам, что испытание началось. После начала этого круга при переменной асинхронности начала стимула (SOA) от 1000 до 1300 мс, звуковой сигнал внимания продолжительностью 83 мс указывал местоположение последующей цели с 80% достоверностью (Posner, 1980). Участники были проинформированы о взаимосвязи между сигналом и местоположением цели и, таким образом, получили указание скрытно переключить свое внимание на сторону, на которую подается сигнал, в ожидании цели.После SOA метки-цели 983 мс, цель-патч Габора, ориентированная на 45 ° по часовой стрелке или против часовой стрелки от вертикали, была представлена ​​в одном из двух периферийных местоположений в течение 53 мс и сразу же сопровождалась маской визуального шума в течение 100 мс. Шумовая маска всегда появлялась в месте нахождения цели, чтобы исключить неопределенность в отношении того места, в котором появилась цель. После шумовой маски при ISI 300 мс черный круг, окружающий центральную точку фиксации, стал белым, что побудило участника ответить, в каком направлении была ориентирована цель.Участники составили этот отчет, используя клавиши «m» (по часовой стрелке) и «n» (против часовой стрелки).

    Рисунок 1.

    Общая структура задачи и ее выполнение. (A) Участники различали направление вращения (по часовой стрелке или против часовой стрелки) замаскированной мишени Габора. Перед появлением цели участникам предъявляли слуховой сигнал, который был либо информативным (действительным на 80%) в отношении местоположения будущей цели после выполнения ~ 1000 мс SOA (эндогенные и гибридные задачи), либо представлялся случайным образом всего за 130 мс до цель (достоверно 50%; экзогенная задача).Этот звук был восходящим или нисходящим тоном в задаче на эндогенное внимание и боковым всплеском розового шума в гибридных и экзогенных задачах на внимание. (B) Точность распознавания цели, нанесенная на график как функция достоверности реплики для каждой из задач в эксперименте 1 и эксперименте 2, ясно показывает преимущество в точности в точках с указанием и без отслеживания. Планки погрешностей представляют собой стандартную ошибку ± 1 от среднего.

    Гибридная и эндогенная задачи на внимание различались только типом предъявляемого слухового сигнала.В гибридной задаче на внимание сигналом была вспышка розового шума, представленная левым или правым динамиком. Местоположение реплики указывало на то, где могла появиться цель. В задании на эндогенное внимание участникам предъявляли повышающий или понижающий тон в каждом испытании. Направление частотной развертки этого тона (вверх или вниз) указывало, где цель могла появиться в этом испытании (слева или справа; см. Störmer, Green, McDonald, 2009). Отображение направления развертки к местоположению этой реплики было уравновешено для всех участников, так что поднимающийся вверх тон указывал, что цель, вероятно, появится с правой стороны для половины участников и с левой стороны для оставшейся половины участников. участников.Эти различные форматы сигналов были выбраны для разделения предполагаемых эндогенных и экзогенных компонентов внимания; в то время как всплеск периферического шума включал аспекты как экзогенных, так и эндогенных задач пространственного внимания (т. е. представленных периферией и пространственно предсказывающих), центрально представленный широкий тон включал аспекты только традиционных эндогенных задач пространственного внимания (например, центральные символические сигналы, которые являются пространственно прогнозируемыми). Все типы испытаний были перемешаны случайным образом, но задача была выполнена (гибрид vs.эндогенный) был заблокирован, а порядок между участниками уравновешивался, так что половина участников начинала с задачи на эндогенное внимание, а оставшаяся половина — с задачи на гибридное внимание. Участники выполнили 7 последовательных блоков по 48 испытаний для каждой задачи (всего 14 блоков) после выполнения 32 практических испытаний в каждой задаче. Дополнительный короткий практический блок (24 испытания) был выполнен перед заданием на эндогенное внимание, чтобы ознакомить участников с символическими слуховыми сигналами.В этом практическом задании участникам были представлены звуковые сигналы с восходящим и нисходящим движением, и их попросили сообщить, на какой стороне, на которой сигнал указывает, что цель может появиться, вероятно, при отсутствии какой-либо визуальной информации на экране.

    Перед выполнением экспериментальных заданий сложность задания была скорректирована для каждого участника с использованием процедуры пороговой обработки, которая изменяла контраст целевого патча Габора для достижения точности около 75% (например, QUEST; Watson & Pelli, 1983). В этой задаче определения порога участники различали направление патча Габора, ориентированного на 45 °, в отсутствие каких-либо звуков.Каждый участник выполнил 72 попытки задания порога, и индивидуальные пороги контрастности использовались для основного эксперимента.

