Topografie v ustáleném stavu - Steady state topography - Wikipedia

Topografie v ustáleném stavu (zkráceně SST) je metodika pro pozorování a měření aktivity lidského mozku, kterou poprvé popsal Richard Silberstein a spolupracovníci v roce 1990.[1] Zatímco SST se používá hlavně jako kognitivní neurovědy metodologie výzkumu našla také komerční uplatnění v oblasti neuromarketing a spotřebitelská neurověda v oblastech, jako je komunikace značky, mediální výzkum a zábava.

V typické studii SST byla elektrická aktivita mozku (elektroencefalogram nebo EEG ) se zaznamenává, zatímco účastníci sledují audiovizuální materiál a / nebo provádějí psychologický úkol. Na vizuální periferii je současně zobrazeno slabé sinusové vizuální blikání. Sínusové blikání vyvolává oscilační elektrickou odezvu mozku známou jako Stabilní stav vizuálně vyvolaný potenciál (SSVEP ).[2][3] Změny mozkové aktivity související s úkoly v okolí záznamového místa jsou poté určeny z měření SSVEP v tomto místě. Jedním z nejdůležitějších rysů metodiky SST je schopnost měřit odchylky zpoždění (latence) mezi stimulem a reakcí SSVEP po delší dobu. To nabízí jedinečné okno do funkce mozku založené na rychlosti neurálního zpracování na rozdíl od běžnějších indikátorů amplitudy EEG mozkové aktivity.

Tři specifické rysy metodiky SST z ní činí užitečnou techniku ​​v kognitivním neurovědeckém výzkumu i v neurovědním komunikačním výzkumu.

1. Vysoké časové rozlišení: metodika SST je schopna nepřetržitě sledovat rychlé změny v mozkové aktivitě po delší dobu.[4] Toto je důležitá vlastnost, protože mnoho změn ve funkci mozku spojených s kognitivním úkolem může nastat za méně než sekundu.

2. Vysoká odstup signálu od šumu a odolnost proti rušení a „šumu“. Metodika SST je schopna tolerovat vysokou hladinu hluku nebo rušení v důsledku takových věcí, jako jsou pohyby hlavy, svalové napětí, mrknutí a pohyby očí.[4][5] Díky tomu je SST vhodný pro kognitivní studie, kde se pohyby očí, hlavy a těla vyskytují jako samozřejmost.

3. Vysoká odstup signálu od šumu znamená, že je možné pracovat s daty založenými na jednom pokusu na jednotlivce [1] na rozdíl od typické situace v roce 2006 potenciál související s událostmi (ERP) nebo fMRI související s událostí studie, kde je potřeba průměrovat více pokusů zaznamenaných od každého jednotlivce, aby se dosáhlo odpovídající úrovně odstupu signálu od šumu.

Hlavní paradigma

Při použití metodiky SST je audiovizuální materiál prezentován současně s periferním, prostorově rozptýleným vizuálním blikáním [4][6] a Fourier techniky se používají k extrakci amplitudy a fáze SSVEP na stimulační frekvenci. Pokud je frekvence stimulu v kmitočtovém rozsahu alfa (8 Hz - 13 Hz), lze SSVEP zaznamenat z týlní oblasti a také z jiných „neviditelných“ oblastí, jako je čelní a prefrontální kůra a spánková a temenní kůra .[4][7][8]Většina studií SST používá vizuální stimul v horní části frekvenční rozsah alfa (10 Hz - 13 Hz) nebo gama frekvenční rozsah (30 Hz - 100 Hz) k vyvolání SSVEP.[9][10] Změny v amplitudě a fázi SSVEP shodující se s kognitivním úkolem nebo jiným materiálem, jako je televizní reklama, jsou poté interpretovány jako změny v regionální mozkové aktivitě spojené s kognitivním úkolem. Změny amplitudy SSVEP jsou interpretovány podobným způsobem jako změny horní alfa Amplituda EEG, zatímco změny ve fázi SSVEP jsou vyjádřeny jako změny latence SSVEP. Snížení latence SSVEP je fyziologicky interpretováno jako zvýšená synaptická excitace v neuronových sítích, která generuje SSVEP, což znamená zvýšenou regionální mozkovou aktivitu a naopak.[9]

Vědecké a biomedicínské aplikace

Metodika SST byla použita ke zkoumání normální funkce mozku spojené s vizuální bdělostí,[1][10] pracovní paměť,[11][12] dlouhodobá paměť,[13][14] emoční procesy,[5][15][16] stejně jako narušené mozkové funkce jako např schizofrenie [9][17] a porucha pozornosti s hyperaktivitou [6]

Komerční aplikace

Metodika SST byla komerčně aplikována v oblastech, jako je spotřebitelská neurověda, neuromarketing, výzkum médií a zábavy. V této aplikační oblasti se SST používá k měření změn v mozkové aktivitě spojených s širokou škálou komunikačních médií. Měřením mozkové aktivity na mnoha místech pokožky hlavy je možné odhadnout sekundu po druhé změny v řadě relevantních psychologických parametrů, včetně kódování dlouhodobé paměti, zapojení (smysl pro osobní význam), motivační valence (ať už materiál přitahuje nebo odpuzuje diváka) a také emoční intenzitu (vzrušení) a vizuální pozornost. Výzkum naznačuje, že hlavním indikátorem účinnosti reklamy SST je úroveň kódování klíčové zprávy nebo značky v reklamě pro dlouhodobou paměť.[5][13][16][18][19]

Twitter inc skvěle používal technologii SST k prozkoumejte a vyzkoušejte sílu platformy.

