L'atenció mostra rítmicament objectes multifunció a la memòria de treball, part 2

Conducte d'anàlisi original (time shifting).

Les sèries temporals de RT individuals es van eliminar de la tendència ajustant i eliminant un polinomi de segon ordre i es van calcular mitjanes mòbils mitjançant una finestra de 66,7 ms. A continuació, vam puntuar la sèrie temporal RT i vam aplicar una finestra de Hamming abans de realitzar l'anàlisi espectral mitjançant una transformació ràpida de Fourier. Els espectres de potència individuals resultants es van promediar i vam provar estadísticament els pics oscil·latoris mitjançant una prova de permutació no paramètrica.

No hi ha una relació clara entre els polinomis i la memòria, per la qual cosa no els hem d'associar. En canvi, hauríem de centrar-nos activament en millorar la nostra memòria i mantenir-nos en un estat d'ànim positiu.

Hi ha moltes maneres de millorar la memòria. Una de les maneres importants és fer exercici. Durant l'activitat física i l'exercici, afavorim la salut mental i millorem la concentració i la memòria. Una altra manera important és mantenir una actitud positiva. Una actitud optimista ens pot ajudar a superar l'estrès i l'ansietat, facilitant la concentració.

Al mateix temps, també hem de mantenir un son i una alimentació adequats. El son és un moment important perquè el cervell es netegi i es repari, i els nutrients de la vostra dieta poden ajudar al vostre cervell a funcionar correctament. També podem millorar la nostra memòria aprenent coses noves i desafiant les nostres habilitats de pensament. Això pot incloure aprendre un idioma nou, llegir un llibre nou o intentar resoldre diferents trencaclosques i problemes.

En resum, no hi ha cap connexió real entre els polinomis i la memòria. Ens centrem en com millorar la nostra memòria i actitud positiva, i utilitzem la millor manera de conèixer i gaudir de la bellesa de la vida. Es pot veure que hem de millorar la nostra memòria, i Cistanche deserticola pot millorar significativament la memòria perquè Cistanche deserticola és un material medicinal tradicional xinès que té molts efectes únics, un dels quals és millorar la memòria. L'eficàcia de la carn picada prové dels diferents ingredients actius que conté, com àcids, polisacàrids, flavonoides, etc. Aquests ingredients poden afavorir la salut del cervell de diverses maneres.

Fes clic a Coneix maneres de millorar la teva memòria

Vam decidir realitzar anàlisis espectrals en sèries temporals individuals (en lloc de sèries temporals de gran mitjana) perquè els ritmes de comportament dels individus podrien diferir lleugerament en fase i, per tant, desapareixerien en fer la mitjana de les sèries temporals de tots els subjectes en el domini del temps. Vam repetir el procediment de preprocessament descrit anteriorment 10,000 vegades, però en cada iteració vam barrejar aleatòriament els parells SOA-RT per a cada participant.

Aquest procediment ens va permetre estimar la distribució dels espectres de potència sota la hipòtesi nul·la que no hi ha cap estructura temporal present a les sèries temporals RT individuals. A continuació, es va comparar l'espectre de potència real amb la distribució substitutiva de l'espectre de potència sobre una base freqüència per freqüència. Les freqüències a les quals l'espectre de potència real superava el percentil del 95% de la distribució substitutiva es van considerar significatives, ja que això equival a un nivell alfa de 0,05%. Hem realitzat una anàlisi similar sobre l'ona de diferència entre sèries temporals RT vàlides i no vàlides. Com que ens interessaven principalment les fluctuacions de baixa freqüència, només vam considerar freqüències entre 1 i 15 Hz.

Canal d'anàlisi suggerit per Brookshire35.

Les sèries temporals individuals es van suavitzar calculant mitjanes mòbils mitjançant una finestra de 66,7 ms. Les sèries temporals individuals es van eliminar linealment abans de realitzar l'anàlisi espectral mitjançant la transformada ràpida de Fourier sense aplicar un farciment zero o finestres. Aleshores es va fer una mitjana dels espectres de potència individuals. Vam decidir realitzar anàlisis espectrals en sèries temporals individuals (en lloc de sèries temporals de gran mitjana) perquè els ritmes de comportament dels individus podrien diferir lleugerament en fase i, per tant, desapareixerien en fer la mitjana de les sèries temporals de tots els subjectes en el domini del temps.