    Процедуры эксперимента 2

    Участники выполняли как гибридные, так и экзогенные задачи на внимание в эксперименте 2. Задача на гибридное внимание была идентична задаче, описанной в Exp. 1 процедура. Задача на экзогенное внимание отличалась от задачи на гибридное внимание по трем параметрам. Во-первых, вместо того, чтобы быть информативным относительно того, где появится будущая цель, реплика экзогенной задачи на внимание была представлена ​​случайным образом слева или справа и не несла никакой пространственной информации о цели.Следовательно, участникам было приказано игнорировать сигнал, потому что он не будет информативным для задачи. Во-вторых, асинхронность начала стимула (SOA) в экзогенной задаче была намного короче, чем в гибридной задаче на внимание (130 мс против ~ 1000 мс), чтобы исключить любые эффекты эндогенного внимания и максимизировать эффекты экзогенного внимания. внимание. В-третьих, цель была представлена ​​только в 50% случайно выбранных испытаний в задаче на экзогенное внимание. Это было сделано для того, чтобы разделить нейронную активность, вызванную неинформативным периферийным сигналом и целью, которая в противном случае перекрывалась бы при коротком SOA.Этот дизайн позволил нам изолировать нейронную активность, вызванную сигналом, без искажения активности, вызванной визуальной мишенью. Таким образом, анализ поведенческих характеристик проводился только в исследованиях, в которых появилась цель, а анализ активности ЭЭГ выполнялся только в исследованиях, в которых цель не появлялась (т. Е. В исследованиях, содержащих только реплики). В испытаниях, в которых мишень не была представлена, участников просили следить за центральной точкой фиксации и готовиться к следующему испытанию.Все типы испытаний были случайным образом смешаны в каждом экспериментальном блоке. Задача гибридного внимания состояла из 7 последовательных блоков по 48 испытаний в каждом, тогда как задача экзогенного внимания состояла из 7 последовательных блоков по 96 испытаний в каждом, чтобы собрать сопоставимое количество эпох ERP и поведенческих испытаний для анализа по обеим задачам. Обратите внимание, что каждый экспериментальный блок занимал примерно одинаковое количество времени, поскольку время испытания было намного короче в задаче на экзогенное внимание.Перед выполнением любой из задач сложность задачи была скорректирована для каждого участника с помощью процедуры определения порога, описанной в Exp. 1. Следуя этой пороговой процедуре, участники выполняли гибридные и экзогенные задачи на внимание в порядке, уравновешенном для всех участников. Перед выполнением каждого задания участники выполнили 32 практических испытания.

    Запись и анализ ЭЭГ

    Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) записывалась непрерывно с 32 электродов Ag / AgCl, установленных в эластичном колпачке, и усиливалась усилителем ActiCHamp (BrainProducts, GmbH).Электроды располагали по системе 10-20. Горизонтальная электроокулограмма (HEOG) была записана с двух дополнительных электродов, размещенных на наружных уголках глазного дна, которые были заземлены с помощью электрода, размещенного на шее участника. Вертикальную электроокулограмму измеряли на электродах FP1 или FP2, расположенных над левым и правым глазом соответственно. Все электроды скальпа были привязаны к правому сосцевидному отростку онлайн и были оцифрованы с частотой 500 Гц.

    Непрерывные данные ЭЭГ фильтровались с полосой пропускания (масляным фильтром) 0.01-112,5 Гц в автономном режиме. Данные имели период от -1000 мс до +2000 мс относительно начала слухового сигнала. Испытания, связанные с морганиями, движениями глаз или мышцами, были исключены из анализа. Артефакты были обнаружены во временном окне от -800 до 1100 мс за два шага. Во-первых, мы использовали автоматизированные процедуры, реализованные в ERPLAB (Lopez-Calderon & Luck, 2014; размах для морганий и пошаговая функция для обнаружения горизонтальных движений глаз в канале HEOG). Во-вторых, для каждого участника каждая эпоха визуально проверялась, чтобы проверить автоматизированную процедуру, и испытания, выбранные для отклонения, были обновлены (см., Störmer, Alvarez, & Cavanagh, 2014). Данные без артефактов были повторно привязаны в цифровом виде к левому сосцевидному отростку. Для эндогенных и гибридных задач на внимание все испытания были включены в анализ ЭЭГ. Для задачи экзогенного внимания были включены только испытания без целевых стимулов, чтобы избежать перекрытия нейронной активности, вызванной мишенью, с нейронной активностью, вызванной сигналом.

