Un paradigma cognitivo per Indagare interferenze nella memoria di lavoro da distrazioni e interruzioni

Un paradigma conoscitivo romanzo è stato sviluppato per chiarire correlati comportamentali e neurali di interferenza da parte di-essere-ignorati distrattori contro interferenze da interruttori a-essere-frequentato durante un compito di memoria di lavoro. In questo manoscritto, diverse varianti di questo paradigma sono dettagliate e dati ottenuti con questo paradigma in giovani / anziani partecipanti adulti è rivisto.

Goal diretto comportamento è spesso compromessa da interferenze dall'ambiente esterno, sia sotto forma di distrazione da informazioni irrilevanti che si cerca di ignorare o interrompendo informazioni che richiede attenzione da parte di un altro (secondario) obiettivo compito. Entrambe le forme di interferenze esterne hanno dimostrato di influenzare negativamente la capacità di mantenere le informazioni nella memoria di lavoro (WM). Prove emergenti suggeriscono che questi diversi tipi di interferenze esterne esercitano effetti diversi sul comportamento e possono essere mediati da meccanismi neurali distinti. Meglio caratterizzare l'impatto neuro-comportamentale distinto di distrazioni irrilevanti contro le interruzioni frequentati è essenziale per far progredire la comprensione dei top-down attenzione, la risoluzione delle interferenze esterne, e di come queste abilità diventano degradata in un invecchiamento sano e in condizioni neuropsichiatriche. Questo manoscritto descrive un paradigma cognitivo romanzo sviluppato il laboratorio Gazzaley che haora stato modificato in diverse versioni distinte utilizzate per chiarire correlati comportamentali e neurali di interferenza, da distrattori rispetto interruttori to-be-partecipato a-essere-ignorato. I dettagli sono disponibili su varianti di questo paradigma per indagare le interferenze in modalità visiva e uditiva, a più livelli di complessità stimolo, e con tempismo sperimentale ottimizzato per elettroencefalografia (EEG) o la risonanza magnetica (fMRI) studi funzionali. Inoltre, i dati provenienti da giovani e meno giovani partecipanti adulti ottenuti con questo paradigma è rivisto e discusso nel contesto del suo rapporto con le letterature più ampie sulle interferenze esterne e neuro-comportamentali cambiamenti legati all'età nella risoluzione interferenze nella memoria di lavoro.

Una vasta letteratura ha dimostrato un danno al mantenimento delle informazioni nella memoria (WM) di lavoro da interferenze dall'ambiente esterno ^1-9. Interferenze esterne possono essere classificate in due tipi generali; interferenza da informazioni irrilevanti si intende ignorare: distrazione, e le informazioni di disturbo, che richiede attenzione da parte di un altro (secondario) obiettivo compito: interruzione. Gli studi che confrontano questi tipi di interferenza esterna usando un disegno entro partecipante consentono valutazione dell'impatto neuro-comportamentale del gol-focalizzato l'attenzione dall'alto verso il basso nella lavorazione e la risoluzione di interferenze esterne.

Recentemente, il laboratorio Gazzaley progettato un paradigma che agevola il confronto tra interruzioni "to-be-frequentato" e distrazioni 'a-essere-ignorati' che si verificano nel contesto di un compito di memoria di lavoro. Emergendo evidenza da questo paradigma suggerisce che questi diversi tipi di extinterferenza ernal avere effetti diversi sul comportamento e hanno distinti meccanismi neurali sottostanti ^2-5,10,11. Questo paradigma ha rivelato differenze di trattamento interferenze esterne in normale invecchiamento ^2,3,4,10,11; se invecchiamento deficit nel contesto di interferenza non sono sempre trovato ^5; Essa ha anche illustri meccanismi di interferenza di distrattori rispetto interruttori con alto livello stimolazione visiva di volti e scene ^2,3,4,12, a basso livello di movimento visivo di kinematograms punti ^5,10,11, e di basso livello di movimento uditiva del frequenza spazza ^5.

Interferenze esterne e invecchiamento

Interferenze esterne induce un impatto negativo sulla memoria di lavoro per tutta la durata della vita, anche se gli anziani presentano un impatto più negativo rispetto agli adulti più giovani ^2,3,13-18. Gli anziani presentano anche diversi modelli di attività neurale rispetto alla pubblicità più giovaniULT quando si tenta di risolvere questa interferenza ^3,4,17,21. Tuttavia, alcuni studi non trovano prova di tali comportamenti ^5,19,20 o neurale ⁵ differenze legate all'età con interferenze.

È interessante notare che l'impatto dell'invecchiamento sulla risoluzione interferenze sembra differire da modalità sensoriale, anche se la questione rimane irrisolta attualmente. Visuale interferenza intrasensory è stato ampiamente dimostrato che mostra il declino relativo all'età (riassunti in una vasta revisione ^22). Al contrario, molti esperimenti suggeriscono nessun deficit relativi all'età durante intra-sensoriale interferenza uditiva ^19,22-25, mentre altri studi mostrano aumenti significativi legati all'età in distraibilità uditiva ^19,22,26-32. Inoltre, la salienza di stimoli interferenti (congruente o incongruenti tra gli stimoli cue e sonda) ^2, e la complessità stimolo (alto o basso carico di elaborazione) Hotel ⁵ possono interagire con interferenzalavorazione e le sue differenze tra obiettivi di attività e l'età.

