Využití transkraniální magnetické stimulace (TMS) a zobrazování magnetickou rezonancí (MRI) ke studiu zrakové pozornosti

Naše smysly nám v každém okamžiku poskytují obrovské množství informací. Například vizuální scény obsahují mnoho různých objektů, které nelze zpracovat všechny současně kvůli omezené kapacitě zpracování vizuálního systému. Proto jsou zapotřebí mechanismy pozornosti k výběru relevantních objektů a odfiltrování nepodstatných. Ze studií jednobuněčných záznamů a studií lézí u opic a studií funkčního zobrazování mozku u lidí se sbíhají důkazy, že irelevantní informace z přeplněných vizuálních scén jsou odfiltrovány v extrastriatózním zrakovém kortexu. Studie funkčního zobrazování mozku také naznačují, že tyto mechanismy filtrování pozornosti jsou zprostředkovány zpětnovazebními signály shora dolů vznikajícími v oblastech vyššího řádu ve frontálním a parietálním kortexu. Z těchto studií však není jasné, zda jsou tyto frontální a parietální oblasti mozku funkčně významné při kontrole chování pozornosti.

Transkraniální magnetická stimulace (TMS) aplikovaná na určitou kortikální oblast může interferovat s kognitivním zpracováním v této oblasti, a tím vytvořit virtuální poruchu v neporušené lidské mozkové kůře. Tento nástroj lze tedy použít k určení, zda je oblast mozku funkčně zapojena do výkonu dané kognitivní funkce. V navrhované studii chceme použít TMS k testování hypotézy, že mechanismy filtru pozornosti fungující v extrastriate cortex jsou pod kontrolou „shora dolů“ oblastmi ve frontálním a parietálním kortexu. Náš přístup bude využívat kombinaci TMS a funkční magnetické rezonance (fMRI).

Nejprve se subjekty zúčastní experimentu fMRI (93-M-0170) navrženého k lokalizaci kortikálních oblastí zájmu (ROI), které se podílejí na zpracování pozornosti u každého subjektu. Zadruhé, TMS bude použit k vytvoření přechodných virtuálních poruch ve frontální a parietální ROI normálních dobrovolníků při provádění úkolu vyžadujícího prostorovou pozornost. Předpokládáme, že když je TMS použit k narušení zpracování pozornosti, budou subjekty vykazovat zhoršený výkon v úkolu, který od nich vyžaduje odfiltrování irelevantních vizuálních informací. Naproti tomu výkon během TMS by neměl utrpět v kontrolní úloze, ve které není třeba odfiltrovat žádné irelevantní informace.