Per comprovar si les sèries temporals individuals fluctuen periòdicament, vam ajustar un model autoregressiu amb un únic paràmetre AR(1) utilitzant la màxima probabilitat per a sèries temporals individuals suavitzades i amb tendència. Per al model AR(1) de cada participant, vam utilitzar la simulació de Monte-Carlo per generar 5000 sèries temporals amb la mateixa longitud, paràmetre d'autocorrelació i variància residual que la sèrie temporal original. A continuació, vam realitzar una anàlisi espectral mitjançant la transformació ràpida de Fourier en aquestes sèries temporals sense aplicar el farciment zero ni la finestra.

Aquest procediment ens va permetre estimar la distribució dels espectres de potència sota la hipòtesi nul·la que no hi ha fluctuació rítmica en sèries temporals individuals. A continuació, es va comparar l'espectre de potència mitjana real amb la distribució substitutiva dels espectres de potència mitjana sobre una base freqüència per freqüència. Les freqüències a les quals l'espectre de potència real superava el percentil del 95% de la distribució substitutiva es van considerar significatives, ja que això equival a un nivell alfa de 0,05%. Hem realitzat correccions per a múltiples comparacions mitjançant una taxa de descobriment fals. Com que ens interessaven principalment les fluctuacions de baixa freqüència, només vam considerar freqüències entre 1 i 15 Hz.
Per a una comparació visual d'ambdues canonades d'anàlisi, remetem el lector a la figura 1 dels Materials suplementaris.

Per comparar la dinàmica temporal relativa de les funcions atencionals seguint indicis vàlids i no vàlids, es van extreure fases oscil·latòries dels components complexos de la transformada ràpida de Fourier de la sèrie temporal individual preprocessada. Per investigar si les sèries temporals individuals vàlides i no vàlides fluctuaven en antifase, vam restar els valors de fase i vam realitzar la prova de no uniformitat de Rayleigh, així com una prova t circular per comparar els valors mitjans de diferència de fase a 180 graus.

Resultats

L'anàlisi estadística de la RT mitjana del grup va revelar que els participants van respondre significativament més ràpidament a les sondes indicades (mitjana =831 ms) en comparació amb les sondes sense indicació (mitjana =1084 ms), t (22)=− 12,97 , pàg<0.001, Fig. 2A). Furthermore, we found that reaction times were shorter when participants responded to probes matching the second stimulus (mean=840 ms) as compared to the first stimulus (mean=880 ms, t(22)=3.85, p<0.005). Similarly, accuracy was higher for cued probes (mean=81.1%) than for uncued probes (mean=73.2%, t(22)=8.76, p<0.001) and higher for probes matching the second stimulus (mean=81.4%) as compared to the first stimulus (mean=76.8%, t(22)=6.85, p<0.001, Fig. 2B).

Per provar si les representacions de memòria de treball s'atenen d'una manera theta-rítmica, vam mesurar els temps de reacció dels participants a sondes coincidents en diversos punts de temps densament mostrejats. Vam plantejar la hipòtesi que els RT s'haurien de modular al llarg del temps a un ritme theta, indicatiu de les fluctuacions rítmiques de l'atenció de l'ítem corresponent a la memòria de treball. A més, vam plantejar la hipòtesi que les sèries de temps RT per a les respostes a sondes vàlides i no vàlides haurien de ser modulades en antifase, cosa que suggereix que l'atenció alterna periòdicament entre els dos elements de la memòria de treball (Fig. 1B).

Anàlisi original utilitzant estadístiques tradicionals de preprocessament i canvi de temps.

Per investigar les fluctuacions rítmiques en les respostes dels individus, vam calcular la sèrie temporal de RT fent una mitjana de RT en cadascun dels 30 SOA per a respostes a elements indicats de manera vàlida i no vàlida, respectivament. La sèrie de temps RT mitjana de tots els subjectes es mostra a (Fig. 3A). Notablement, no vam realitzar l'anàlisi espectral de la sèrie temporal mitjana de la figura 3A, sinó de sèries temporals RT individuals i després vam fer una mitjana dels espectres de potència individuals resultants.

Això ens va permetre ignorar les diferències individuals de fase i els lleugers canvis de freqüència que s'haurien promediat en promediar sèries temporals en el domini temporal. La comparació de l'espectre de potència mitjana amb la distribució nul·la impulsada pel temps va revelar un pic significatiu a 3, 75 i 4, 6 Hz en la condició vàlida i no hi ha pics significatius en la condició no vàlida (Fig. 3C, D). A causa de les diferències en el nombre d'assaigs recollits per a condicions vàlides (75%) i no vàlides (25%), és possible que simplement ens falti el poder estadístic per detectar ritmes en la condició no vàlida.