Il paradigma qui descritta completa l'invecchiamento letteratura interferenza sondando i meccanismi dell'attenzione top-down (in forma di obiettivi di attività) e la risoluzione di stimoli interferenti esterni. Prove da versione visiva volto e scene di questo paradigma indica una interazione tra invecchiamento e tipo di interferenza, con gli anziani che dimostrano ancora maggiore vulnerabilità alle interruttori partecipato relativi a distrattori ignorati ^3,4. Caratterizzare le differenze comportamentali e neurali tra questi tipi di interferenza sono importanti per capire come cognitive capacità di controllo cambiano con l'invecchiamento.

Perché gli adulti più anziani mostrano deficit esacerbate nel risolvere interruttori a-essere-frequentato? Sono gli anziani compromessa da un eccessivo trattamento di interruttori quando si sono presentati, o dall'incapacità di riattivare rappresentazioni dei s primari obiettivo rilevantetimuli dopo interruzioni, o dalla lavorazione prolungato di interruttori dopo che non sono più presenti o pertinenti ^33? Per rispondere a queste domande, il design della attuale paradigma permette la comparazione di attività neurale in punti temporali, prima, durante e dopo i diversi tipi di interferenza. Ad esempio, mettendo a confronto l'attività neurale provocata dalla distrazione ignorati contro attività durante le interruzioni frequentati, si può verificare l'incidenza specifica di tipo top-down attenzione alla risoluzione di interferenze nella memoria di lavoro.

Diversi studi hanno attuato molteplici varianti di questo paradigma interferenza per comprendere i correlati neurali dei diversi tipi di interferenze esterne, sia in alta risoluzione spaziale e temporale utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI) e l'elettroencefalografia (EEG), rispettivamente. Questo paradigma è stato utilizzato anche per chiarire importanti differenze tra interferenza nei campi visivi e uditivi, Nonché l'impatto della complessità stimolo e congruenza su interferenze. Qui, le varianti paradigma sono descritte in dettaglio.

Le seguenti procedure enumerano come eseguire questo paradigma cognitivo romanzo destinato a chiarire gli aspetti neuro-comportamentali di interferenze esterne sulla memoria di lavoro di riconoscimento ritardato, con variazioni ottimizzate per l'abbinamento con EEG e fMRI. Prima di iniziare la raccolta dei dati, completi tutti umani-partecipanti necessarie autorizzazioni di ricerca attraverso l'apposito Institutional Review Board e / o di soggetti umani comitato di revisione.

1. Preparazione

1. Scaricare e installare esperimento software di presentazione, come E-Prime, Presentazione, o PsychoPy, secondo le istruzioni del produttore, in un computer presentazione dello stimolo dedicato.
2. Preparare una tastiera adeguata per le risposte sperimentali. Aggiungi "SI" e "NO" etichette a due tasti adiacenti (Figura 1).
   NOTA: Per le versioni di questo esperimento utilizzando la risonanza magnetica, utilizzare una tastiera compatibile con MR.
3. Per le versioni acustiche di questo pAradigm, preparare cuffie appropriate per il test modalità (es: EEG o compatibile con MR, se necessario), secondo le istruzioni del produttore, e regolare il livello del suono per la presentazione a 65 decibel (dB) livello di pressione sonora (SPL), che è un livello confortevole per le normali individui udito.
4. Per gli esperimenti con gli adulti più anziani, condurre preliminari proiezioni neuropsicologici e sensoriali come la visione e l'udito per selezionare una popolazione di studio opportunamente schermato.
   1. Lo screening Neuropscyhological
      1. Creare una batteria valutazione neuropsicologica per lo screening per deficit cognitivo negli anziani. Somministrare test da carta e penna, o adattare una batteria per test su un computer.
         NOTA: I test possono includere l'esame di stato Mini Mental (MMSE) ^35, globale Decadente Score (GDS) ^36, California Verbal Learning Test (CLVT) ^37, Digit Span ^38,39, Simbolo Span ^40, Letter-Numero Sequencing ⁴¹, Specialità gastronomiche-Kaplan esecutivo Sistema Funzione (D-Kefs) - Trail Making Test ^42, Controlled Word Association Test (COWAT) ^{43, 44.}
      2. Amministrare questa batteria a tutti i partecipanti adulti potenziali. Punteggio tutti i test per le rispettive linee guida di punteggio.
      3. Se reclutamento per adulti sani anziani, escludere i potenziali partecipanti con punteggi superiori a due deviazioni standard al di sotto della media della popolazione, o per criterio di esclusione personalizzato.
   2. Screening della vista
      1. Per gli esperimenti visivi, schermo per la visione normale o corretta da normale utilizzando un questionario preliminare che chiede se i partecipanti hanno una visione normale o corretta-to-normale.
      2. Per dar seguito, effettuare una prova di visione grafico Snellen, ed escludere i partecipanti senza visione normale o corretta da normale (20/20 o superiore).
   3. Per gli esperimenti uditivi, lo screening per l'udito normale:
      1. In un questionario preliminare, chiedere whei partecipanti hanno ther normale o corretto-per-normale udito, ed escludono coloro che non lo fanno.
      2. Per seguire up, ottenere una misurazione oggettiva della sensibilità uditiva. Condurre una valutazione audiometrica in laboratorio con uno dei vari metodi:
         1. Utilizzare un'applicazione di test di screening perdita dell'udito come 'uHear'. Utilizzando i risultati di auto-calcolato di questa applicazione, è possibile escludere i soggetti con problemi di udito sensibilità al di fuori del range 'udito normale'.
         2. Valutare le soglie audiometrici nel 250 - gamma di frequenza Hz 6000 in entrambe le orecchie con il metodo di ascendenti e discendenti limiti. Gli individui con soglie audiometriche medi superiori a 50 dB a qualsiasi frequenza di prova in entrambe le orecchie, a significare la perdita di udito moderata, dovrebbero essere esclusi

