Gebruik van transcraniële magnetische stimulatie (TMS) en magnetische resonantiebeeldvorming (MRI) om visuele aandacht te bestuderen

Onze zintuigen voorzien ons op elk moment van een enorme hoeveelheid informatie. Visuele scènes bevatten bijvoorbeeld veel verschillende objecten die niet allemaal tegelijk kunnen worden verwerkt vanwege de beperkte verwerkingscapaciteit van het visuele systeem. Daarom zijn er aandachtsmechanismen nodig om relevante objecten te selecteren en irrelevante objecten eruit te filteren. Er is convergerend bewijs uit eencellige opname- en laesie-onderzoeken bij apen en functionele hersenbeeldvormingsonderzoeken bij mensen dat irrelevante informatie uit rommelige visuele scènes wordt uitgefilterd in extrastriate visuele cortex. Functionele hersenbeeldvormingsstudies suggereren ook dat deze aandachtsfiltermechanismen worden gemedieerd door top-down feedbacksignalen die ontstaan ​​in gebieden van hogere orde in de frontale en pariëtale cortex. Het is echter uit deze onderzoeken niet duidelijk of deze frontale en pariëtale hersengebieden functioneel significant zijn bij aandachtscontrole van gedrag.

Transcraniële magnetische stimulatie (TMS) toegepast op een bepaald corticaal gebied kan de cognitieve verwerking in dat gebied verstoren, waardoor een virtuele verstoring ontstaat in de intacte menselijke hersenschors. Daarom kan dit hulpmiddel worden gebruikt om te bepalen of een hersengebied functioneel betrokken is bij de uitvoering van een bepaalde cognitieve functie. In de voorgestelde studie willen we TMS gebruiken om de hypothese te testen dat aandachtsfiltermechanismen die in de extrastriate cortex werken onder "top-down" controle staan ​​door regio's in de frontale en pariëtale cortex. Onze aanpak zal een combinatie van TMS en functionele magnetische resonantie beeldvorming (fMRI) gebruiken.

Eerst zullen proefpersonen deelnemen aan een fMRI-experiment (93-M-0170) dat is ontworpen om de corticale regio's van belang (ROI's) te lokaliseren die betrokken zijn bij aandachtsverwerking voor elk onderwerp. Ten tweede zal TMS worden gebruikt om voorbijgaande virtuele verstoringen te creëren in frontale en pariëtale ROI's van normale vrijwilligers terwijl ze een taak uitvoeren die ruimtelijke aandacht vereist. Onze hypothese is dat, wanneer TMS wordt gebruikt om aandachtsverwerking te verstoren, proefpersonen minder goed zullen presteren bij een taak waarvoor ze irrelevante visuele informatie moeten wegfilteren. De prestatie tijdens TMS mag er daarentegen niet onder lijden bij een controletaak waarin geen irrelevante informatie hoeft te worden uitgefilterd.