A més, un estudi similar recent sobre oscil·lacions del comportament tampoc ha aconseguit trobar un pic significatiu en l'espectre de potència d'una de les dues condicions, revelant, tanmateix, que ambdues condicions encara estaven fluctuant en antifase quan s'analitzaven fases oscil·latòries individuals32. Per tant, vam investigar si les nostres dues condicions estaven en antifase analitzant la diferència de fase entre ambdues condicions, ja que els angles de diferència haurien d'apuntar cap als 180 graus si les oscil·lacions es modulen en antifase. L'anàlisi de fase de sèries temporals individuals vàlides i no vàlides va revelar que la mitjana dels angles de diferència de 4,6 Hz no era significativament diferent de 180 graus, cosa que indica una relació antifàsica dels components oscil·latoris de 4,6 Hz (Fig. 3B). Aquest resultat és indicatiu de l'atenció que s'alterna periòdicament entre els dos ítems al llarg del temps.

Hem investigat la fluctuació rítmica de les sèries de temps de precisió d'una manera idèntica comparant els espectres de potència mitjana observats amb distribucions nul·les estocàstiques (Fig. 4A). L'anàlisi espectral de les sèries temporals de precisió individual va revelar un pic significatiu a 8,4, 9,4 i 10,3 Hz en la condició no vàlida, però cap modulació significativa en la condició vàlida (Fig. 4C, D). La diferència de fase entre ambdues condicions era significativament diferent de 180 graus, indicant que no hi havia cap relació antifàsica de components de 8,4, 9,4, 10,3 o 4,6 Hz (Fig. 4B). Posteriorment vam aplicar la prova de no uniformitat de Rayleigh que va revelar que les diferències de fase es van distribuir aleatòriament al voltant del cercle unitari (p{21}}.34), cosa que suggereix que les fluctuacions de precisió per a l'ítem A i B no tenien cap relació temporal coherent.

Reanàlisi mitjançant estadístiques de pipeline i AR(1) suggerides per Brookshire35. La realització d'anàlisis espectrals en sèries temporals RT individuals i la mitjana dels espectres de potència resultants van revelar un pic significatiu a 4,4 Hz en la condició vàlida (p=0.03, FDR corregit) i cap pic significatiu en la condició no vàlida (Fig. 5C). , D). L'anàlisi de fase de sèries temporals individuals vàlides i no vàlides va revelar que la mitjana dels angles de diferència de 4,4 Hz no era significativament diferent de 180 graus (prova t circular: p<0.001) and not uniformly distributed (Rayleigh's test for non-uniformity, p=0.017), indicating an anti-phasic relationship of the oscillatory 4.4 Hz components (Fig. 5B).

L'anàlisi espectral de les sèries temporals de precisió individual va revelar pics significatius a 4, 4 Hz i 8, 9 Hz en la condició vàlida, però sense periodicitats significatives en la condició no vàlida (Fig. 6C, D). Les diferències de fase vàlides-no vàlides dels components de 4,4 Hz es van distribuir uniformement (la prova de Rayleigh per a la no uniformitat, p=0.824, (Fig. 6B) no indica cap relació antifàsica.

Comparació de resultats.

L'aplicació de dues tècniques diferents per analitzar sèries temporals de comportament ens va permetre validar els nostres resultats i comparar semblances i diferències entre ambdós mètodes. Com que l'objectiu principal d'aquest article era investigar les fluctuacions rítmiques en el comportament, no realitzarem una comparació sistemàtica en profunditat d'ambdues tècniques sinó que només oferirem una comparació qualitativa dels principals resultats relacionats amb la nostra hipòtesi inicial.

Ambdues tècniques d'anàlisi van confirmar la nostra hipòtesi principal que consisteix en 1. La modulació rítmica dels resultats del comportament en el rang de 3 a 6 Hz i 2. Una relació antifàsica entre sèries temporals de comportament vàlides i no vàlides. És important, però, que els resultats també difereixen en diversos aspectes. Mentre que els models de canvi de temps (TS) i d'autocorrelació (AR (1)) van revelar ritmes significatius en sèries temporals RT vàlides a 4, 6 i 4, 4 Hz respectivament, aquest efecte només va ser significatiu abans de la correcció per a comparacions múltiples en l'anàlisi TS. A més, AR (1) va mostrar un pic significatiu a 4, 4 Hz en una sèrie de temps de precisió vàlida que no va ser descoberta per TS.
En general, la tècnica AR(1) va provocar resultats més pronunciats i més en línia amb les nostres prediccions. Més endavant parlarem de les implicacions de la nostra comparació.