2. Disegno sperimentale

1. Amministrare un riconoscimento compito di memoria di lavoro in ritardo in base a tre distinti condizione di interferenzas (e una condizione basale quarta per esperimenti neurali) in un disegno a blocchi (vedere anche figura 2 e Tabella 1). Ripetere ogni condizione di due volte, in modo controbilanciato (un design quadrato latino bilanciata è consigliato). Si noti che i tempi di sperimentazione e numero di prove varia tra le varianti di paradigma; utilizzare i parametri descritti nella tabella 1.
2. Ignora Distracting Stimulus Condition (DS):
   1. Visualizzare un partecipante disponente richiesta di ricordare lo stimolo stecca e ignorare lo stimolo distraente pur continuando a mantenere una rappresentazione dello stimolo stecca. Istruire il partecipante a rispondere "SI" se lo stimolo della sonda corrisponde lo stimolo cue o "NO" se la sonda non corrisponde lo stimolo.
   2. Presentare lo stimolo stecca, subito seguito da un breve ritardo (Delay 1).
   3. Visualizzare uno stimolo interferente 'distrattore', subito seguito da un secondo breve ritardo (Delay 2).
      NOTE:Il partecipante non ha bisogno di (e non deve) interagiscono con lo stimolo distrattore.
   4. Presentare uno stimolo sonda e raccogliere le risposte.
3. Occuparsi di Interruzione Stimolo (Task Secondario) Condizione (IS):
   1. Visualizzare un partecipante disponente richiesta di ricordare lo stimolo stecca e completare un'attività secondaria con lo stimolo interferente che compare successivamente. Istruzioni di visualizzazione per completare il compito secondario come segue ", premere un tasto solo se lo stimolo interrompere corrisponde a una serie di criteri di discriminazione". Istruire il partecipante a rispondere "SI" se lo stimolo della sonda corrisponde lo stimolo cue o "NO" se la sonda non corrisponde lo stimolo.
      NOTA: I criteri di discriminazione sono distinte per ogni variante paradigma e descritto nella sezione successiva.
   2. Presentare lo stimolo stecca, subito seguito da un breve ritardo (Delay 1).) Presentare un interferente 'Interruttore' stimoli unnd raccogliere risposte per il (discriminazione) compito secondario. In seguito, presentare un secondo di ritardo breve (Delay 2).
      NOTA: Il completamento del compito secondario richiede attenzione alla 'interruptor'.
   3. Presentare uno stimolo sonda e raccogliere le risposte.
      NOTA: Il dieci per cento di prove sono prove di cattura in cui la interruptor corrisponde ai criteri di discriminazione; aggiungere ulteriori prove (10%) di questo blocco per compensare le prove scartati. Escludere tutte le prove di cattura relativi alla analisi neurali a causa della risposta del motore confondimento.
4. Non interferire stimolo Condition (NI):
   1. Visualizzare un prompt di istruire i partecipanti a ricordare lo stimolo stecca e tenerlo a mente. Istruire il partecipante a rispondere "SI" se lo stimolo della sonda corrisponde lo stimolo cue o "NO" se la sonda non corrisponde lo stimolo.
   2. Presentare lo stimolo stecca, immediatamente seguita da un ritardo. Visualizzare una fissazione croce centrale su una s vuotocreen durante il ritardo.
   3. Presentare uno stimolo sonda e raccogliere le risposte.
5. Baseline / passivo View (o Ascolta) Condizione (solo per gli esperimenti neurali) (PV / PL)
   1. Includi un passivo-vista / ascolta condizioni durante il neuroimaging compiti per consentire il calcolo di 'valorizzazione' e 'soppressione' di attività neurale durante IS / DS condizioni relativi all'attività di base quando i partecipanti passivamente vista (/ ascoltare) la memoria di lavoro e stimoli interferenti, privo di obiettivi di attività. (Vedi tabella 2).
   2. Visualizzare un partecipante disponente richiesta di passivamente View (/ ascolta) tutti (/ uditivi) stimoli compito visivo. Istruzioni di visualizzazione per completare il semplice compito di discriminazione.
      1. Per compiti visivi, istruire il partecipante di premere un tasto corrispondente alla direzione di una freccia visualizzata (destra o sinistra).
      2. Per le attività uditive, istruire il partecipante di premere un tasto corrispondente alla frequenzagamma di un facile discriminabili alto (2 kHz) o basso spazzata suono (0,5 kHz) Frequenza (alto o basso).
   3. Sequenziale presente o visualizzare lo stimolo spunto, ritardo 1, stimoli interferenti, e Delay 2.
   4. Presentare una freccia (visiva) o spazzata suono (uditivo) al posto dello stimolo sonda e raccogliere le risposte del partecipante completa la semplice compito di discriminazione (sopra descritto).