    ERP, вызванные левыми и правыми всплесками шума, усреднялись отдельно и затем коллапсировали по позиции звука (слева, справа) и полусфере записи (слева, справа), чтобы получить формы волны, записанные ипсилатерально и контралатерально относительно звука.ERP, вызванные центральными сигналами (восходящими и нисходящими тонами), были усреднены отдельно для условий присутствия-левого и правого, а затем также схлопывались по полушарию и полушарию. ERP были отфильтрованы нижними частотами (отсечка по половине амплитуды на 25 Гц; крутизна 12 дБ / октава) для удаления высокочастотного шума. Средние амплитуды для каждого участника и состояния измерялись относительно периода предварительного стимула 200 мс (от -200 до 0 мс от начала сигнала), а средние амплитуды статистически сравнивались с использованием как дисперсионного анализа с повторными измерениями (ANOVA), так и парных t-критериев. (контралатеральный vs.ипсилатеральный к обслуживаемому месту). Наш анализ был сосредоточен на двух компонентах ERP, которые ранее были связаны с экзогенным и эндогенным пространственным вниманием. В частности, мы исследовали звуко-вызванную контралатеральную окципитальную позитивность (ACOP) как показатель экзогенного внимания (McDonald et al., 2013) и позднюю направленность внимания (LDAP) как признак эндогенного внимания (Harter et al. ., 1989; Eimer et al., 2002; Green & McDonald, 2006). Точные временные окна и места расположения электродов для каждого анализа ERP были выбраны априори на основе предыдущих исследований и согласованы во всех анализах.Оба компонента ERP были измерены на одних и тех же четырех участках теменно-затылочного электрода (PO7 / PO8 / P7 / P8), но в разных временных окнах. ACOP измерялся в диапазоне 260–360 мс (McDonald et al., 2013), а LDAP — в диапазоне от 500 до 800 мс (Green & McDonald, 2006). Дополнительные парные сравнения (контралатеральные и ипсилатеральные) были выполнены на последовательных 50 мс секциях ERP, чтобы лучше охарактеризовать временной ход этих положительных отклонений в каждой задаче (см. McDonald & Green, 2008; Störmer et al., 2009).

    Для частотно-временного анализа каналы кожи головы были проанализированы с помощью сложных вейвлетов Морле перед усреднением, следуя методам Lakatos et al. (2004) и Торренс и Компо (1998). Спектральные амплитуды рассчитывались с помощью четырехпериодных вейвлетов на 60 различных частотах, линейно возрастающих от 2 до 40 Гц отдельно для каждого электрода, момента времени (каждые 2 мс), состояния внимания (слева, справа) и участника. Затем спектральные амплитуды усреднялись по испытаниям отдельно для каждого состояния и участника, и средняя базовая линия от -350 до -150 мс от начала сигнала вычиталась из каждой временной точки для каждой частоты отдельно (Pitts, Padwal, Fennelly, Martínez, & Hillyard, 2014; Störmer et al., 2016). Затем средние спектральные амплитуды, вызванные левыми и правыми всплесками шума (экзогенные и гибридные задачи на внимание) и центральными тонами, направленными влево и вправо (задача эндогенного внимания), были объединены в указанном месте (слева, справа) и в боковом положении электрода ( слева, справа), чтобы выявить индуцированные вниманием модуляции ипсилатеральные и контралатеральные по отношению к указанному местоположению. Статистический анализ был сосредоточен на модуляциях амплитуды альфа-диапазона в диапазоне 8-13 Гц на участках теменно-затылочных электродов (PO7 / PO8 / P7 / P8) и в те же интервалы времени, что и ACOP (260-360 мс) и Компоненты LDAP (500-800 мс).Повторяя анализ ERP, попарные сравнения выполнялись на последовательных 50 мс секциях средних значений амплитуды альфа-диапазона (т.е. средней амплитуды колебательной активности на 8-13 Гц) ипсилатерального и контралатерального полушарий в каждой задаче. Обработка данных проводилась с использованием наборов инструментов EEGLAB (Delorme & Makeig, 2004) и ERPLAB (Lopez-Calderon & Luck, 2014) и специально написанных скриптов в MATLAB (The MathWorks, Natick, MA).

    Топографические карты

    Чтобы проиллюстрировать распределение скальпа различных ERP и частотно-временных показателей, мы создали топографические карты, используя сплайн-интерполяцию разностей напряжений между контралатеральным и ипсилатеральным полушариями для каждого интересующего временного окна.В частности, контрлатеральные-минус-ипсилатеральные ERP и разница альфа-активности были рассчитаны для гомологичных участков левого и правого электродов (например, PO7 и PO8), при этом значения на участках электродов средней линии (например, POz) были установлены равными нулю (Störmer et al. , 2009). Эти топографии разностного напряжения проецировались на правую сторону головы.

    Статистический анализ

    Поведение было проанализировано путем сравнения точности (% правильных) в задаче распознавания Габора отдельно для случаев, когда пластырь Габора появлялся в указанном месте (действительные испытания) ив месте без предъявления обвинений (недействительные испытания). Поведенческие данные и данные ЭЭГ были статистически проанализированы с использованием парных t-критериев и ANOVA с повторными измерениями (альфа = 0,05) с использованием MATLAB (The MathWorks, Natick, MA). Чтобы контролировать ложные результаты при анализе данных ЭЭГ во временном окне, статистическая разница между активностью каждого полушария во временном окне считалась достоверной, только если она была значимой и являлась частью кластера из четырех или более значимых временные окна (т. е. было 4 или более последовательных временных окна с p <.05; Удача, 2014).