Discussió

S'ha demostrat que l'atenció basada en objectes i característiques a la informació disponible visualment pateix fluctuacions rítmiques en el rang theta (3 a 8 Hz). Aquí ens vam proposar provar si l'atenció dirigida a elements multifuncionals de la memòria de treball es modula d'una manera rítmica theta similar. Utilitzant el pipeline d'anàlisi proposat per Brookshire35, trobem que (a) la velocitat i la precisió de les respostes a les sondes indicades que coincideixen amb un dels dos elements de la memòria de treball es modula a una freqüència de ~ 4,4 Hz i (b) les fluctuacions rítmiques dels temps de reacció. Els elements indicats i no indicats es modulen en antifase. Els nostres resultats són indicatius d'un mostreig d'atenció rítmic i alternatiu d'ambdues representacions de memòria de treball multifunció, que al seu torn modula la velocitat de resposta i la precisió de la comparació de sondes posterior. Ens agradaria assenyalar que a la resta del manuscrit, només parlarem de les troballes que van resultar de l'enfocament d'anàlisi proposat per Brookshire35 mitjançant un preprocessament mínim i la tècnica AR (1). Tot i que ambdós mètodes van tenir resultats parcialment diferents, la nostra hipòtesi principal (fluctuació theta en sèries temporals de comportament i oposició de fase entre sèries temporals vàlides i no vàlides) va ser confirmada per tots dos.

Fluctuacions rítmiques en la conducta.

Tot i que es van observar fluctuacions rítmiques en la RT i les sèries de temps de precisió per a assaigs vàlids, no vam trobar un pic oscil·latori significatiu en els assaigs en què els participants van ser indicats de manera no vàlida després de la correcció de comparacions múltiples. Tanmateix, en analitzar la fase individual de 4,4 Hz de sèries temporals RT vàlides i no vàlides, vam trobar una relació antifàsica significativa. Això suggereix que també hi havia un component oscil·latori en els assaigs no vàlids que l'anàlisi estadística convencional de barreja de temps no va poder revelar. Proposem diverses raons possibles per a això. En primer lloc, com que la validesa del senyal era del 75% per cent, les sèries temporals no vàlides es van calcular a partir de menys assaigs que les sèries temporals vàlides, cosa que podria haver provocat un augment del soroll i una pitjor estimació dels components oscil·latoris (nombre mitjà d'assaigs en sèries temporals RT per participant: vàlid{ {5}}.3, no vàlid=100.6). A més, és possible que la indicació (75% de validesa) provoqui una despriorització de l'atenció de l'ítem no indicat. Analitzarem aquesta possibilitat particular amb més detall a la secció següent (vegeu "Comparació amb altres estudis"). També cal destacar que no vam observar periodicitats significatives en realitzar anàlisis espectrals directament a la gran sèrie temporal mitjana (Figs. 3A, 4A, 5A, 6A). Especulem que això podria ser causat per lleus diferències en la fase de les sèries temporals oscil·latòries individuals que s'anul·len quan es fa la mitjana de les dades de tots els subjectes. És important, però, que les sèries temporals vàlides i no vàlides encara fluctuaven en antifase a nivell individual, cosa que es podria explicar per diferències individuals en la velocitat dels canvis d'atenció seguint la senyal retro. De mitjana, els beneficis retro-cue solen manifestar-se completament després de 300 a 500 ms, però se sap poc sobre quant varia això entre els participants19. Els experiments futurs haurien d'investigar les diferències individuals en la velocitat d'assignació de l'atenció, ja que això podria tenir implicacions importants per a l'estudi del mostreig atencional intern.