3. Stimoli

1. Preparazione generale di stimoli

1. Selezionare un insieme di stimoli tra le categorie di seguito descritte (vedi anche figura 2 e Tabella 1).
2. Decidere con attenzione se abbinare stimoli compito di memoria di lavoro primaria con stimoli tematicamente congruenti o incongruenti interferenti (vedi nota sotto).
3. Assicurarsi che tutte le immagini sono di dimensioni o ridimensionato a 225 pixel di larghezza e 300 pixel di altezza (14 x 18 cm).
4. Immagini attuali fovealmente, sottendono 3 gradi di angl visivoe dalla fissazione.
   NOTA: Per gli esperimenti di fMRI, utilizzare stimoli interferenza incongruenti con gli stimoli compito di memoria di lavoro principale, ad esempio, interferenza viso durante scena la memoria di lavoro o viceversa. Per localizzare con precisione il viso e per scene specifiche regioni corticali sensoriali, applicare un compito localizzatore fMRI prima dell'esperimento memoria di lavoro. Poi, durante il paradigma di interferenza, usare questi scena e affrontare regioni corticali selettivi per analizzare contemporaneamente la dinamica di attività neurali agli stimoli che lavorano memoria cue (ad esempio, scene) e agli stimoli di interferenza incongruenti. (Ad esempio, facce)

2. di alto livello stimoli visivi

1. Per stimoli volto, preparare diverse centinaia di stimoli Cue / Sonda Faccia da foto in scala di grigi di volti maschili e femminili, con espressione neutra, attraverso una vasta gamma di età adulta. Rimuovere i capelli e le orecchie in digitale, e applicare una sfocatura attraverso i contorni del viso.
2. Per stimoli scena, preparare diversi Hundrossi stimoli Cue / Sonda Scena da foto in scala di grigi di scene naturali.
3. Dopo Delay 1, presenta uno stimolo interferente costituito da una scena o faccia. Su 90% di prove, presentare un volto che non e 'di sesso maschile e di età superiore ai 40 anni'; il restante 10% di prove, presentare una faccia che è maschio e età superiore ai 40 anni.
4. Per "Partecipa a interruzione" condizione, istruire i partecipanti a compilare il seguente compito secondario con lo stimolo interferente (presentata tra la stecca e la sonda). Chiedere al partecipante di rispondere "SI" se interrompere volto è maschio e di età superiore ai 40 anni.

3. basso livello visivo Movimento Stimoli

1. Creare stimoli Cue / Sonda di una apertura circolare contenente 290 spazialmente casuali punti in scala di grigi (0,08 gradi x 0,08 gradi ciascuna) che sottendono 8 gradi di angolo visivo a distanza di visione 75 centimetri, centrata alla fovea.
2. Mostra spostamento punti con il 100% movimento cohereSNO ad un angolo obliquo di 10 gradi al secondo, in una delle 12 diverse direzioni di moto (3) in ogni settore.
3. Utilizzare una procedura scala soglia adattiva (incrementi di 2 gradi) per stabilire un valore discriminazione visiva cedendo poco meno del 100% di precisione, in modo tale che la soglia di discriminazione viene raggiunta sulla prima prova di errore.
4. Dopo Delay 1, presenta uno stimolo interferente consistente di punti in senso antiorario movimento circolare. Rendere questo moto ad una velocita 'normale' (10 gradi al secondo) sul 90% delle prove, e velocemente sul restante 10% delle prove.
5. Nella Partecipare a interruzione condizioni, istruire i partecipanti a compilare il seguente compito secondario: rispondere "SI" se interrompere turbolenza è veloce.