    Результаты

    Exp. 1 Поведение

    Как показано на Рисунке 1B, точность была выше после действительных и недействительных сигналов как в эндогенной, так и в гибридной задаче на внимание в Эксперименте 1. Чтобы подтвердить присутствие этого преимущества поведенческих сигналов в каждой задаче, двусторонняя Был выполнен дисперсионный анализ ANOVA с повторными измерениями с факторами достоверности подсказки (действительной или недействительной) и задачи (эндогенной или гибридной). Не было значительного основного эффекта задачи, F (1, 15) = 0.15, p = 0,70, η 2 <0,001, но был значительный основной эффект достоверности реплики, F (1, 15) = 39,39, p <0,001, η 2 = 0,28, это указывает на то, что точность была значительно выше после действительных по сравнению с недействительными репликами. Интересно, что величина наблюдаемых поведенческих преимуществ была больше в гибридной задаче на внимание, чем в эндогенной задаче на внимание, о чем свидетельствует значительное взаимодействие между достоверностью сигнала и задачей, F (1, 15) = 5.91, p = 0,03, η 2 = 0,03. Последующие t-тесты подтвердили, что точность была выше после достоверных, чем недействительных сигналов как в эндогенной задаче, t (15) = 3,45, p = 0,004, d = 0,86, и гибридной задаче на внимание, t (15) = 6,12, p <0,001, d = 1,53.

    Exp. 1 ERP с сигналом

    Как показано на рисунке 2A, сигнал ERP, противоположный указанному местоположению, был более положительным, чем сигнал, ипсилатеральный относительно указанного местоположения, во время и после временного окна ACOP (260-360 мс) в гибридном задача внимания.И наоборот, эта ранняя позитивность отсутствовала в задаче на эндогенное внимание. Чтобы обеспечить статистическую поддержку этих наблюдений, двухфакторный дисперсионный анализ с повторными измерениями с факторами полушария (ипсилатеральный против контралатерального) и задачи (эндогенный против гибридного) был выполнен на форме волны ERP во время временного окна ACOP. Этот анализ выявил значительный главный эффект полушария, F (1, 15) = 11,99, p = 0,004, η 2 = 0,02, и задачи F (1, 15) = 26.78, p = <0,001, η 2 = 0,14, а также значительное взаимодействие между полушарием и задачей, F (1, 15) = 21,76, p <0,001, η 2 = 0,02 , что указывает на то, что основные эффекты были вызваны различиями в величине ACOP между задачами. Последующие t-тесты, сравнивающие величину ипсилатеральных и контралатеральных сигналов ERP в каждой задаче, показали наличие ACOP в гибридной задаче на внимание, t (15) = 4.52, p <0,001, d = 1,13, но не задача эндогенного внимания, t (15) = 0,08, p = 0,94, d = 0,02.

    Рис. 2.

    Формы сигналов и топографии общего среднего ERP. ERP на затылочных участках скальпа (PO7 / PO8 / P7 / P8) коллапсировали в условиях левого и правого сигналов, а также в левом и правом полушариях, чтобы получить формы волны, записанные ипсилатерально и контралатерально относительно указанного места. Априори определенные временные окна ACOP и LDAP выделены темно-серым и светло-серым цветом соответственно.Статистически значимые (p ≤ 0,05) различия между контрлатеральными и ипсилатеральными формами волны обозначены фиолетовым цветом под осью времени. На топографических картах напряжения показаны амплитуды контралатеральной минус-ипсилатеральной разницы ERP, спроецированные на правую сторону волосистой части головы во время временных окон ACOP и LDAP. (A) Значительная поздняя позитивность (то есть LDAP), противоположная указанному местоположению, наблюдалась в ответ на символические, центральные сигналы задачи эндогенного внимания в Эксперименте 1.Более ранняя контралатеральная позитивность (то есть ACOP) наблюдалась в ответ на информативные периферические сигналы гибридной задачи на внимание. (B) Значительная ранняя контралатеральная позитивность (то есть ACOP) наблюдалась в ответ на информативные периферические сигналы гибридной задачи на внимание, а также неинформативные периферические сигналы задачи экзогенного внимания из Эксперимента 2. LDAP не наблюдался в задания, содержащие периферийные звуки.

    И наоборот, как видно на Рисунке 2а, более поздняя контралатеральная vs.Ипсилатеральная положительность (то есть LDAP) была очевидна только в форме волны ERP задачи эндогенного внимания. Чтобы проверить наличие LDAP в каждой задаче, двухсторонний дисперсионный анализ с повторными измерениями с факторами полушария (ипсилатеральный или контралатеральный) и задачи (эндогенный или гибридный) был выполнен на форме волны ERP во время временного окна LDAP ( 500-800 мс). Анализ показал, что не было значимого главного эффекта задачи, F (1, 15) = 0,16, p = 0,70, η 2 <0.001, ни взаимодействие между задачей и полушарием, F (1, 15) = 1,48, p = 0,24, η 2 = 0,002. Однако этот анализ выявил незначительный основной эффект полушария, F (1, 15) = 3,82, p = 0,07, η 2 = 0,01. Чтобы дополнительно исследовать этот предельный эффект, были выполнены последующие t-тесты, сравнивающие ипсилатеральные и контралатеральные формы волны ERP в течение временного окна LDAP для каждой задачи. Эти сравнения показали, что в гибридной задаче на внимание не было надежного LDAP, t (15) = 0.60, p = 0,56, d = 0,15, но указывает на наличие значимого LDAP в задаче целевого внимания, t (15) = 2,54, p = 0,02, d = 0,64. В целом, эти результаты указывают на то, что значительная контралатеральная позитивность возникла быстро после информативного периферийного сигнала гибридной задачи на внимание (например, ACOP), и что аналогичная, хотя и меньшая, контралатеральная позитивность возникла в более поздних временных рамках (например, LDAP). следуя информативному, центральному сигналу задачи эндогенного внимания.

