- ICH GCP
- Registro degli studi clinici negli Stati Uniti
- Sperimentazione clinica NCT06281457
Sondare il ruolo delle mappe delle dimensioni delle caratteristiche nella cognizione visiva: impatto delle richieste delle attività (Esperto 2.1)
Sondare il ruolo delle mappe delle dimensioni delle caratteristiche nella cognizione visiva: esp. 2.1
Come si fa a sapere cosa guardare in una scena? Immagina un gioco "Dov'è Waldo": è difficile trovare Waldo perché ci sono molti luoghi "salienti" nell'immagine, ognuno in lizza per la propria attenzione. È possibile occuparsi solo di una piccola posizione nell'immagine in un dato momento, quindi per trovare Waldo è necessario dirigere la propria attenzione verso posizioni diverse. Una teoria importante su come ottenere ciò afferma che i luoghi importanti vengono identificati in base a tipi di caratteristiche distinti (ad esempio movimento o colore), con luoghi più unici rispetto allo sfondo che hanno maggiori probabilità di essere frequentati. Una componente importante di questa teoria è che le dimensioni delle caratteristiche individuali (di nuovo, colore o movimento) sono calcolate all'interno delle proprie "mappe delle caratteristiche", che si pensa siano implementate in specifiche regioni del cervello. Tuttavia, se e come specifiche regioni del cervello contribuiscano a queste mappe delle caratteristiche rimane sconosciuto.
**È necessario modificare alcune parti di questo per l'esperienza 2.1??** L'obiettivo di questo studio è determinare come si trasformano le regioni del cervello che rispondono fortemente a diversi tipi di caratteristiche (colore e movimento) e che codificano le posizioni spaziali degli stimoli visivi ' mappe delle dimensioni delle caratteristiche basate sulle proprietà dello stimolo in funzione delle istruzioni del compito. I ricercatori ipotizzano che le regioni cerebrali selettive per le caratteristiche agiscano come mappe dimensionali delle caratteristiche neurali, e quindi codifichino rappresentazioni di posizioni rilevanti in base alla loro dimensione caratteristica preferita, in modo tale che la rappresentazione dello stimolo nella mappa delle caratteristiche più rilevanti sia sovraregolata per supportare comportamento adattivo. Gli investigatori eseguiranno la scansione di partecipanti umani sani utilizzando la risonanza magnetica funzionale (fMRI) in un disegno a misure ripetute mentre visualizzano gli stimoli visivi resi rilevanti in base a una dimensione caratteristica indicata (ad esempio, colore o movimento). I ricercatori impiegheranno tecniche di analisi multivariata all'avanguardia che consentiranno loro di ricostruire un'"immagine" della rappresentazione dello stimolo codificata da ciascuna regione del cervello per analizzare il modo in cui il tessuto neurale identifica le posizioni salienti. Ogni partecipante eseguirà un compito di discriminazione impegnativo basato sulla caratteristica suggerita (riportare la direzione del movimento o il colore dei punti di stimolo) di uno stimolo presentato nella periferia, che sono identiche tra i tipi di prova. Attraverso le prove gli investigatori manipoleranno il valore della caratteristica attesa (colore, movimento o punto di fissazione). Questa manipolazione aiuterà gli investigatori a comprendere appieno questi calcoli di rilevanza critica nel sistema visivo umano sano.
Panoramica dello studio
Stato
Condizioni
Intervento / Trattamento
Descrizione dettagliata
In questo esperimento, i partecipanti si impegneranno in tutte le condizioni del compito in un progetto a misure ripetute. I partecipanti non vengono assegnati in modo casuale ai gruppi, poiché tutti i partecipanti sperimenteranno la stessa serie di manipolazioni sperimentali. In questo esperimento, i partecipanti si impegneranno in una serie di impegnativi compiti di attenzione visiva mentre la posizione dei loro occhi viene monitorata durante la scansione fMRI.
In tutti i compiti, i partecipanti eseguiranno giudizi di discriminazione impegnativi basati su uno stimolo presentato nel punto di fissazione (discriminare le proporzioni di un bersaglio + - largo o alto?), o uno stimolo presentato nella periferia (i punti si muovevano in senso orario/antiorario) ? i punti erano arancioni/ciano?). Le risposte comportamentali verranno registrate premendo un pulsante, che i partecipanti effettueranno utilizzando una casella di pulsanti compatibile con fMRI tenuta nella mano destra.