4. basso livello uditivo Movimento Stimoli

1. Creare Cue / Sonda stimoli di spazza movimento sonori attraverso una gamma di frequenza con frequenze medie scelti a caso tra i 900 e 1.100 Hz. Costruire ilsuono frequenze movimento spazzare per iniziare a ± 0,5 ottave dalla media frequenza e alla fine a ± 0,5 ottave dalla frequenze medie.
2. Presentare una parte uguale di 'up' (a partire da -0.5 e termina a 0,5 ottave) e 'down' (a partire da +0.5 e termina a -0,5 ottave) stimoli movimento spazzata.
3. Regolare il volume a livello confortevole audizione di 65 dB SPL.
4. Soglia: utilizzare una procedura Zest adattativa per stabilire uditivo accuratezza discriminazione al 85% delle prestazioni corrette.
5. Dopo Delay 1, presentare uno stimolo interferente costituito da un singolo tono. Gioca un tono di frequenza 2 kHz a 90% di prove, e un tono di 2,3 kHz sull'altro 10% delle prove.
6. Nella Partecipare a interruzione condizioni, istruire i partecipanti a compilare il seguente compito secondario: rispondere se interrompere tono è un segnale di frequenza più alta (2,3 kHz).

5. Sonda Stimoli

1. Per tutte le attività WM, in modo cheIl 50% degli stimoli sonda corrisponde alla stecca.
2. Nelle attività di movimento di basso livello con livelli di discriminazione thresholded 5,10,11, impostare il 50% degli stimoli sonda, che non corrispondono lo spunto, a differire da lo spunto per il valore assoluto di thresholded livello discriminazioni di stimolo del partecipante.
   NOTA: Per esempio, se soglia stabilisce il livello di discriminazione visiva di un partecipante ad essere di 10 gradi, accoppiare una mozione segnale visivo in movimento a 45 gradi con una sonda in movimento sia a 45 gradi (incontro sulla sperimentazione del 50%) o di 45 ± 10 gradi (35 o 55 gradi, ciascuno non partite sulle sperimentazioni del 50%).

4. Confrontare condizioni di interferenza

1. Utilizzare un software statistico, come SPSS, per confrontare le prestazioni comportamentali e attività neurale in importanti punti temporali, prima, durante e dopo i diversi tipi di interferenza.
   NOTA: Diversi i manuali online forniscono passo-passo le istruzioni e le schermate che descrivono come utilizzare ed eseguire semplice statistical analisi in SPSS.
   1. Calcolare l'impatto di distrazioni contro interruzioni sul prestazioni comportamentali da precisioni memoria di lavoro e tempi di risposta contrasto durante la condizioni di interferenza rispetto alle prestazioni durante la nessuna condizione di interferenza (figura 4). Per esempio, t-test associati possono essere utilizzati per confrontare accuratezza o RT tra qualsiasi due condizioni interferenza (o base).
      NOTA: Prima di confronto t-test tra due condizioni specifiche attività, a misure ripetute ANOVA si consiglia di confrontare in tutte le condizioni di memoria di lavoro nel paradigma.
   2. Per gli studi di neuro-imaging, pre-processo ed elaborare i dati in base al pipline appropriato per la modalità e le misure di interesse.
      1. Per gli studi di EEG, EEG dei dati di processo con EEGLAB o il pacchetto software di scelta, seguendo le istruzioni del software e il flusso di lavorazione ideale.
      2. Per gli studi fMRI, i dati di processo fMRI con il pac softwareKage di scelta (come AFNI, SPM, FSL, ecc), impiegando le istruzioni del software e flusso di lavorazione ideale.
   3. Per valutare modulazioni attività neurale come conseguenza dell'interferenza durante memoria di lavoro, statisticamente contrastare dati neurale in queste condizioni per l'attività neurale durante vista passiva (/ ascolto) condizioni, controllando così alla trasformazione percettiva base (Figura 4).
      1. Calcolare le misurazioni in modo tale che un valore positivo indica sempre maggiore valorizzazione di sopra della linea di base o una maggiore soppressione al di sotto della linea di base. Per P100, calcolare la soppressione neurale sottraendo l'attività neurale quantificato allo stimolo distraente (DS) da quella evocata dallo stimolo passivamente visto (PV) (es: PV - DS). Calcola aumento in fMRI sottraendo attività BOLD quantificato la linea di base di stimolo passivamente visto da quella evocata dallo stimolo interrompendo (IS) (es: IS - PV).
   4. Confrontare Statisticamente modulazioni neurali indotte da distrazioni ignorati contro attività durante le interruzioni frequentato per cominciare a verificare l'impatto specifico di tipo top-down attenzione sulla risoluzione di diversi tipi di interferenza nella memoria di lavoro.

Questo paradigma interferenza ha permesso la generazione di risultati importanti per quanto riguarda l'impatto netto del comportamento e meccanismi neurali di distrazione e di interruzione sulla memoria di lavoro in giovani e meno giovani adulti (vedi Tabella 2 per direttissima).