    Для более подробного изучения динамики каждого положительного результата были выполнены попарные сравнения последовательных 50-миллисекундных отрезков ипсилатеральных и контралатеральных сигналов ERP каждой задачи. Эти сравнения указали на наличие значимой положительности от 200 до 550 мс в гибридной задаче на внимание (т. Е. ACOP; все p с <0,02) и значительную положительность от 500 до 700 мс (т. Е. LDAP; все ). p с <0,03) в задаче на эндогенное внимание.

    Exp. 1 Вызванные сигналом альфа-колебания

    Как показано на графиках контралатеральной минус-ипсилатеральной разницы на рис. 3А, как эндогенные, так и гибридные задачи на внимание вызвали латерализованные изменения амплитуды альфа-частоты, так что было большее уменьшение альфа-амплитуды по сравнению с полушарие, контралатеральное относительно ипсилатерального по отношению к месту нахождения. Во-первых, чтобы исследовать динамику этой латерализованной альфа-колебательной активности в каждой задаче, парные сравнения были выполнены на последовательных 50 мс секциях средних значений амплитуды альфа-диапазона ипсилатерального и контралатерального полушарий в каждой задаче.Этот анализ выявил значительные различия в альфа-активности между двумя полушариями в задаче на эндогенное внимание от 650 до 900 мс (все p s <0,04), с незначительно незначимой альфа-активностью от 900 до 1000 мс (все p ). s <0,09). Однако в задаче гибридного внимания значительная латерализованная альфа-активность присутствовала намного раньше, продолжительностью от 150 до 1000 мс (все p s <0,04). Во-вторых, чтобы сравнить величину этой латерализованной альфа-активности в разных задачах, были выполнены попарные сравнения значений разницы альфа-амплитуд (контралатеральная минус ипсилатеральная альфа-амплитуда) каждой задачи в заранее определенных временных окнах ACOP (260 - 360 мс) и LDAP (500-800 мс).Эти сравнения показали, что амплитуда латерализованной альфа-активности была выше у гибрида, чем эндогенная задача на внимание в раннем временном окне, t (15) = 2,69, p = 0,02, d = 0,67; эта разница оставалась численно присутствующей в более позднем временном окне (500-800 мс), но тогда была незначительной, t (15) = 1,92, p = 0,07, d = 0,48. В целом, эти результаты показывают присутствие латерализованной альфа-активности после информативных сигналов, причем эта активность проявляется быстрее и с большей степенью после периферической vs.центральные информационные сигналы.

    Рисунок 3.

    График средней частоты по времени контралатеральной минус-ипсилатеральной активности над теменно-затылочным скальпом (PO7 / PO8 / P7 / P8) показывает четкие латерализованные изменения альфа-диапазона (8–13 Гц). Статистически значимые (p ≤ 0,05; темно-фиолетовые прямоугольники) и почти значимые (p ≤ 0,10; светло-фиолетовые прямоугольники) различия между контралатеральной и ипсилатеральной альфа-амплитудой обозначены на оси времени. Топографические карты напряжения показывают противоположные минус ипсилатеральные амплитуды разности альфа-диапазонов, спроецированные на правую сторону волосистой части головы, в течение заранее определенных временных окон ACOP и LDAP.(A) Латерализованное и устойчивое снижение контралатеральной (относительно ипсилатеральной) амплитуды альфа-диапазона возникло как после символических, центральных сигналов задачи эндогенного внимания, так и информативных периферических сигналов гибридной задачи на внимание в Эксперименте 1. (B) Контралатеральные сигналы. уменьшение амплитуды альфа-диапазона возникало быстро после как информативных периферических сигналов гибридной задачи на внимание, так и неинформативных периферийных сигналов экзогенной задачи на внимание из Эксперимента 2.Топографические карты показывают четкий контралатеральный затылочный фокус альфа-изменений при любых условиях.

