Wykorzystanie przezczaszkowej stymulacji magnetycznej (TMS) i rezonansu magnetycznego (MRI) do badania uwagi wzrokowej

Nasze zmysły dostarczają nam ogromnej ilości informacji w dowolnym momencie. Na przykład sceny wizualne zawierają wiele różnych obiektów, których nie można przetwarzać jednocześnie ze względu na ograniczoną zdolność przetwarzania systemu wizualnego. Dlatego wymagane są mechanizmy uwagi, aby wybrać odpowiednie obiekty i odfiltrować te nieistotne. Istnieją zbieżne dowody z rejestracji pojedynczych komórek i badań uszkodzeń u małp oraz badań funkcjonalnego obrazowania mózgu u ludzi, że nieistotne informacje z zagraconych scen wizualnych są odfiltrowywane w ekstraprążkowanej korze wzrokowej. Funkcjonalne badania obrazowania mózgu sugerują również, że w tych uważnych mechanizmach filtrowania pośredniczą odgórne sygnały zwrotne powstające w obszarach wyższego rzędu w korze czołowej i ciemieniowej. Jednak z tych badań nie jest jasne, czy te czołowe i ciemieniowe obszary mózgu są funkcjonalnie istotne w uważnej kontroli zachowania.

Przezczaszkowa stymulacja magnetyczna (TMS) zastosowana w określonym regionie kory mózgowej może zakłócać przetwarzanie poznawcze w tym regionie, tworząc w ten sposób wirtualne zaburzenie w nienaruszonej korze mózgowej człowieka. Dlatego narzędzie to może być wykorzystane do określenia, czy region mózgu jest funkcjonalnie zaangażowany w wykonywanie danej funkcji poznawczej. W proponowanym badaniu chcemy wykorzystać TMS do przetestowania hipotezy, że mechanizmy filtrów uwagi działające w korze pozaprążkowiowej są pod kontrolą „z góry na dół” przez regiony w korze czołowej i ciemieniowej. Nasze podejście będzie wykorzystywać kombinację TMS i funkcjonalnego rezonansu magnetycznego (fMRI).

Po pierwsze, badani wezmą udział w eksperymencie fMRI (93-M-0170) mającym na celu zlokalizowanie interesujących obszarów korowych (ROI), które są zaangażowane w przetwarzanie uwagi u każdego badanego. Po drugie, TMS zostanie wykorzystany do tworzenia przejściowych wirtualnych zakłóceń w obszarach czołowych i ciemieniowych normalnych ochotników podczas wykonywania przez nich zadania wymagającego uwagi przestrzennej. Stawiamy hipotezę, że gdy TMS jest używany do zakłócania przetwarzania uwagi, badani będą wykazywać upośledzoną wydajność w zadaniu, które wymaga od nich odfiltrowania nieistotnych informacji wizualnych. Natomiast wydajność podczas TMS nie powinna ucierpieć w zadaniu kontrolnym, w którym nie trzeba odfiltrowywać żadnych nieistotnych informacji.