Comportamento. Comportamentale, in linea con la letteratura esistente, interruzione conferisce sempre un maggior impatto negativo contro la distrazione sul ^2-5 prestazioni della ^{memoria, 10,11,12} lavoro. Gli anziani mostrano una maggiore interferenza-deficit rispetto ai giovani adulti, soprattutto nelle versioni di questo paradigma utilizzando stimoli visivi di oggetti complessi (volti e scene) ^2,3,4. Tuttavia, l'età non aggravare il deficit di interferenza nel basso livello di movimento uditivo paradigma variante ^5, né nel basso livello di movimento visivo variante ⁵ (ri-analisi di un insieme di dati precedentemente pubblicati ^10,11). Da segnalare, il basso livello visivo e audvarianti di movimento itory della task utilizzato stimoli percettivamente thresholded nei singoli, giovani o vecchi, che può aver contribuito ai risultati comportamentali all'età equivalente.

Correlati neurali di interferenza. Dati neurali con fMRI e EEG registrazioni mostrano trattamento distinto di visto passivamente contro to-be-ignorato e to-be-assistito stimoli interferenza. Nella maggior parte delle varianti di paradigma, diversi marcatori neurali prevedono prestazioni WM, come pure le differenze di trattamento neurali tra gli adulti più anziani e più giovani che possono essere alla base del deficit di interferenza legati all'età. fMRI evidenza suggerisce che gli elementi codificati sono mantenuti per tutto il ritardo con mezzo giro frontale (MFG) - visivo corteccia associativa (VAC) connettività in condizioni di NI e DS; ma al verificarsi di uno stimolo interrompere, questa connessione MFG-VAC è interrotto, e successivamente riattivato sulla sonda aspetto ^2. La separazione e la successiva riattivazione di questo functiocollegamento finale appare critica per le prestazioni di riconoscimento WM visiva. Inoltre, gli anziani non riescono a disimpegnarsi dalla interruzione e non nel modo più efficace ri-stabilire connessioni funzionali all'interno perturbato rete di memoria MFG-VAC ^3. Convergenti testimonianze da diversi altri studi fMRI e EEG rafforza l'ipotesi che l'elaborazione eccessiva o prolungata del interruptor alla base deficit interferenze legate a WM. Da notare anche, meno potenziamento neurale alla interruptor in IS (relativi all'attività durante PV) correla con migliori precisioni WM e tempi di risposta ^{2,4,10 11.}

Modulante Risoluzione di interferenza. Accumulare punti di prova per alcuni malleabilità della capacità di risoluzione interferenza sia in gioventù e nell'invecchiamento ^10,11,12. All'interno di una singola sessione, giovani adulti mostrano un miglioramento significativo in interferenza indotta WM interruzioni ^10. Questo miglioramento comportamentaleè correlata con una diminuzione di elaborazione delle interruzioni attraverso blocchi sperimentali, fornendo prove di una relazione inversa tra attivazioni neurali a interruzioni e la loro influenza immediata sulla WM.

Recenti evidenze indicano che la formazione cognitiva prolungato potrebbe trasferire benefici ai miglioramenti nei disturbi di elaborazione durante la lavorazione compiti di memoria negli anziani. Dopo 12 sedute di formazione multi-tasking, gli anziani hanno migliorato le prestazioni WM al-alto livello visivo (volti e scene) di questo compito in DS e NI condizioni relative ai partecipanti che completano la formazione single-tasking. Il gruppo di formazione multi-tasking anche migliorato WM performance relativa ad un controllo senza contatto in condizioni di IS, DS, e NI ^12. Da notare anche, in un esperimento di formazione diversa sondare gli effetti di 10 sessioni di formazione di discriminazione percettiva al basso livello variante movimento visivo, gli adulti più anziani hanno mostrato un miglioramento in NI, ma non è Condizione, indicando generale miglioramento della memoria di lavoro guidato da apprendimento percettivo di basso livello, ma nessun miglioramento nelle capacità di interferenza risoluzione ^11.

Figura 1. Tastiera con Yes / No Chiave. Una tastiera per esperimenti comportamentali e EEG con stick-on 'Y' e le etichette 'N' sui tasti vicini per indicare le risposte 'sì' e 'no'. Cliccate qui per vedere una più grande versione di questa figura.

