Investigando a implantação da atenção Visual antes sacadas precisas e média através do olho de acompanhamento e avaliação da sensibilidade Visual
Summary
Este protocolo experimental combinado olho o acompanhamento e a avaliação da sensibilidade visual presaccadic no paradigma tarefa dupla, consistindo de uma tarefa de saccade de livre escolha e uma tarefa de discriminação visual, para investigar a implantação de visual espacial atenção antes os saques de ambos, precisos e cálculo da média.
Abstract
Este protocolo experimental foi desenhado para investigar se a atenção visual é obrigatoriamente implantada no ponto de extremidade de sacadas. Para este fim, nós gravamos a posição do olho humano participantes engajados em uma tarefa de saccade através do olho de rastreamento e avaliar o desempenho de discriminação de orientação visual em vários locais durante a preparação de saccade. Importante, em vez de usar um paradigma de alvo saccade único para o qual o ponto de extremidade saccade normalmente coincide aproximadamente com o alvo, este protocolo compreende a apresentação de dois alvos nas proximidades de saccade, levando a uma dissociação espacial distinta entre locais de destino e saccade ponto de extremidade em um número considerável de ensaios. O paradigma nos permitiu comparar o desempenho de discriminação visual presaccadic no ponto de extremidade de sacadas precisos (desembarque em um dos alvos saccade) e de uma média de sacadas (desembarque em uma posição intermediária entre os dois alvos). Observamos um reforço seletivo da sensibilidade visual no ponto de extremidade de sacadas precisas, mas não no ponto de extremidade de uma média de sacadas. Pelo contrário, antes da execução de uma média de sacadas, sensibilidade visual igualmente foi aprimorada em ambos os alvos, sugerindo que uma média de saccade decorre seleção atenção não resolvida entre os alvos saccade. Estes resultados argumentam contra um acoplamento obrigatório entre atenção visual e programação saccade com base em uma medida direta da sensibilidade visual presaccadic ao invés de sacádicos tempos de reação, que têm sido utilizados em outros protocolos para tirar conclusões semelhantes . Enquanto nosso protocolo fornece uma estrutura útil para investigar a relação entre a atenção visual e movimentos sacádicos olho a nível comportamental, também pode ser combinada com medidas eletrofisiológicas alargar conhecimentos a nível neuronal.
Introduction
Evidências acumuladas defende uma forte acoplamento entre controle oculomotor e atenção. A influente teoria cortéx da atenção1,2 fornece um relato particularmente rigoroso sobre este acoplamento, sugerindo que secreta turnos de atenção visual correspondem à programação saccade sem execução subsequente. Com efeito, correlações neuronais compartilhadas de controle de atenção e oculomotor foram identificadas através de de ressonância magnética funcional (fMRI)3 e sub limiar microestimulação do campos frontais do olho (FEF) e o Superior Colliculi (SC) produz benefícios atenção medidos tanto comportamentalmente e electrophysiologically na posição do campo de movimento estimulada, mesmo se não há movimentos oculares são induzidos4,5,6,7. Além disso, experimentos psicofísicos revelaram que a atenção visual consistentemente é deslocada em direção ao alvo de um saccade durante preparação oculomotor8,9. No entanto, dissociações no nível neuronal10,11,12 e observações que preparação saccade não necessariamente implica uma correspondente mudança de atenção13,14 ,15,16 causar algumas dúvidas sobre um acoplamento obrigatório entre programação saccade e visual espacial atenção.
Aqui, nós revisitou a natureza do acoplamento entre atenção e oculomotor programação a nível comportamental usando uma dupla tarefa que implicou uma tarefa saccade de livre escolha e uma tarefa de discriminação visual. Crucialmente, dois alvos saccade foram apresentados a uma distância angular de 30° em metade dos ensaios, produzindo um efeito distinto global17,18,19,20 associado com um número substancial de saques de desembarque entre os dois alvos (uma média de sacadas). Uma vez que apresentamos aleatoriamente um alvo de discriminação, pouco antes do início de saccade em um de 24 posições equidistantes (incluindo os dois locais de destino saccade, a localização no meio deles e 21 locais de controle), fomos capazes de avaliar e comparar o presaccadic implantação de atenção visual quando saccade meta e ponto de extremidade saccade ou eram espacialmente associados (os saques precisos) ou dissociada (uma média de sacadas).
