Использование транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) и магнитно-резонансной томографии (МРТ) для изучения зрительного внимания

Наши органы чувств предоставляют нам огромное количество информации в любой момент времени. Например, визуальные сцены содержат множество различных объектов, которые не могут обрабатываться одновременно из-за ограниченных вычислительных возможностей зрительной системы. Следовательно, необходимы механизмы внимания для выбора релевантных объектов и фильтрации нерелевантных. Имеются сходящиеся данные, полученные в результате записи отдельных клеток и исследований повреждений у обезьян и исследований функциональной визуализации мозга у людей, что нерелевантная информация из загроможденных визуальных сцен отфильтровывается в экстрастриарной зрительной коре. Исследования функциональной визуализации мозга также предполагают, что эти механизмы фильтрации внимания опосредованы сигналами обратной связи сверху вниз, возникающими в областях более высокого порядка в лобной и теменной коре. Однако из этих исследований неясно, являются ли эти лобные и теменные области мозга функционально значимыми в контроле внимания за поведением.

Транскраниальная магнитная стимуляция (ТМС), применяемая к определенной области коры, может мешать когнитивной обработке в этой области, тем самым вызывая виртуальное нарушение в неповрежденной коре головного мозга человека. Следовательно, этот инструмент можно использовать для определения того, функционально ли область мозга участвует в выполнении данной когнитивной функции. В предлагаемом исследовании мы хотим использовать ТМС для проверки гипотезы о том, что механизмы фильтрации внимания, действующие в экстрастриарной коре, находятся под контролем «сверху вниз» областями лобной и теменной коры. Наш подход будет использовать комбинацию ТМС и функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ).

Во-первых, испытуемые примут участие в эксперименте фМРТ (93-M-0170), предназначенном для локализации интересующих областей коры (ROI), которые участвуют в обработке внимания для каждого субъекта. Во-вторых, ТМС будет использоваться для создания временных виртуальных нарушений в лобных и теменных областях интереса нормальных добровольцев, когда они выполняют задачу, требующую пространственного внимания. Мы предполагаем, что, когда ТМС используется для вмешательства в обработку внимания, испытуемые будут демонстрировать снижение производительности при выполнении задачи, требующей от них фильтрации ненужной визуальной информации. Напротив, производительность во время TMS не должна страдать в задаче управления, в которой нет необходимости отфильтровывать ненужную информацию.