In questo esperimento, gli investigatori manipoleranno aspetti del compito comportamentale mantenendo costante la visualizzazione dello stimolo. Queste manipolazioni consentiranno ai ricercatori di testare il ruolo delle regioni di interesse retinotopiche (ROI) selettive per le caratteristiche nella trasformazione delle rappresentazioni spaziali delle posizioni salienti in funzione della rilevanza del compito per guidare l'attenzione visiva.
In questo esperimento (Esperimento 2.1), i ricercatori presenteranno un singolo stimolo in una posizione periferica su uno sfondo bianco contenente punti mobili di colore equiluminante (punti arancioni e ciano, che si muovono sia in senso orario che antiorario attorno al centro dello stimolo). Ai partecipanti verrà chiesto all'inizio di ogni prova di segnalare il colore più prominente dei punti (arancione o ciano), la direzione del movimento più prominente (in senso orario o antiorario) o di eseguire un'attività di fissazione. Se la partecipazione a una dimensione caratteristica modula i profili di attivazione all'interno della mappa dimensionale corrispondente, i ricercatori si aspettano di vedere un miglioramento selettivo della rappresentazione dello stimolo nella mappa dimensionale di una regione che preferisce la caratteristica frequentata.
I partecipanti verranno inoltre sottoposti a scansione per una sessione di mappatura anatomica e retinotopica, che consentirà agli investigatori di identificare le regioni del cervello per ulteriori analisi utilizzando procedure consolidate e standardizzate.
PROGETTAZIONE STATISTICA E POTENZA
Gli studi fMRI descritti in questo record di studio utilizzano un modello di codifica invertita (IEM) per la posizione spaziale per quantificare le rappresentazioni dello stimolo nelle mappe spaziali ricostruite del campo visivo sulla base di modelli di attivazione misurati in ROI selettive delle caratteristiche retinotopiche. I ricercatori identificano rigorosamente le ROI utilizzando tecniche di localizzazione e mappatura retinotopica indipendenti e utilizzano un'attività di "mappatura" per stimare un modello di codifica "fisso" da utilizzare in tutte le condizioni in ciascun esperimento riportato. Queste decisioni di progettazione garantiscono che i ricercatori possano massimizzare la loro capacità di rilevare gli effetti delle loro manipolazioni di interesse all'interno dei singoli partecipanti e delle regioni del cervello e massimizzare il potere statistico. I ricercatori utilizzano un compromesso tra l'imaging profondo di diverse condizioni sperimentali e di stimolo all'interno dei singoli partecipanti e l'aggregazione dei dati su un campione moderato di questi partecipanti con immagini profonde (n = 10; vedere sotto). Ciò consente ai ricercatori di ottenere stime riproducibili e di alta qualità delle rappresentazioni degli stimoli basate su modelli attraverso le manipolazioni dei compiti e degli stimoli all'interno dei singoli partecipanti e di condurre un'inferenza statistica su queste misurazioni nel campione di studio.
Le analisi fMRI saranno condotte all'interno del cervello individuale di ciascun partecipante e ai voxel verranno assegnate etichette "regionali" secondo criteri indipendenti (mappatura retinotopica funzionale). Di conseguenza, non esistono confronti che richiedano un preciso allineamento del tessuto cerebrale tra i partecipanti, né la generazione di "mappe" medie di gruppo dell'attivazione cerebrale. Pertanto, le preoccupazioni sulla riproducibilità delle mappe cerebrali e le preoccupazioni relative al potere statistico associato sono irrilevanti per il disegno di questo studio.
Il disegno statistico dello studio è un disegno a misure ripetute, in base al quale ciascun partecipante è esposto a tutte le manipolazioni nello studio. L'ordine delle manipolazioni sperimentate da ciascun partecipante è casuale tra i partecipanti. Gli investigatori utilizzeranno test di randomizzazione non parametrici per tutti i confronti statistici in base ai quali condurranno test di ipotesi (ad esempio, analisi della varianza a misure ripetute) utilizzando dati "mischiati" (etichette di condizioni disallineate rispetto all'attivazione della mappa misurata in ciascuna prova) per generare una distribuzione nulla delle statistiche di test sotto l’ipotesi nulla di nessun effetto delle loro variabili indipendenti. Una volta che questa procedura viene ripetuta ampiamente (1.000 volte) per test, il valore p può essere stimato confrontando la statistica del test calcolata utilizzando etichette intatte con questa distribuzione nulla e corretta per confronti multipli, a seconda dei casi (ad esempio, tramite il tasso di false scoperte). L'utilizzo di procedure di permutazione per generare una distribuzione nulla riduce al minimo la dipendenza da ipotesi parametriche.