Para testar se atenção visual é uma consequência obrigatória da programação oculomotor, e, portanto, sempre deslocado para o ponto de extremidade saccade, analisamos a sensibilidade visual para todos os 24 locais em função do saccade direção de pouso. Enquanto os saques precisos foram associados com um reforço presaccadic consistente da sensibilidade visual em sua extremidade, encontramos sem tal acessório na extremidade de uma média de sacadas. Esta dissociação descarta um acoplamento obrigatoriamente de atenção visual para o programa oculomotor executado a nível comportamental e sugere que o controle de atenção e oculomotor são dissociáveis por em algum estágio de processamento cortical ou subcortical. Importante, observamos um aumento igual de sensibilidade visual nos dois alvos saccade antes com média de sacadas, sugerindo que o efeito global decorre não resolvidas, seleção de alvo saccade antes do início de saccade.
Protocol
Representative Results
Discussion
Este protocolo experimental empregado a avaliação simultânea do comportamento de olhar e sensibilidade visual presaccadic em uma tarefa de saccade de livre escolha. Permitiu-nos analisar se a atenção visual é fato obrigatoriamente acoplada a programação oculomotor no nível comportamental e, portanto, sistematicamente implantada no ponto de extremidade de sacadas. Dois alvos saccade foram apresentados nas proximidades (30°) em metade dos ensaios em que observamos um efeito distinto global, reflectido em um saccade desembarque distribuição consistindo de sacadas tanto, precisas e cálculo da média. Para concluir sobre o acoplamento espacial entre a atenção visual e o ponto de extremidade sacádicos, sensibilidade visual foi analisada e comparada em locais diferentes em função do saccade direção de pouso. Enquanto observamos um reforço consistente e seletivo da sensibilidade visual no ponto de extremidade de sacadas precisas, sensibilidade visual não foi aprimorada no ponto de extremidade de uma média de sacadas. Em vez disso, sensibilidade visual foi igualmente facilitada nos dois alvos saccade antes da execução de uma média de sacadas, sugerindo que em média saccade surge da seleção atenção não resolvida entre os alvos saccade. Nossos resultados, portanto, demonstram que a atenção visual não é obrigatoriamente implantada no ponto de extremidade do programa executado oculomotor. Uma análise de saccade corretiva, que demonstrou que o mesmo implantação de sensibilidade visual entre os dois alvos saccade antes uma média de sacadas não sistematicamente variou em função a direção corretiva saccade, confirmada esta interpretação. A este respeito, nossos dados são consistentes com um modelo recente por Zirnsak et al.25 , que pressupõe um processo de seleção de destino que se acumula gradualmente ao longo do tempo.
Importante, o nosso protocolo difere de outros estudos comportamentais que relatou a evidência de uma dissociação entre a atenção e os saques em diversos aspectos. Enquanto alguns estudos com base em sua conclusão sobre os tempos de reação sacádicos14,15,16, usamos uma medida direta de atenção espacial visual, sensibilidade ou seja visual durante a preparação de saccade. Os parâmetros específicos utilizados ao longo deste protocolo foram eficazes em replicar o turno presaccadic clássico de atenção8,9 , como é evidente no aumento consistente da sensibilidade visual no ponto de extremidade de precisão saques. Assim, o protocolo permitido para a deteção de confiança de modulações sistemáticas de atenção visual específico para preparação de saccade. Este é um pré-requisito importante para interpretar validamente presaccadic efeitos de atenção e, em particular, a observado ausência de realce atenção no ponto de extremidade de uma média de sacadas.