L'anàlisi de fase (4, 4 Hz) de la sèrie temporal RT va revelar que el comportament fluctuava en oposició de fase entre condicions vàlides i no vàlides. Aquest patró és indicatiu de l'atenció que s'assigna inicialment a l'ítem indicat i després es mostren els dos elements a la memòria de treball alternativament a una freqüència teta. És important destacar que aquesta dinàmica antifàsica és poc probable que sigui causada casualment com a resultat del moment o l'ordre amb què es van presentar els estímuls, per exemple, per la hipotètica iniciació de dos processos rítmics independents a l'inici del primer i segon estímul. Si aquest fos realment el cas, ja que vam calcular sèries de temps RT vàlides i no vàlides cadascuna a partir de quantitats iguals d'assaigs en què es va sondar el primer i el segon estímul, les periodicitats antifàsiques coincidents haurien de promediar. En canvi, trobem un poder oscil·latori consistent per a una relació vàlida i antifàsica entre assaigs vàlids i no vàlids, parlant clarament en contra d'aquesta possible confusió.

A més de la fluctuació de 4,4 Hz, la nostra anàlisi de la sèrie temporal de precisió va revelar una modulació rítmica significativa a 8,9 Hz en condicions vàlides. Les fluctuacions rítmiques de les sèries temporals de comportament a 10 Hz s'observen amb freqüència en estudis de comportament (vegeu VanRullen1, per a una revisió). Com que aquest estudi estava principalment interessat en els ritmes de comportament en el rang theta, no parlarem a fons d'aquests efectes. Tanmateix, ens agradaria assenyalar que Pomper i Ansorge32 també van trobar que les sèries de temps de precisió es modulaven a 9, 7 Hz, cosa que indica que aquesta ritmicitat alfa Hz podria ser una signatura addicional del processament periòdic de representacions visuals percebudes o memoritzades.
Comparació amb altres estudis.

Com es relacionen els nostres resultats amb altres estudis que investiguen les fluctuacions de l'atenció rítmica a la memòria de treball31,32?

Els dos estudis anteriors han trobat que el comportament oscil·la a 6 Hz, mentre que hem trobat oscil·lacions de comportament a 4, 4 Hz. Una explicació hipotètica d'aquesta discrepància podria ser la diferència en la complexitat de l'estímul entre els estudis. Els objectes amb múltiples funcions a la memòria de treball, com els que s'utilitzen aquí, poden requerir un procés d'activació més eficaç i més llarg que condueixi a un mostreig menys freqüent per element.

Mentre que el nostre estudi i l'estudi de Peters et al.31 van utilitzar una indicació visual explícita per restablir els ritmes d'atenció, Pomper i Ansorge32 van induir el mostreig atencional mitjançant la presentació del segon objecte. En ambdós estudis d'indicació, l'indicació tenia una validesa del 75%, donant als participants un incentiu clar per prioritzar un ítem sobre l'altre, mentre que ambdós ítems haurien de tenir una prioritat igual a l'estudi de Pomper i Ansorge32. No obstant això, és important destacar que Pomper i Ansorge32 van trobar temps de reacció més ràpids i una major precisió per al segon ítem, d'acord amb un efecte de recentitat que s'ha hipotetitzat que va ser causat per la priorització de l'atenció38. Curiosament, tant els estudis nostres com els de Pomper i Ansorge van observar fluctuacions rítmiques significatives en relació amb l'esdeveniment de restabliment només per a l'element prioritari. Tot i que en el nostre cas això podria explicar-se per un nombre d'assaigs més baix, el mateix patró s'ha informat en un altre estudi sobre mostreig atencional extern amb un nombre molt més gran d'assaigs. Una possible explicació d'això podria ser que l'atenció exerceix efectes rítmics més forts sobre l'ítem prioritzat, provocant modulacions d'alta amplitud en sèries temporals del comportament, mentre que el mostreig rítmic concurrent d'ítems no prioritzats té efectes periòdics més febles sobre el comportament. Alternativament, s'ha proposat que l'atenció es pugui regir per un mecanisme central de mostreig o "master sampler" entre 7 i 10 Hz que es pugui dividir entre dos objectes3,39. Per tant, un mostreig hipotètic de 10 Hz podria mostrejar els dos elements 5 vegades per segon, però també podria mostrejar l'element prioritari amb més freqüència (p. ex. mostrejat amb prioritat 8 vegades i no prioritzat 2 vegades per segon). Es podria especular que en l'anàlisi espectral de sèries temporals vàlides, això seria evident en les periodicitats a la freqüència fonamental (10 Hz), així com en els seus harmònics (5 Hz), que de fet s'observen a les nostres dades, així com a les dades de Pomper i Ansorge32. És important destacar que ambdues possibilitats, un mostreig més fort o més freqüent, suposen que l'atenció prioritza activament un o l'altre ítem.