Inoltre, gli esperimenti all'interno dello studio sono progettati in modo tale da acquisire dati sufficienti da poter utilizzare i dati di ciascun singolo partecipante per testare gli effetti di interesse. Di conseguenza, ogni partecipante può essere considerato una "replica" indipendente di ogni altro partecipante. Precedenti studi che adottavano una metodologia simile in base alla quale le ricostruzioni basate su IEM degli stimoli visivi venivano confrontate tra le condizioni avevano impiegato campioni di dimensioni relativamente piccole (n = 7-8). Altri studi che utilizzano modelli di campo recettivo della popolazione o localizzatori funzionali specifici per posizione, che sono in linea di principio molto simili all'approccio qui impiegato, hanno utilizzato campioni di dimensioni più piccole (ad esempio, n = 6).
Dimensione del campione e potere statistico:
In questo studio, i ricercatori acquisiranno una dimensione del campione intermedia con dati estesi per condizione di attività (n = 10; 2 sessioni sperimentali di fMRI, ciascuna di 1,5-2 ore, per ciascun partecipante; insieme a un imaging anatomico di 2 ore e una mappatura retinotopica fMRI sessione). Di particolare interesse, uno studio ha utilizzato n = 6 partecipanti per stabilire con una dimensione dell'effetto di grandi dimensioni dz = 3,52 che i voxel V1 sintonizzati su una posizione di stimolo in cui uno stimolo saliente era definito dal contrasto delle caratteristiche rispondono più fortemente rispetto a quando il contrasto delle caratteristiche è assente. In un altro studio, dimensioni dell'effetto simili sono state riportate da questo gruppo in una ROI selettiva del colore nota come hV4 (n = 6; dz = 1,06 e 1,80 rispettivamente per il contrasto basato sull'orientamento e sul movimento).
Di conseguenza, assumendo una dimensione dell'effetto conservativa di 0,90 (sulla base di quelle riportate in precedenza), i ricercatori si aspettano che una dimensione del campione di n = 10 consentirà allo studio di essere ben potenziato (80%, α = 0,05) per rilevare un cambiamento simile in Esperimento 1.1, che è molto analogo a questo studio (test T accoppiato a una coda).
Inoltre, i ricercatori hanno utilizzato i loro dati pilota (n = 3) per misurare la dimensione dell'effetto per il confronto critico tra le modulazioni correlate alla salienza tra regioni selettive delle caratteristiche per essere dz = 3,10 per la caratteristica che definisce la salienza. Questi valori sono commisurati a quelli sopra citati e supportano ulteriormente la selezione della dimensione del campione. Se le analisi dei dati acquisiti durante ulteriori test pilota e perfezionamento dell'esperimento suggeriscono dimensioni dell'effetto inferiori, i ricercatori perfezioneranno le analisi di potenza e adatteranno di conseguenza l'iscrizione prevista per garantire risultati robusti e riproducibili. Si noti che questa analisi di potenza si basa su ipotesi parametriche che non saranno richieste per le analisi proposte, che invocano metodi di randomizzazione per calcolare distribuzioni empiriche nulle.
Tipo di studio
Iscrizione (Stimato)
Fase
- Non applicabile
Contatti e Sedi
Contatto studio
- Nome: Thomas Sprague
- Numero di telefono: 8322794775
- Email: tsprague@ucsb.edu
Backup dei contatti dello studio
- Nome: Emily Machniak
- Numero di telefono: 6193578944
- Email: eme408@ucsb.edu
Luoghi di studio
-
-
California
-
Santa Barbara, California, Stati Uniti, 93117
- Reclutamento
- University of California, Santa Barbara
-
Contatto:
- Melodie Blakemore
- Numero di telefono: 805-893-4286
- Email: blakemore@research.ucsb.edu
-
Investigatore principale:
- Tommy C Sprague, PhD
-
-
Criteri di partecipazione
Criteri di ammissibilità
Età idonea allo studio
- Adulto
Accetta volontari sani
Descrizione
Criterio di inclusione:
- tra i 18 ed i 55 anni
- visione normale o corretta alla normalità
Criteri di esclusione:
- malattia neurologica basata sull'autovalutazione
- dispositivi medici impiantati (ad es. pacemaker cardiaco; clip metallica per aneurisma)
- piercing metallici non rimovibili
- frammenti di metallo nel corpo (ad esempio, dalla saldatura)
- incinta e avere una possibilità di essere incinta (se donna)
- storia di claustrofobia
- storia di perdita/danno uditivo
Piano di studio
Come è strutturato lo studio?