Um aspecto central e distinto deste protocolo foi a apresentação aleatória do alvo de discriminação entre vários locais. Desse modo, nós poderia provar sensibilidade visual através de todo o campo visual, que consequentemente permitiu-nos não somente determinar se atenção é facilitada no ponto de extremidade de sacadas, mas também para investigar a disseminação da atenção em torno desta área incluindo locais adjacentes. A atribuição discreta de atenção nos dois alvos saccade (limitado a menos de ~ 2.6°, a distância entre dois dos nossos estímulos adjacentes) observamos antes uma média de sacadas contradiz uma conta inicial que sugeriu que uma média de sacadas pode refletir uma grosseiros de processamento a cena visual17 e defende uma valorização do local em vez de processamento de informação visual global. Além disso, a apresentação aleatória do alvo de discriminação processado sua localização completamente imprevisível para os participantes. Assim, nosso protocolo geralmente facilitou uma implantação mesmo de atenção visual através do campo visual em relação a tarefa de discriminação. Consideramos este fato importante no que diz respeito a quaisquer potenciais efeitos atenção e conclusões relacionadas com a preparação de saccade.
No entanto, desde que os movimentos oculares não são normalmente executados ao tentar discriminar estímulos através de todo o campo visual na visão natural, os resultados obtidos no presente protocolo podem não sujeitas a restrições em conta oculomotor comportamento na vida cotidiana. Além disso, a tarefa de oculomotor inevitavelmente viés a implantação de atenção através da simulação de alvo saccade. Os alvos saccade não apenas introduziu relevantes objetivos oculomotoras mas também salient exógena sugestões que provável atraiu a atenção. Assim, é possível que desempenho visual discriminação no local intermediário era geralmente se deteriorou devido alguns mascaramento eliciado os dois alvos saccade circundante. A fim de diminuir o impacto dos alvos saccade em relação ao desempenho de discriminação no local intermediário e para avaliar os efeitos potenciais de mascaramento, decidimos apresentar os alvos saccade apenas transitoriamente (para 50 ms) em vez de continuamente (até o julgamento final) em metade dos ensaios. Consequentemente, embora as duas condições de simulação introduziram onsets visuais nos locais saccade alvo, os alvos saccade sempre tinham desaparecido antes do início do alvo de discriminação no estado transiente cueing. Enquanto a maioria dos resultados foram muito consistente entre as duas condições de simulação e, portanto, foram combinada em última análise, observamos de fato uma indicação de um efeito de mascaramento na condição contínua dar dicas em relação a condição transitória cueing. Em geral, independentemente da direção de saccade, sensibilidade visual no local intermediário foi diminuíram ligeiramente na contínua em comparação com a condição de simulação transiente. Tendo em conta a noção de que simulação de alvo que saccade transitória aparentemente minimiza o mascaramento do local intermediário ao ainda ser eficaz ao obter uma média de sacadas, estudos futuros, usando um protocolo similar ao nosso devem considerar empregando transiente dar dicas de destinos. No entanto, apesar dos nossos esforços para minimizar efeitos de mascaramento através a simulação transiente de alvos, não descartamos que a simulação transiente ainda introduzido atacante mascarando o efeito, que potencialmente pode contabilizar o desempenho pobre discriminação na localização intermediária em certa medida.
Tomados em conjunto, nosso protocolo permitiu abordar diretamente o acoplamento entre a atenção visual e programação oculomotor e para revelar uma dissociação espacial distinta entre a atenção e o ponto de extremidade de uma média de sacadas a nível comportamental. Nossos resultados argumentam contra um acoplamento obrigatório entre atenção visual e programação oculomotor sugerida na teoria cortéx da atenção. Estudos futuros devem empregar paradigmas, incluindo gravações neurofisiológicas simultâneas dentro de áreas como o FEF e SC para resolver mais o acoplamento entre a atenção visual e programação oculomotor.
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
Esta pesquisa foi apoiada por subsídios da Deutsche Forschungsgemeinschaft H.D. (DE336/5-1 e RTG 2175 “Percepção no contexto e sua base neural”) e mestrado (SZ343/1) e uma bolsa Individual Marie Sklodowska-Curie ação de M.S. (704537).
Materials
| Computer | Apple iMac (Cupertino, CA) | ||
| CRT Screen | Sony GDM F900 (Tokyo, Japan) | 24 inch screen with a spatial resolution of 1024 x 640 pixels and a vertical refresh rate of 120 Hz | |
| Eye Tracker | EyeLink 1000 Desktop Mount (SR Research, Osgoode, Ontario, Canada) | operating at a sampling rate of 1 kHz | |
| Software | Matlab (The MathWorks, Natick, MA) / toolboxes: Psychophics, EyeLink |
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