Peters et al.31 van proposar una interpretació lleugerament diferent, relacionada amb el treball de Fiebelkorn et al.2, que van trobar fluctuacions rítmiques entre objectes a la memòria de treball. De manera similar a les troballes de Fiebelkorn et al.2, tanmateix, els temps de reacció als objectius presentats en diferents ubicacions d'objectes eren periòdicament iguals, però mai més ràpids que els presentats en ubicacions del mateix objecte, cosa que indica que l'atenció mai es va canviar completament a l'altre objecte. Això suggereix que l'atenció basada en objectes s'alterna rítmicament entre fases en què es prioritza tot l'objecte indicat (i l'objecte no indicat es desprioritza) i fases en què els objectes indicats i no indicats tenen prioritat igual. Segons aquesta visió, l'atenció no prioritzaria els dos objectes en alternança sinó que es mantindria centrada en un sol objecte. Els nostres resultats donen suport a aquesta visió en la mesura que els temps de reacció en assaigs no vàlids poques vegades van ser tan ràpids com els dels assajos vàlids, cosa que suggereix que l'atenció mai semblava canviar completament a l'altre element de WM. Tanmateix, cal assenyalar que aquest argument es basa en el supòsit que els efectes atencionals rítmics són els únics factors que influeixen en els temps de reacció. Els senyals d'atenció poden canviar l'estat dels elements a la memòria de treball de manera més contínua, per exemple, augmentant l'activació de la línia de base, a més de la qual podríem estar observant els efectes de l'atenció rítmica. Els estudis futurs que manipulin les valideses de les indicacions de manera més sistemàtica hauran de donar llum a aquesta qüestió oberta.

Importància funcional i mecanismes neuronals.

Diversos processos funcionals podrien explicar els ritmes trobats en el nostre estudi. L'actualització periòdica de l'atenció de les representacions de la memòria de treball podria ser un requisit fonamental per al manteniment de WM. L'evidència d'estudis de modelització computacional ha proposat que aquesta reactivació periòdica, o "repetició", podria ser la base del manteniment de la memòria de treball i es podria implementar mitjançant una interacció d'oscil·lacions theta (4 a 8 Hz) i gamma (30 a 80 Hz)40–42. També s'ha proposat una actualització periòdica de l'atenció per contrarestar la decadència de la memòria visual de treball basada en el temps. L'evidència de la decadència basada en el temps, però, no ha estat concloent43,44.

També s'ha proposat que la priorització de l'atenció rítmica podria ajudar a resoldre el problema d'unió mitjançant la coactivació de característiques d'estímul en representacions coherents45. Un aspecte important del nostre estudi que el distingeix del treball anterior és el fet que vam utilitzar estímuls que constaven de múltiples característiques rellevants (color+orientació) que s'havien de codificar junts. Com que vam presentar els dos ítems a la fixació, vam poder investigar els efectes de l'atenció no espacial basada en objectes i vam trobar que es produeixen ritmes similars per a característiques no espacials. Els efectes de la senyal d'atenció sobre la precisió mitjana indiquen que la recuperació basada en el color també va donar lloc a una priorització de la característica d'orientació vinculada a aquest element, ja que l'orientació era la característica que s'havia de comparar amb una precisió relativament alta (en comparació amb la característica fàcilment distingible). colors). Més important encara, també mostrem que els senyals de color van provocar fluctuacions rítmiques en les mesures de precisió. Juntament amb el fet que les sondes només es podien comparar tant en funció del color com de l'orientació, es planteja la hipòtesi que l'atenció prioritza cíclicament les dues característiques d'un element. A més, com que tots dos ítems van fluctuar en antifase, tots dos van ser prioritzats rítmicament, però mai simultàniament. A la memòria de treball, això permetria que el sistema visual mantingui les característiques de color vinculades a les característiques d'orientació corresponents activant la combinació correcta de característiques una darrere l'altra, sense arriscar la coactivació de dues característiques no relacionades. Aquest procés, conegut comunament com a multiplexació basada en el temps, s'ha proposat per evitar la fusió de representacions neuronals separades i podria ajudar a la lectura de WM42,46–49.