Reference

  1. ^ A b C Silberstein, R. B., Schier, M. A., Pipingas, A., Ciorciari, J., Wood, S. R. a Simpson D. G. (1990) Rovnovážný stav vizuálně vyvolal potenciální topografii spojenou s úkolem vizuální vigilance. Topografie mozku 3: 337-347.
  2. ^ Regan, D., (1989). Elektrofyziologie lidského mozku: evokované potenciály a evokovaná magnetická pole ve vědě a medicíně. Elsevier, New York.
  3. ^ Vialatte, F, Maurice, M, Dauwels, J., Cichocki, A. (2010) Rovnovážný stav vizuálně evokoval potenciály: Zaměření na základní paradigmata a budoucí perspektivy. Pokrok v neurobiologii 90: 418–438.
  4. ^ A b C d Silberstein, R. B. (1995) Rovnovážný stav vizuálně vyvolal potenciály, mozkové rezonance a kognitivní procesy. V P. L. Nunez. Neokortikální dynamika a lidské EEG rytmy. Oxford University Press. New York. 1995, str. 272-303.
  5. ^ A b C Gray M, Kemp AH, Silberstein RB, Nathan PJ (2003) Kortikální neurofyziologie anticipační úzkosti: výzkum využívající topografii sondy v ustáleném stavu (SSPT). Neuroimage. 20: 975-986.
  6. ^ A b Silberstein, R. B., Farrow, M. A., Levy, F, Pipingas, A., Hay, D. A., Jarman, FC (1998). Funkční mozek elektrický; mapování aktivity u chlapců s poruchou pozornosti s hyperaktivitou. Archiv obecné psychiatrie 55: 1105-12.
  7. ^ Silberstein, R. B., Ciorciari, J. a Pipingas, A. (1995) Rovnovážný stav vizuálně vyvolal potenciální topografii během testu třídění karet ve Wisconsinu. EEG a Clin. Neurophysiol. 96: 24-35.
  8. ^ . Srinivasan, R., Bibi, F.A., Nunez, P.L., (2006) Vizuální evokované potenciály v ustáleném stavu: distribuované místní zdroje a vlnová dynamika jsou citlivé na frekvenci blikání. Brain Topogr. 18 (3), 167–187.
  9. ^ A b C Silberstein, R. B., Line, P., Pipingas, A., Copolov, D., Harris, P. (2000) Rovnovážný stav vizuálně evokoval potenciální topografii během úlohy nepřetržitého výkonu u normálních kontrol a schizofrenie. Klinická neurofyziologie. 111: 850-857.
  10. ^ A b Nield, G., Silberstein R. B., Pipingas, A., Simpson, D. G. a Burkitt, G. (1998) Effects of visual vigilance task on gamma and alpha frequency range steady state potential (SSVEP) topography. Topografie mozku dnes. Eds Y. Koga, K. Nagata a H. Hirata. Elsevierova věda. pp189-194.
  11. ^ Silberstein RB, Nunez PL, Pipingas A, Harris P, Danieli F. (2001) Rovnovážný stav vizuálně evokoval potenciální (SSVEP) topografii ve tříděném úkolu pracovní paměti. International Journal of Psychophysiology. 42: 125-38.
  12. ^ . Ellis KA, Silberstein RB, Nathan PJ. (2006) Zkoumání časové dynamiky úlohy n-back prostorové pracovní paměti pomocí ustáleného stavu vizuálních evokovaných potenciálů (SSVEP) Neuroimage. 31: 1741-51.
  13. ^ A b Silberstein, R. B., Harris, P. G., Nield, G. A., Pipingas, A. (2000) Frontální ustálený stav potenciálních změn předpovídá dlouhodobý výkon paměti rozpoznávání. International Journal of Psychophysiology. 39: 79-85.
  14. ^ Macpherson, H, Pipingas, A, Silberstein, R B. (2009) Stabilní stav vizuálně vyvolal potenciální vyšetřování paměti a stárnutí. Mozek a poznání. 69: 571 - 579.
  15. ^ Kemp AH, Gray MA, Eide P, Silberstein RB, Nathan PJ. (2002) Rovnovážný stav vizuálně vyvolal potenciální topografii během zpracování emoční valence u zdravých subjektů. Neuroimage. 17: 1684-92.
  16. ^ A b Kemp A., Gray M., Silberstein R.B., Nathan P.J. (2004). Augmentace serotoninu zvyšuje příjemnost a potlačuje nepříjemné elektrofyziologické reakce na vizuální emoční podněty. Neuroimage. 22: 1084-96 ..
  17. ^ Line, P, Silberstein, R B, Wright, JJ a Copolov D. (1998) Rovnovážný stav vizuálně vyvolal potenciální korelace sluchových halucinací u schizofrenie. Neuroimage. 1998; 0,8: 370-376.
  18. ^ Rossiter, J. R., Silberstein, R. B., Harris, P. G., Nield, G. (2001) Detekce obrazu vizuální scény kódující mozek v dlouhodobé paměti pro televizní reklamy. Journal of Advertising Research. 41: 13-21.
  19. ^ Silberstein, R.B. Nield, G.E. (2008) Mozková aktivita koreluje s posunem volby spotřebitelské značky spojeným s televizní reklamou. Int. J. Reklama. 2008; 27: 359 - 380