Figura 2. alto livello visivo (congruenti) Esperimento di design. Il flusso di un processo per ciascuna delle quattro condizioni di interferenza (per riga), con stimuli dal alto livello variante visiva (congruenti) paradigma. Ogni rettangolo rappresenta ciò che viene visualizzato sullo schermo in una particolare porzione della prova (colonne). ITI = intervallo inter-trial. Per parametri di temporizzazione, si rimanda alla tabella 1. Questa cifra è stata modificata da Clapp et al., 2010. ^2. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 3. Gli stimoli da Paradigm Variant. Rappresentante cue / sonda (riga in alto) e di stimolo interferente (riga in basso) per ogni variante di paradigma (delimitato da colonne). Nel alto livello variante congruenti visiva (1a), una faccia è usato come stimolo cue / sonda (riga superiore) e un altro volto è usato come stimolo interferente (fila inferiore). 1b: alto livello inc visivoVariante ongruent: Cue / Probe è uno scenario naturale; Interferire stimolo è un volto. 1c: basso livello di movimento visivo: Cue / Sonda è un kinematogram movimento puntino in cui i punti confluiscono in diagonale (frecce sono raffigurati qui per trasmettere il movimento, ma non compaiono sullo schermo); Interferire stimolo è un movimento kinematogram puntino che ruota rapidamente o lentamente (come sopra, le frecce sono raffigurati qui per trasmettere il movimento, ma non appaiono sullo schermo). 1d: basso livello di movimento uditivo: Cue / sonda è una spazzata suono, che si muove verso l'alto o verso il basso di un'ottava (appare solo una croce fissazione su schermo); Interferire Stimolo è un tono ad alta frequenza fissa. Clicca qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Figura 4. Dati Rappresentante: Neural Activity Confrontos tra Interferenza condizione. La modulazione dell'attività neurale per interruttori (IS), gli stimoli passivamente visti (PV), e distrattori (DS). A: evento-correlati (ERP) di dati che mostrano potenziali la latenza (ms) e l'ampiezza (mV) della media evocati risposta elettrodi occipitali al 'interferire' faccia. Latenza ERP componente P100 rivela significativo miglioramento per interruttori (IS - PV). B: Correlazione tra la modulazione di ampiezza del componente ERP P100 e lavorare accuratezza memoria. L'importo che i partecipanti non assegnino attenzione verso un interruptor (IS - PV, valorizzazione) correla negativamente con la loro prestazione WM (R 5 = -0.7, p <0.001). Analogamente, la quantità di attenzione assegnato lontano da un distrattore (PV - DS, soppressione) correla positivamente con WM (R = 0,5, P <0,05). C. fMRI BOLD (-livello di ossigeno nel sangue dipendente) attivazione nella fusiforme Faccia Area (FFA) in risposta al 'interferire' faccia sono presentati nel baGrafici r. La risposta BOLD è stato più alto in risposta agli interruttori e più bassa ai distrattori (enhancement [IS> PV, p <0.01]), dimostrando una maggiore elaborazione di interrompere stimoli. D: Modello ed esempi per i confronti neurali. Le misure sono calcolati in modo tale che un valore positivo indica sempre maggiore valorizzazione di sopra della linea di base o una maggiore soppressione al di sotto della linea di base. Per P100, la soppressione neurale è calcolato sottraendo l'attività neurale quantificato allo stimolo distraente (DS) da quella evocata dallo stimolo passivamente visto (PV) (es: PV - DS). Enhancement è calcolato in fMRI sottraendo attività BOLD quantificato la linea di base di stimolo passivamente visto da quella evocata dallo stimolo interrompendo (IS) (es: IS - PV). Questo dato è stato modificato da Clapp et al., 2010 ^2. Cliccate qui per vedere una versione più grande di questa figura.

Tabella 1: Timing Parametro Timing Sperimentale per ogni variante di paradigma (righe).. Una gamma di volte (ad esempio: 2.800 - 3.200 msec) indica che i tempi di questa parte del processo è 'jittered', con tempismo scelto in modo casuale all'interno della gamma data. Uno stimolo interferenza congruente è dello stesso tipo del cue / sonda (vale a dire: faccia cue / sonda e interferenza viso), mentre un incongruente interferenza stimolo è di un tipo diverso (es: Scena cue / sonda e interferenza viso). ITI = intervallo inter-trial. Ogni riga da spunto a ITI rappresenta un processo (per rappresentazione del flusso di processo, si prega di fare riferimento alla Figura 1).

Tabella 2: Interferenze Paradigm Ke. y comportamentale e neurale dei risultati principali risultati conseguiti comportamentali e neurali ottenute con questo paradigma interferenza sono presentati con lo studio e classificato di parametri stimoli, partecipante d'età, e l'imaging modality.YA = giovani adulti; OA = adulti più anziani.

Un paradigma conoscitivo romanzo ha dimostrato l'efficacia nelle indagini interferenza memoria di lavoro da distrazioni e interruzioni. Questo paradigma e le sue diverse varianti, estendendone l'utilizzo attraverso modalità sensoriali, livelli di complessità di stimolo, e metodi di imaging, sono dettagliate.

Prima di iniziare l'esperimento, pre-schermo tutti i partecipanti al fine di garantire adeguate capacità cognitive e percettive. Per gli esperimenti che utilizzano stimoli percettivi di basso livello, amministrare una procedura di soglia adattiva per calibrare gli stimoli ad un livello di discriminazione percettiva di difficoltà equivalente tra i partecipanti. Rispettare i parametri variante esperimento per la modalità di imaging e di stimolo tipo destinata. Eseguire tutte le condizioni di interferenza (No interferenti Stimoli, Ignora Distrazione, Partecipare a interruzione, e Vista passiva (necessaria solo per le registrazioni neurali)) in una controbilanciato, design a blocchi, e confrontare i dati comportamentali e neurali tra le condizionicome sopra descritto. Per esplorare lavorare interferenze memoria con diversi tipi di stimoli, è sufficiente sostituire gli stimoli desiderati nello script di presentazione.