En els últims anys, les teories han relacionat estretament la selecció atencional externa amb les oscil·lacions neuronals8,9,50,51. Encara més recentment s'ha fet evident la relació fonamental entre l'atenció interna cap a les representacions de la memòria de treball i l'activitat oscil·latòria52–55. Els models actuals proposen que l'atenció interna s'implementa mitjançant una interacció dinàmica entre les oscil·lacions frontals theta, actuant com a mecanisme de control de dalt a baix, i les oscil·lacions alfa occipitals que inhibeixen o desinhibeixen la representació única. Les nostres troballes es podrien explicar per un mecanisme similar que modula l'activitat relativa entre dos elements més o menys rellevants en una escala de temps més curta.

Per un mecanisme similar que modula l'activitat relativa entre dos elements més o menys igualment rellevants en una escala de temps més curta.

Finalment, ens agradaria proposar una hipòtesi que podria explicar alguns dels punts comuns entre els ritmes de mostreig externs i interns trobats en el treball més recent. Creiem que un mecanisme de mostreig de l'atenció general que funcioni a una freqüència de 10 representacions per segon podria ser la base de les fluctuacions del comportament que es troben en les tasques d'atenció internes i externes. Diversos estudis ja han proporcionat proves convincents que l'atenció als estímuls externs està fluctuant en el rang theta2-5. La majoria dels estudis convergeixen en una freqüència de 4 a 6 Hz amb la qual es mostren 2 elements. És important destacar que també es va demostrar que l'ampliació del nombre d'ubicacions ateses a 3 redueix la freqüència amb què els elements individuals es mostren a Hz3. Ja es va plantejar la hipòtesi que aquesta observació podria donar suport a l'existència d'un sol mostreig d'atenció extern en el rang Hz que pot ressaltar 10 elements/ubicacions percebudes per segon. El nostre estudi, així com el treball de Pomper i Ansorge32 i Peters et al.31, ha demostrat que aquest procés de mostreig atencional rítmic s'estén a la informació interna que es manté a la memòria de treball. És important destacar que s'han proporcionat moltes proves de la hipòtesi del reclutament sensorial, que suggereixen un substrat compartit entre la percepció i la memòria de treball23,26,27. Per tant, l'atenció externa i interna hauria d'accedir a representacions que estan codificades en àrees molt similars amb codis fortament superposats. Per tant, és concebible que un mostrejador "mestre" d'atenció comú en el rang de 10 Hz augmenti rítmicament l'activitat en representacions neuronals específiques, independentment de si reflecteixen la informació que es percep o codifica actualment a la memòria de treball. Més investigacions hauran de demostrar si aquest model d'atenció es manté.

Comparació de canonades d'anàlisi de time-shufing i AR(1).

La publicació recent de Brookshire35 va abordar de manera crítica el pipeline de preprocessament i els procediments estadístics de barreja de temps utilitzats per la gran majoria de publicacions en el camp de les oscil·lacions del comportament demostrant un control pobre sobre els errors de tipus-1. Vam analitzar les nostres dades amb ambdós, la barreja de temps original i la nova tècnica AR (1) proposada i vam demostrar que ambdós mètodes revelaven fluctuacions rítmiques significatives en el comportament. Tot i que alguns pics oscil·latoris trobats pel canvi de temps no van assolir significació quan s'utilitzava el mètode AR (1), altres pics que havíem predit segons la literatura anterior eren estadísticament més pronunciats o només van assolir significació quan s'utilitzava la tècnica AR (1).

Tot i que el nostre objectiu no era comparar sistemàticament els mètodes de barreja de temps i AR (1), la nostra comparació d'anàlisi encara proporciona informació rellevant sobre el debat actual sobre el procediment estadístic adequat. En primer lloc, els nostres principals resultats consistents en fluctuacions en el rang de 4-5 Hz i oposició de fase, van persistir entre ambdues canonades d'anàlisi, demostrant que el canvi de temps revela efectes verídics. Tot i que les quatre reanàlisis intentades per Brookshire35 no van revelar resultats significatius, cal assenyalar que el mètode AR(1) pot ser significativament menys sensible (en comparació amb la barreja del temps) als efectes genuïns, depenent dels paràmetres de la tasca com el senyal. longitud i freqüència de mostreig. Tot i que AR(1) podria ser una prova estadísticament més vàlida, moltes troballes de la literatura d'atenció rítmica probablement encara reflecteixen resultats reals. En segon lloc, vam trobar que l'ús de menys passos de preprocessament en combinació amb la tècnica AR (1) va revelar resultats que estaven més en línia amb les nostres prediccions. Tot i que no podem dir amb absoluta certesa que els nostres efectes són genuïns, el mètode AR(1) ens pot permetre disminuir el nombre de passos de preprocessament alhora que proporciona una sensibilitat suficient i, per tant, proporciona una avaluació més imparcial de la ritmicitat de les dades.

