Bruk av transkraniell magnetisk stimulering (TMS) og magnetisk resonansavbildning (MRI) for å studere visuell oppmerksomhet

Sansene våre gir oss en enorm mengde informasjon til enhver tid. For eksempel inneholder visuelle scener mange forskjellige objekter som ikke alle kan behandles samtidig på grunn av den begrensede prosesseringskapasiteten til det visuelle systemet. Derfor kreves det oppmerksomhetsmekanismer for å velge relevante objekter og filtrere ut irrelevante. Det er konvergerende bevis fra enkeltcelleopptak og lesjonsstudier i aper og funksjonelle hjerneavbildningsstudier hos mennesker på at irrelevant informasjon fra rotete visuelle scener filtreres ut i ekstrastriat visuell cortex. Funksjonelle hjerneavbildningsstudier antyder også at disse oppmerksomhetsfiltreringsmekanismene er mediert av ovenfra-og-ned-feedback-signaler som oppstår i høyere ordens områder i frontal- og parietalbarken. Imidlertid er det ikke klart fra disse studiene om disse frontale og parietale hjerneregionene er funksjonelt signifikante i oppmerksomhetskontroll av atferd.

Transkraniell magnetisk stimulering (TMS) påført over en bestemt kortikal region kan forstyrre kognitiv prosessering i den regionen, og dermed skape en virtuell forstyrrelse i den intakte menneskelige hjernebarken. Derfor kan dette verktøyet brukes til å bestemme om en hjerneregion er funksjonelt involvert i utførelsen av en gitt kognitiv funksjon. I den foreslåtte studien ønsker vi å bruke TMS for å teste hypotesen om at oppmerksomhetsfiltermekanismer som opererer i ekstrastriate cortex er under "top-down" kontroll av regioner i frontal og parietal cortex. Vår tilnærming vil bruke en kombinasjon av TMS og funksjonell magnetisk resonansavbildning (fMRI).

Først vil forsøkspersonene delta i et fMRI-eksperiment (93-M-0170) designet for å lokalisere de kortikale områdene av interesse (ROI) som er involvert i oppmerksomhetsbehandling for hvert individ. For det andre vil TMS brukes til å skape forbigående virtuelle forstyrrelser i frontale og parietale ROIer til normale frivillige mens de utfører en oppgave som krever romlig oppmerksomhet. Vi antar at når TMS brukes til å forstyrre oppmerksomhetsbehandling, vil forsøkspersoner vise nedsatt ytelse i en oppgave som krever at de filtrerer ut irrelevant visuell informasjon. I motsetning til dette bør ytelsen under TMS ikke lide i en kontrolloppgave der ingen irrelevant informasjon må filtreres ut.