La ricerca esistente utilizzando questo paradigma ha diversi limiti. Mentre il movimento visivo e uditivo basso livello varianti entrambi usano soglie percettive discriminazione stabilite da una procedura di scala adattativa completato da ciascun partecipante, la faccia visiva di alto livello e la variante scena non è thresholded e invece usa stimoli identici tra tutti i partecipanti. È necessario ulteriore lavoro per capire meglio l'impatto della soglia percettiva in questo compito interferenza. Inoltre, l'interferenza congruente viene usato in tutti gli esperimenti comportamentali e EEG, mentre esperimenti fMRI causa della loro bassa risoluzione temporale, utilizzati stimoli interferenti incongruenti che potrebbe essere distintamente spazialmente localizzati nel cervello. Interferire stimoli che sono congruenti con la sonda / cue sono noti per evocare un greater costo interferenza rispetto a quello di stimoli incongruenti ^2. Distrattori incongruenti possono anche avere costi di interferenza in alcune circostanze ^34. Così, quando si seleziona quale paradigma variante da utilizzare, che forse parzialmente vincolata dagli strumenti neuroimaging utilizzati, o il confronto tra gli studi, le differenze tra stimoli congruenti e incongruenti devono essere prese in considerazione.

Il paradigma descritto in questo articolo offre un nuovo metodo elegante per distinguere tra interferenza da distrazione o interruzione in un compito di memoria di lavoro. Confrontando i dati neurali stimolo bloccata tra le quattro condizioni di interferenza (figura 4) offre un vantaggio significativo rispetto ad altre tecniche nella sua delucidazione mirato dei meccanismi neurali di tipo top-down attenzione nella lavorazione e risolvere le interferenze esterne. Inoltre, la flessibilità di questo quadro paradigma per affrontare tipi diversi di stimolo consente co efficientemparison di interferenza tra domini. Inoltre, l'utilizzo di questo paradigma della soglia percettiva per esperimenti visivi e uditivi di basso livello è superiore a molti metodi alternativi in ​​quanto stabilisce le difficoltà percettive comparabili in tutta partecipanti, assicurando che le differenze di esperimento di interferenza sono dovute a carenze specifiche con risoluzione interferenze, piuttosto che differenze di base confondenti di percezione dello stimolo.

Futuri studi sono necessari per continuare a esplorare le distinzioni di lavorazione e le interferenze risolvere da distrazione e di interruzione, e come queste capacità potrebbero essere migliorati. Per esempio, in ciascuna delle varianti paradigma corrente, la precisione sul compito interrompendo era molto elevato sia in adulti giovani ed anziani (90% ^3; 93% ^4; 100% ^5), vale a dire, questo compito secondario non era cognitivamente impegnativo. In futuro, i ricercatori possono scegliere di modulare la difficoltà della primary e / o il (interrompendo) compito secondario, al fine di rivelare come lavoro carico di memoria o il carico interferenza interagisce con le prestazioni e attività neurale. Inoltre, per completare i confronti tra basso livello di stimoli visivi e uditivi e di alto livello stimoli visivi, future varianti di questo paradigma potrebbe indagare il ruolo di interferenza con stimoli uditivi di alto livello (es: discorso), e la sua possibile che un Versione futuro potrebbe percettivo i soglia degli stimoli visivi di alto livello. Infine, questo paradigma potrebbe essere utilizzato per testare l'efficacia di diversi interventi, in diverse popolazioni cliniche, per migliorare gli aspetti specifici di interferenza risoluzione. Ad esempio, l'uso di questo paradigma con pazienti affetti da ADHD o schizofrenia può consentire una misurazione più precisa dei deficit di interferenza specifici coinvolti in questi disturbi. Inoltre, questo paradigma può essere utilizzato come una valutazione terapeutica, cioè, somministrato prima e dopo un intervento per valutare se INTERFdeficit di riferi- in una determinata popolazione possono essere alleviati con la terapia comportamentale o di droga o di altri interventi. Studi futuri potranno anche studiare come i risultati in questo paradigma sono correlati ad altri differenze individuali come ad esempio in mente vagare e di lavoro durata della memoria.

Per riassumere, questo paradigma interferenza ha chiara utilità come strumento per comprendere correlati comportamentali e neurali di diversi tipi di interferenze esterne (distrazione e interruzione), e può aiutare a chiarire distinzioni tra interferenza nei domini visivi e uditivi, nonché la impatto della complessità stimolo e congruenza sulle interferenze.

Gli autori non hanno nulla da rivelare.

Molte grazie a sviluppatori di questo paradigma, soprattutto Wesley Clapp, Anne Berry, Jyoti Mishra, Michael Rubens, e Theodore Zanto. Questo lavoro è stato sostenuto da NIH concedere 5R01AG0403333 (AG).