    Exp. 2 Поведение

    Как показано на рисунке 1B, точность была выше после достоверных и недействительных сигналов как в экзогенных, так и в гибридных задачах на внимание Эксперимента 2. Следуя стратегии анализа Эксп. 1, был проведен двухфакторный дисперсионный анализ ANOVA с повторными измерениями с факторами достоверности реплики (действительный или недействительный) и задачи (экзогенный или гибридный). Этот анализ выявил значительный главный эффект достоверности реплики, F (1, 15) = 33.42, p <0,001, η 2 = 0,09, подтверждая, что более высокая точность после достоверных, чем недействительных сигналов была надежной. Не было основного эффекта задачи, F (1, 15) = 1,38, p = 0,26, η 2 = 0,02, ни взаимодействия между достоверностью реплики и задачей, F (1, 15) = 0,00, p = 0,95, η 2 <0,001, что указывает на то, что ни общая производительность задачи, ни величина наблюдаемых преимуществ поведенческих подсказок не различались между задачами.Чтобы согласовать анализы с Exp. 1, мы также провели последующие парные t-тесты, которые подтвердили, что точность была выше после достоверных, чем недействительных сигналов в обоих экзогенных, t (15) = 3,87, p = 0,002, d = 0,97 и гибридные задачи на внимание, t (15) = 3,24, p = 0,006, d = 0,81.

    Exp. 2 ERP, вызванные сигналом

    Как показано на рисунке 2B, сигналы ERP были более положительными по сравнению с контралатеральным полушарием, чем в противоположном полушарии.ипсилатеральный по отношению к указанному местоположению во время и за пределами временного окна ACOP (260 — 360 мс) как экзогенных, так и гибридных задач на внимание, аналогично гибридной задаче в эксперименте 1. Двусторонний дисперсионный анализ ANOVA с повторными измерениями с факторами полушария (ипсилатеральное против контралатерального) и задача (экзогенная или гибридная) выполнялась на сигналах ERP во время временного окна ACOP. Этот анализ выявил главный эффект полушария, F (1, 15) = 20,88, p <0,001, η 2 = 0.07, что указывает на значительную разницу между амплитудой ипсилатеральной и контралатеральной форм волны (т. Е. ACOP). Величина ACOP была сопоставима для обеих задач, поскольку не было значимого основного эффекта задачи, F (1, 15) = 0,78, p = 0,39, η 2 = 0,01, а также взаимодействия между полушариями. и задача, F (1, 15) = 0,02, p = 0,90, η 2 <0,001.

    И наоборот, как видно на рисунке 2B, более поздняя контралатеральная vs.Ипсилатеральная положительность (то есть LDAP) не была очевидна в сигналах ERP ни для одной из задач. Чтобы проверить это статистически, был проведен двухфакторный дисперсионный анализ ANOVA с повторными измерениями с факторами полушария (ипсилатеральный против контралатерального) и задачи (экзогенный против гибридного) для формы волны ERP во время временного окна LDAP (500-800 мс). . Этот анализ подтвердил отсутствие влияния полушария, F (1, 15) = 0,24, p = 0,63, η 2 <0,001, ни взаимодействия между полушарием и задачей, F (1, 15 ) = 1.63, p = 0,22, η 2 = 0,002, что указывает на отсутствие намека на LDAP. Однако был значительный главный эффект задачи, F (1, 15) = 24,01, p <0,001, η 2 = 0,29, что указывает на общую разницу в средней величине ERP между двумя задачами. В целом, эти результаты показывают, что надежная контралатеральная позитивность сопоставимой величины возникала быстро после появления сигнала (то есть ACOP), независимо от того, был ли сигнал пространственно информативным (гибридная задача) или неинформативным (экзогенная задача).

    Для более подробного изучения динамики этих положительных результатов были выполнены попарные сравнения последовательных 50-миллисекундных отрезков ипсилатеральных и контралатеральных сигналов ERP каждой задачи. Эти сравнения показали, что ACOP растянулся от 250 до 550 мс как в задаче на экзогенное внимание (все p s <0,05), так и в гибридной задаче на внимание (все p s <0,04).

    Exp. 2 Альфа-колебания, вызванные сигналом

    Как показано на графиках контралатерального минус-ипсилатерального различия на рис. 3В, сигналы как в экзогенных, так и в гибридных задачах на внимание вызвали латерализованные изменения амплитуды альфа-частоты, так что наблюдалось большее уменьшение альфа-амплитуды. контралатерально по отношению к ипсилатеральному месту нахождения.Чтобы исследовать динамику этой латерализованной осциллирующей альфа-активности в каждой задаче, в каждой задаче проводились попарные сравнения на последовательных 50-миллисекундных участках средних значений амплитуды альфа-диапазона ипсилатерального и контралатерального полушарий. Этот анализ выявил значительную латерализованную альфа-активность в задаче экзогенного внимания от 150 до 450 мс ( p s <0,04) с незначительно незначительной альфа-активностью от 450 до 850 мс ( p s <0.10). Напротив, значительная латерализованная альфа-активность присутствовала в гибридной задаче на внимание от 150 до 850 мс ( p s <0,05) с незначительной альфа-активностью от 850 до 1000 мс ( p s <0,07). Чтобы сравнить величину этой латерализованной альфа-активности в разных задачах, были выполнены попарные сравнения значений разницы альфа-амплитуд (контралатеральная минус ипсилатеральная альфа-амплитуда) каждой задачи в заранее определенных ACOP (260-360 мс) и LDAP (500 мс). - 800 мс) временные окна.Эти сравнения показали, что не было существенной разницы в амплитуде латерализованной альфа-активности в раннем временном окне, t (15) = 0,01, p = 0,99, d = 0,003 или в позднем временном окне. , t (15) = 1,49, p = 0,16, d = 0,37. В итоге, эти результаты показывают, что латерализованная альфа-активность аналогичной величины возникает быстро (~ 150 мс после сигнала) после периферических слуховых сигналов, независимо от их пространственной информативности, но имеет тенденцию к снижению раньше (~ 450 мс), когда сигнал не информативен относительно пространственного сигнала. местоположение цели относительно того, когда она предсказывает местоположение цели (~ 850 мс).