Suggerim precaució a l'hora de no tenir en compte els treballs anteriors massa ràpidament i recomanem que els projectes futurs informin dels resultats basats en ambdues tècniques d'anàlisi.

Conclusió.

En conclusió, afegim a l'evidència que l'atenció mostra objectes amb múltiples funcions a la memòria de treball a un ritme theta. Aquesta facilitació de l'atenció rítmica fluctua entre dos elements rellevants de la memòria de treball, evident en la modulació antifàsica de les sèries temporals del comportament. Presentem la hipòtesi que el cervell podria utilitzar aquesta multiplexació temporal oscil·latòria davant dels recursos atencionals limitats, el problema d'unió i/o la actualització de l'atenció necessària per al manteniment de la memòria. Els patrons trobats en aquest estudi imiten estretament els ritmes trobats recentment en l'atenció espacial externa i basada en característiques que es va demostrar que estaven estretament relacionats amb la theta frontal i l'oscil·lació alfa occipital. S'han relacionat mecanismes oscil·latoris idèntics amb el control de l'atenció a la memòria de treball. Presentem la hipòtesi d'un únic mecanisme de mostreig atencional, theta-rítmic, per a representacions percebudes i memoritzades.

Disponibilitat de dades

Totes les dades realitzades en el context d'aquest estudi estan disponibles gratuïtament a osf.io/39g4w.

Referències

1. VanRullen, R. Cicles perceptius. Tendències Cogn. Ciència. 20, 723–735 (2016).

2. Fiebelkorn, IC, Saalmann, YB i Kastner, S. Mostreig rítmic dins i entre objectes malgrat l'atenció sostinguda en un lloc indicat. Curr. Biol. 23, 2553–2558 (2013).

3. Holcombe, AO i Chen, W.-Y. Dividir l'atenció redueix la resolució temporal de 7 Hz per fer el seguiment d'un objecte<3 Hz when tracking three. J. Vis. 13, 12 (2013). 

4. Landau, AN & Fries, P. L'atenció mostra estímuls rítmicament. Curr. Biol. 22, 1000–1004 (2012).

5. Song, K., Meng, M., Chen, L., Zhou, K. i Luo, H. Behavioral oscillations in attention: Rhythmic pols mediated through θ band. J. Neurosci. 34, 4837–4844 (2014).

6. Chota, S. et al. Fluctuacions rítmiques del temps de reacció sacàdic derivades de la competència visual. Ciència. Rep 8, 15889 (2018).

7. Kienitz, R. et al. L'activitat neuronal teta rítmica i els temps de reacció sorgeixen de les interaccions del camp receptiu cortical durant l'atenció distribuïda. Curr. Biol. 28, 2377-2387.e5 (2018).

8. Fiebelkorn, IC & Kastner, S. A rhythmic theory of attention. Tendències Cogn. Ciència. 23, 87–101 (2019).

9. VanRullen, R. Atenció visual: un procés rítmic? Curr. Biol. 23, R1110–R1112 (2013).

10. Mo, C. et al. Representacions neuronals rítmiques competitives d'orientacions durant l'atenció concurrent a múltiples característiques d'orientació. Nat. Commun. 10, 5264 (2019).

11. Re, D., Inbar, M., Richter, CG i Landau, AN L'atenció basada en funcions mostra estímuls rítmicament. Curr. Biol. 29, 693-699.e4 (2019).

12. Boynton, GM Un marc per descriure els efectes de l'atenció sobre les respostes visuals. Vis. Res. 49, 1129–1143 (2009).

13. Brefczynski, JA i DeYoe, EA Un correlat fisiològic del "punt de mira" de l'atenció visual. Nat. Neurosci. 2, 370–374 (1999).

14. Corbetta, M., Miezin, FM, Dobmeyer, S., Shulman, GL i Petersen, SE Modulació atencional del processament neuronal de la forma, el color i la velocitat en humans. Ciència https://doi.org/10.1126/science.2360050 (1990).

15. Gandhi, SP, Heeger, DJ i Boynton, GM L'atenció espacial afecta l'activitat cerebral a l'escorça visual primària humana. Proc. Natl. Acad. Ciència. EUA 96, 3314–3319 (1999).

For more information:1950477648nn@gmail.com