Dettagli di progettazione
- Scopo principale: Scienza basilare
- Assegnazione: N / A
- Modello interventistico: Assegnazione di gruppo singolo
- Mascheramento: Nessuno (etichetta aperta)
Armi e interventi
Gruppo di partecipanti / Arm |
Intervento / Trattamento |
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Sperimentale: Manipolazioni delle richieste dei compiti (Esperto 2.1)
I partecipanti vedranno un singolo stimolo contenente punti che si muovono in una delle due direzioni (in senso orario o antiorario) e disegnati in uno dei due colori (arancione e ciano).
Per completare l'attività corretta per una prova, verrà manipolato un segnale di fissazione.
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La funzione utilizzata per determinare a quale caratteristica dello stimolo prestare attenzione verrà variata tra le prove utilizzando una lettera di indicazione (M = attenzione al movimento, C = attenzione al colore, F = attenzione alla fissazione)
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Cosa sta misurando lo studio?
Misure di risultato primarie
Misura del risultato |
Misura Descrizione |
Lasso di tempo |
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Segnale fMRI dipendente dal livello di ossigenazione del sangue (BOLD).
Lasso di tempo: Attraverso il completamento dello studio, una media di due settimane
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I ricercatori utilizzeranno i modelli di attivazione BOLD misurati da ciascuna ROI retinotopica per adattare modelli quantitativi di codifica spaziale.
Questi modelli verranno utilizzati per ricostruire le rappresentazioni degli stimoli in prove sperimentali per quantificare come le rappresentazioni degli stimoli sono codificate in ciascuna regione del cervello studiata e come queste rappresentazioni cambiano attraverso le manipolazioni sperimentali.
Queste misurazioni verranno utilizzate per testare l'impatto delle manipolazioni degli stimoli sulle rappresentazioni degli stimoli in diverse regioni del cervello.
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Attraverso il completamento dello studio, una media di due settimane
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Posizione dello sguardo
Lasso di tempo: Attraverso il completamento dello studio, una media di due settimane
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Gli investigatori utilizzeranno la posizione dello sguardo misurata nelle coordinate (x,y) per verificare la fissazione stabile durante l'esperimento.
Le prove con scarse prestazioni di fissazione possono essere escluse da ulteriori analisi.
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Attraverso il completamento dello studio, una media di due settimane
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Risposta comportamentale (pressione del pulsante)
Lasso di tempo: Attraverso il completamento dello studio, una media di due settimane
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Nelle prove di fissazione, ai partecipanti verrà chiesto di prestare attenzione al punto di fissazione e di segnalare la forma di un bersaglio "+" (largo o alto) premendo uno dei due pulsanti tenuti in mano all'interno dello scanner.
Il pulsante sinistro indicherà largo; il pulsante destro indicherà alto.
Nelle prove di partecipazione al colore, i partecipanti riferiranno se più punti dello stimolo atteso sono arancioni (pulsante sinistro) o ciano (pulsante destro).
Nelle prove di partecipazione al movimento, i partecipanti riferiranno se più punti dello stimolo atteso si muovono in senso antiorario (pulsante sinistro) o in senso orario (pulsante destro).
Gli investigatori garantiranno che i partecipanti stiano eseguendo il compito come indicato valutando l'accuratezza delle loro risposte comportamentali.
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Attraverso il completamento dello studio, una media di due settimane
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Collaboratori e investigatori
Collaboratori
Investigatori
- Investigatore principale: Tommy C Sprague, University of California, Santa Barbara
Pubblicazioni e link utili
Pubblicazioni generali
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- Poltoratski S, Ling S, McCormack D, Tong F. Characterizing the effects of feature salience and top-down attention in the early visual system. J Neurophysiol. 2017 Jul 1;118(1):564-573. doi: 10.1152/jn.00924.2016. Epub 2017 Apr 5.
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Maggiori informazioni
Termini relativi a questo studio
Altri numeri di identificazione dello studio
- 5-24-0030: 2.1
- R01EY035300 (Sovvenzione/contratto NIH degli Stati Uniti)
Piano per i dati dei singoli partecipanti (IPD)
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Descrizione del piano IPD
Periodo di condivisione IPD
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