Bewertung der Stabilität von Verhaltens- und neuronalen Maßnahmen von Aufmerksamkeitsnetzwerken über mehrere Sitzungen hinweg

Aufmerksamkeit ist das Rückgrat kognitiver Systeme und eine Voraussetzung für andere kognitive Prozesse, die für das tägliche Funktionieren von entscheidender Bedeutung sind, wie z. B. Gedächtnis, Problemlösung, Sprachkenntnisse und die kognitive Kontrolle des Verhaltens. Beeinträchtigungen der Aufmerksamkeit können aus einer Vielzahl von Faktoren resultieren, wie z. B. Hirnverletzungen, neurodegenerativen und neurologischen Entwicklungsstörungen sowie verschiedenen Psychopathologien. Ein bekanntes Mehrkomponentenmodell der visuell-räumlichen Aufmerksamkeit, das von Posner und Kollegen entwickelt wurde, konzeptualisiert die visuell-räumliche Aufmerksamkeit als ein „Organsystem“, das aus drei unabhängigen, aber interaktiven Netzwerken besteht, die Folgendes umfassen: 1) Alarmierung, die Erzeugung und Aufrechterhaltung eines Wachsamkeitszustands, der die Verarbeitung erleichtert eines bevorstehenden Stimulus, 2) Orientierung, das Loslassen, Verlagern und Umlenken der Aufmerksamkeit auf einen räumlichen Ort, und 3) exekutive Kontrolle, die Auflösung von Konflikten zwischen konkurrierenden, sich gegenseitig ausschließenden Reaktionen, die eine selektive Fokussierung ermöglichen. Um das Verständnis der Aufmerksamkeit zu unterstützen, wurde der Aufmerksamkeitsnetzwerktest (ANT) als kurzes computergestütztes Maß für die Effizienz jedes dieser Netzwerke entwickelt und in einer Vielzahl von gesunden und klinischen Populationen ausgiebig eingesetzt. Mehrere Studien haben Unterschiede in den ERPs während der ANT bei gesunden alternden und klinischen Populationen wie ADHS, Schizophrenie und traumatischen Hirnverletzungen (TBI) untersucht, aber keine wiederholten Sitzungen der Aufgabe durchgeführt, um Veränderungen im Laufe der Zeit zu bewerten. Während sich gezeigt hat, dass die ANT sehr empfindlich auf eine Reihe von kognitiven und/oder neuropsychologischen Störungen reagiert, wurde die Zuverlässigkeit der ANT über mehrere Sitzungen hinweg, insbesondere in Bezug auf neurale Aktivitätsmessungen, bisher nicht untersucht. Ein wichtiger Schwerpunkt der vorgeschlagenen Forschung betrifft die Stabilität neuronaler Maße, die die Aktivität von jedem der drei verschiedenen Aufmerksamkeitsnetzwerke widerspiegeln. Ein Verfahren zur Untersuchung der neuralen Aktivität umfasst zeitgesteuerte elektroenzephalographische (EEG) Aufzeichnungen der Gehirnaktivität oder auf der Kopfhaut aufgezeichnete ereignisbezogene Potentiale (ERPs) des Gehirns. ERPs können Einblicke in die neuronalen Korrelate kognitiver Prozesse liefern, die durch eine experimentelle Aufgabe ausgelöst werden, sowie in den neuronalen Zeitverlauf. Besonders relevant für diese Studie ist das visuelle N1, eine negative ERP-Auslenkung, die ~150-200 Millisekunden (ms) nach dem Stimulus auftritt. Die N1-Amplitude wird als Indiz für die Aufmerksamkeitsverteilung angesehen. Darüber hinaus spiegelt eine später auftretende positive Ablenkung, die etwa 300 ms nach dem Stimulus auftritt, P3, Prozesse wider, die mit der Stimulusbewertung und -kategorisierung verbunden sind. Frühere Forschungen in unserem Labor haben gezeigt, dass N1 und P3 unterschiedlich empfindlich auf die Funktion des Aufmerksamkeitsnetzwerks reagieren, die mit dem ANT bei neurologisch gesunden Kontrollen untersucht wurde, und dass sie empfindlich auf Aufmerksamkeitsstörungen bei SHT-Überlebenden reagieren. Daher wird sich das Studienteam auf die Stabilität der N1- und P3-Wellenformen über die 4 Sitzungen hinweg konzentrieren. Frühere Studien haben die Zuverlässigkeit und Stabilität von Verhaltensmessungen des ANT untersucht, indem die Zuverlässigkeit der Reaktionszeit (RT) und Fehlerraten über mehrere Sitzungen hinweg bewertet wurden. Ishigami berichtete über eine gute zeitliche Stabilität der Netzwerkwerte über 10 Sitzungen hinweg, obwohl einige Übungseffekte in Orientierungs- und exekutiven Aufmerksamkeitsnetzwerken beobachtet wurden. Wichtig ist, dass keine frühere Arbeit die zeitliche Stabilität von ERPs mit wiederholter ANT-Leistung untersucht hat, was zu den Hauptzielen der vorgeschlagenen Forschung gehört. Schließlich werden die Forscher in explorativer Weise die Ergebnisse einer unserer früheren Studien erweitern, die bei gesunden Teilnehmern höhenbedingte Aufmerksamkeitsverzerrungen für den oberen vertikalen Raum und das Fehlen solcher Verzerrungen bei SHT-Überlebenden zeigen. Insbesondere werden die Ermittler untersuchen, welche der drei Aufmerksamkeitsnetzwerke für solche Vorurteile bei gesunden Kontrollen empfindlich sind, und die ERP-Signaturen dieser Vorurteile bestimmen.