    Обсуждение

    Классическое различие в литературе по вниманию — это различие между эндогенным, или произвольным, вниманием, и экзогенным, непроизвольным вниманием. Дифференциация этих двух типов внимания хорошо мотивирована, поскольку каждый из них инициируется разными событиями, а также, как было показано, различаются по своей временной динамике (Kröse & Julesz, 1989; Müller & Rabbitt, 1989; Nakayama & Mackeben , 1989; Cheal & Lyon, 1991). Однако, несмотря на их различия, также было показано, что каждый из них приводит к сходным поведенческим эффектам — улучшение восприятия стимулов, появляющихся в обслуживаемом месте, по сравнению с оставленными без присмотра (обзор см. В Carrasco, 2011) — и что аналогичный лобно-теменный мозг сети могут быть задействованы в обоих случаях (Peelen, Heslenfeld, Theeuwes, 2004; но см. также Corbetta & Shulman 2002).Здесь мы показываем, что как эндогенное, так и экзогенное внимание оказывают схожее влияние на зрительно-корковую обработку в ответ на сигнал и до наступления цели. В частности, мы обнаружили две нейронные сигнатуры, связанные с ориентацией внимания, инициированной разными типами сигналов. Во-первых, осцилляторная альфа-активность была снижена над затылочной корой, противоположной обслуживаемой стороне, как для эндогенного (произвольного), так и для экзогенного (непроизвольного) внимания, хотя эти изменения латерализованной альфы различались по их временному профилю.Во-вторых, мы наблюдали положительные отклонения над теменно-затылочной корой в сигналах ERP. Мы обнаружили раннюю положительную реакцию контралатеральной затылочной коры в ответ на заметные периферические сигналы независимо от их пространственной предсказуемости (ACOP), а также более позднее и относительно более слабое положительное отклонение, распределенное по теменной коре в ответ на центральные, пространственно информативные символические сигналы (LDAP). .

    Несколько исследований показали, что альфа-активность снижается в контралатеральной затылочной коре по отношению к добровольно посещаемому месту после сигнала внимания (Worden et al., 2000; Риз, Мишель и Тут, 2007; Дженсен и Мазахери, 2010; Дусбург, Бедо и Уорд, 2016 г.). В этих исследованиях использовались парадигмы пространственных подсказок, в которых центрально представленная символическая (визуальная) подсказка предсказывала местоположение последующей визуальной цели. Наблюдаемые изменения в альфа-активности были интерпретированы как отражающие опережающие визуально-пространственные сигналы внимания, которые подготавливают зрительную кору к смещению последующих входных сигналов в пользу места, где вы наблюдаете, и часто обсуждались как отличительный признак произвольного внимания (Doesburg et al., 2016; Klimesch et al., 1998; Worden et al., 2000; Thut et al. 2006 г.). Эти латерализованные изменения альфа-активности возникли в этих исследованиях в относительно медленном временном масштабе, подразумевая, что пространственно-специфические изменения альфа-колебаний могут быть по своей природе вялыми и требовать времени для развития, что делает их уникальным маркером произвольного внимания. Однако недавние данные указывают на возможность гораздо более быстрого начала латерализованной альфа-активности. Используя периферийные, заметные звуки, было показано, что латерализованные изменения альфа-колебаний могут быть вызваны быстро и могут быть относительно недолговечными (Störmer et al, 2016; Feng et al., 2017; см. также Bacigalupo, & Luck, 2019). Здесь, систематически меняя формат представления реплики и ее пространственную информативность в рамках внутрисубъектного дизайна, мы смогли напрямую сравнить изменения альфа-активности в произвольных и непроизвольных задачах на внимание. Данные выявили четкие латерализованные изменения затылочной альфа-активности при выполнении всех задач. Эти латерализованные альфа-изменения показали аналогичное топографическое распределение с четким фокусом на контралатеральных участках затылочной части головы, что свидетельствует об общем нервном источнике, но они различались по своей временной динамике между задачами.В то время как латерализованная альфа-активность возникала быстро после периферических сигналов и уже присутствовала примерно через 150 мс после сигнала, эта активность проявлялась позже для символических сигналов (примерно через 650 мс) и сохранялась на протяжении всего интервала сигнал-цель только тогда, когда сигнал был пространственно информативным. Эти данные указывают на два важных аспекта затылочных альфа-колебаний. Во-первых, альфа-активность, по-видимому, отслеживает пространственное внимание независимо от того, как оно изначально было распределено. Во-вторых, временной ход альфа-активности чувствителен как к формату реплики (периферийный или центральный), так и к пространственной информативности (пространственно информативной или случайной) реплики.В целом это указывает на то, что латерализованная альфа-активность отражает общий эффект пространственного внимания, независимо от типа сигнала, и предполагает, что повышенная возбудимость активности зрительной коры до наступления цели (т. Е. Сдвиг базовой активности) представляет собой общий механизм внимание.

    Мы также наблюдали сходство сигналов ERP в ответ на разные сигналы. Периферические реплики вызвали относительно раннее и временное положительное отклонение над теменно-затылочной корой, контралатеральнее местоположению реплики, которое не зависело от пространственной информативности реплики (т.е., ACOP), тогда как меньшая и более поздняя латерализованная париетальная позитивность наблюдалась после центральных символических сигналов (то есть LDAP). Об этих компонентах ERP сообщалось ранее, и каждый из них был связан с процессами непроизвольного и произвольного внимания соответственно (McDonald et al., 2013; Van Velzen, Forster, & Eimer, 2002). Оба эти компонента ERP проявлялись как латерализованные положительные отклонения в форме волны ERP; однако они существенно различались по времени и величине, а также по их топографическому распространению.В наших задачах ACOP был распределен как по теменным, так и по затылочным участкам скальпа, тогда как LDAP показал четкий теменный фокус без активации по затылочным участкам (см. Топографические карты на рис. 2). Хотя ранее предполагалось, что оба эти компонента могут отражать один и тот же процесс внимания, просто сдвинутый во времени (Hillyard et al., 2016), текущие данные предполагают, что это не обязательно так. Теменная направленность LDAP, вместе с открытием того факта, что она рассеивается до наступления цели, согласуется с описанием LDAP как индексации ориентации внимания на символически обозначенное место (Green & McDonald, 2006; Nobre, Sebestyen, & Miniussi, 2000; Van Velzen, et al., 2002), а не учетные записи, которые предполагали, что LDAP отражает упреждающее искажение визуальной обработки (Hopf & Mangun, 2000; Kelly et al., 2010). С другой стороны, ACOP показывает активацию на теменных и затылочных участках кожи головы, что, возможно, указывает на то, что он отражает комбинацию ориентировочной реакции и начального смещения зрительной коры головного мозга (Feng et al., 2014; Hillyard et al., 2016; McDonald и др., 2013). Вместе эти данные предполагают, что два компонента ERP отражают общий процесс внимания — начальную ориентировочную реакцию — но что затылочная активация, присутствующая в ACOP, может также представлять раннее и рефлексивное смещение нейронной активности в зрительной коре головного мозга.

    Наиболее заметное и установленное различие между произвольным и непроизвольным вниманием — это разница во времени их воздействия на поведение (Nakayama & Mackeben, 1989; Müller & Rabbit, 1989). Настоящие результаты дополнительно подтверждают эти различия и показывают, что нейронные эффекты параллельны динамике поведенческих выгод. Чем же тогда объясняются эти различия во времени? Одна из возможностей заключается в том, что более медленное время произвольного внимания просто связано с дополнительными процессами, задействованными в интерпретации символической подсказки, отображении ее на соответствующее целевое местоположение и планировании смещения внимания в соответствующее место (Hazlett & Woldorff, 2004).Более того, точное время этих процессов интерпретации и картирования, вероятно, варьируется в разных исследованиях, и эта временная изменчивость может лежать в основе различий в величине периферийных и символических эффектов подсказок, наблюдаемых здесь. Предположительно, таких временных вариаций не происходит во время непроизвольной ориентации внимания, когда не требуется дополнительных процессов картирования или планирования. Таким образом, на данный момент трудно однозначно определить, вызваны ли различия в величине ACOP и LDAP и латерализованные изменения альфа-активности фактическими различиями в величине эффектов на зрительно-кортикальную обработку, или же они являются просто результатом большая вариабельность времени переключения внимания на произвольное по сравнению с непроизвольным.

    Одна из проблем при сравнении эффектов произвольного и непроизвольного внимания состоит в том, что, по определению, каждое из них запускается разными событиями (например, типами сигналов). Здесь, чтобы разделить эффекты различных типов внимания, мы систематически варьировали формат сигнала (периферийный или центральный) и информативность сигнала (пространственно-предсказательный или нет). Это стало возможным благодаря включению новой гибридной задачи на внимание, в которой использовалась информативная периферийная подсказка, сочетающая свойства реплик, обычно используемых в задачах произвольного и непроизвольного внимания.Эта гибридная задача на внимание не только позволила нам отделить влияние формата реплики и информативности, но также представляет собой более экологически обоснованную парадигму подсказки. В повседневной жизни значимые события часто указывают на объекты, на которые мы хотим обратить внимание. Таким образом, он кажется особенно адаптивным к непроизвольному пространственному вниманию, которое может первоначально быть захвачено значительным событием, чтобы оказывать такое же влияние на зрительно-корковую обработку, что и последующие эффекты произвольного внимания, чтобы оптимизировать выбор стимула.

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *