PNAS：注意、意识和右颞顶联合脑区

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1.简述
注意图式理论假设了主观意识和注意之间的特定关系，其中意识是大脑用来帮助注意的内源性控制的控制模型。在先前的实验中在人类受试者操纵意识和注意中，我们发展了一个行为范例。该范例涉及一个视觉线索，可以用来引导注意力到目标刺激。在任务1中，被试知道线索，但不知道它提供了关于目标的信息。这个提示明显地吸引了外界对其自身的注意。此外，被试的内生性注意机制内隐地利用线索帮助将注意转移到目标上。在任务2中，被试不再意识到提示。提示仍能在一定程度上引起外源性注意，但在没有提示意识的情况下，被试的内源性控制机制不再能够利用提示控制注意。因此，注意力的控制依赖于意识。这里，我们通过扫描人类志愿者的大脑活动来测试这两个任务。我们预测，在意识帮助控制注意力的过程中，右颞顶交界处(TPJ)会活跃起来。这个预测得到了证实。任务1中提示对注意的影响与右侧TPJ的激活有关;在任务2中，它没有明显的活跃度。差异是显著的。在我们的理解中，右颞顶联合区参与了一种意识允许控制注意力的相互作用。

图1 任务1实验范式
2.实验1结果
2.1测试后问题
实验1中，被试执行任务1，被试被线索提醒，单目标不被告知可以用线索的位置预测出来。在之前的实验中，我们发现，在提示位置较多的情况下，如果没有明确告知，大多数被试无法注意到提示和目标之间的统计关系。视觉印象是复杂的、闪烁的、不可预测的刺激序列，提示与目标之间的特定关系不明显。提示-目标偶发是统计性的，而不是绝对的，这一事实也有助于模糊它们。在后测的问题中，所有的受试者都报告说，在实验过程中，他们清楚地看到了红色提示。当被问及他们是否注意到任何模式或线索和目标之间的关系,尽管大多数正确地指出,这两个刺激通常是靠近彼此,除了说他们没有注意到另一个模式,或他们提到不以任何方式与实际的模式相关的模式(例如,

猜测目标有时出现在提示上方或下方)。只有一个人意识到目标更可能出现在线索的一边，而不是另一边。其他受试者被明确问到他们是否注意到目标更可能出现在提示的一侧时，所有人都表示他们没有注意到，当提示时，他们不知道哪一侧出现的频率更高。注意到提示-目标关系的受试者被从分析中删除。因此，在剩下的18个被试中，任何优先关注线索所预测的位置都可能是内隐过程的结果。

2.2任务表现
图2A为预测试验和非预测试验的平均反应时间(预测试验的平均RT = 469.98 ms, SEM = 11.47;非预测试验的平均RT =482.64 ms, SEM = 12.61;预测试验的平均精度= 98.40%，SEM = 0.34;非预测试验的平均准确度= 98.18%，SEM = 0.40)。预测试验的延迟时间比非预测试验短，表明在对目标的预测中，注意力被转移到线索的预测侧。图2A中的大误差条来自于受试者之间的可变性。为了评估差异的显著性，需要进行受试者内的统计比较。我们计算了被试间的差异得分，ΔRT，来衡量注意力效应。图2B显示，注意被导向线索预测的位置，因为被试之间的平均ΔRT显著大于0(平均ΔRT =12.66 ms, SEM = 2.70)。这些结果证实了我们之前的行为研究。

图2 实验1行为结果
2.3MRI结果
我们使用基于表面的分析来发现非预测试验中明显大于预测试验中的皮层活动簇。图3显示了膨胀表面的结果。在每个半球，在大致镜像对称的位置上发现了三个重要的簇(坐标见表1)。在右半球，一簇位于TPJ，主要在缘上回。第二簇主要位于楔前叶，在半球内侧，部分延伸到外侧进入背顶叶。在膨胀的脑影像中，侧面的侵犯不明显，相对位置略有扭曲。第三簇位于内侧额叶的中央扣带回。在左半球，一个簇位于顶叶内沟，主要在背侧，但部分与背侧TPJ重合。
第二簇主要在楔前叶。第三个簇位于中间的扣带回。尽管参与者没有明确意识到一个与提示相关的目标位置是被预测的，而另一个是未被预测的，但这六个大脑区域受到了这种差异的显著影响，在未预测的试验中反应更活跃。

图3 实验1影像学结果
3.实验2结果
3.1实验后问题
在实验2中，被试执行任务2时，提示刺激为黑色而不是红色。由于这种变化，黑色线索被紧随其后的黑环阵列向后掩盖，使线索在感知上不可见。许多试图操纵对刺激的意识的研究范式，通过交替试验的方法，询问被试者他们是否意识到刺激。这种方法的缺点是，它使刺激任务变得相关，明确地告诉受试者一个刺激可能存在，他们应该注意到它的存在，改变了他们对它的注意力，潜在地增加了受试者意识到它的可能性。本研究的成功依赖于确保被试在任务2中没有真正意识到提示。因此，我们选择在任务2中测试一组单独的受试者，让他们在实验结束前不知道提示刺激，这样他们就不太可能意识到它。
因此，在教学期间，受试者不被告知存在掩蔽线索。他们没有明确知道它的存在，也没有知道它能预测目标的位置。只有在完成任务后，研究对象才被问及他们是否注意到了提示。
许多范例也使用客观的措施来测试刺激的意识，例如强制选择范例。
我们也选择了不使用这种方法，部分原因是相同的，它需要告诉受试者提示，增加他们意识到提示的可能性。此外，意识的客观测量并不一定解决主观意识的问题。基于这些原因，我们依赖于受试者完成所有试验后的主观报告。
测试后，没有人报告在任何试验中看到一个黑圆圈出现在面具前。
在展示了一个明显可见线索的减速试验后，没有一个实验对象报告说他们在任何试验期间都看到过类似线索的东西。这些结果表明，使用单独程序的受试者成功地减少了线索，并可能消除了，线索的意识。
这些发现与之前使用相同的掩蔽技术来消除对刺激的知觉意识的报告一致。
3.2任务表现
图4A为非预测试验和预测试验的平均反应时间(预测试验的平均RT = 459.87 ms, SEM = 12.07;非预测试验的平均RT =460.74 ms, SEM = 12.55;预测试验的平均精度= 97.87%，SEM = 0.39;非预测试验的平均准确度= 97.84%，SEM = 0.38)。注意，在没有意识到提示的情况下，任务2的反应时间比任务1有提示的反应时间略短。差异主要在于非预测试验，即预期任务1的反应时间较长。然而，与任务2相比，任务1的延迟时间在预测试验中也出现了更长的延迟，尽管这种差异很小且不具有统计学意义。在我们之前的行为研究中，当受试者在试验中意识到一个额外的刺激时，即使他们认为这是与任务无关的，它似乎增加了处理成本，导致反应时间略长。意识的整体处理成本，作为一个额外的认知步骤，并不令人惊讶。然而，任务之间反应时间的任何细微的基线变化都不会影响关键的分析，这取决于每个任务中条件的不同。无论受试者总体反应时间是长是短，如果受试者在预测试验中比在非预测试验中反应快，那么受试者已经学会了预测控制注意力。我们计算了预测目标位置和非预测目标位置之间的反应时间差异。从图4B可以看出，task 2中的ΔRT并不显著大于0。因此，在任务2中没有证据表明注意被导向线索预测的位置(平均ΔRT = 0.86 ms, SEM = 2.81)。
我们还直接比较了任务1和任务2的注意效应(ΔRT)。注意效应在任务1中显著高于任务2(差异= 11.79ms, SEM = 3.89)。
在一个额外的选择分析,我们分析了反应-时间所有单个试验的数据从所有使用三因子方差分析对象,实验对象作为一个因素,试验条件(非预测或预测)作为第二被试间因素,和意识状态(任务1和任务2)作为第三被试之间的因素。这种分析证实了一个重要的试验条件之间的相互作用和意识状态,反映出,清醒情况下，反应时间在非预测试次中对比预测试次大大延长。
这些发现与我们之前的实验一致，在实验中，移除对线索的视觉意识显著削弱了注意力控制者对线索转移或重定向注意力的能力。

图4 实验2行为结果
3.3MRI结果
在实验2中，被试执行任务2，即使被试没有意识到提示预示了目标，甚至根本没有意识到提示已经被提出，大脑仍然处理提示以及提示和目标之间的预测关系。图5显示了在非预测试验中活动明显大于预测试验的皮层区域。在左半球发现了两个重要的簇(坐标见表2)。
其中一簇位于左角回;第二簇位于左侧内侧前额叶皮层。然而，在右半球没有发现明显的活动。与我们的假设特别相关的是，右TPJ没有显示出显著的活性。当受试者不知道提示时，在非预测试验和预测试验中，右TPJ不显著活跃。这个结果证实了我们的假设。

图5 实验2影像结果
4.讨论
先前的行为实验提供了两个相关的发现作为本研究的基础。首先，当人们意识到一个视觉提示时，他们会含蓄地使用这个提示来预测地引导他们对目标的注意。第二，在一个其他方面相似的范式中，当人们没有意识到提示时，他们不再从事同样的预测引导注意力的内隐过程。
在本研究中，研究对象在完成这两项任务的同时，用核磁共振扫描仪测量大脑活动。我们认为，任何在第一项任务中表现出活动而不是第二项任务的大脑区域，都可能参与构建这种依赖意识的预测模型，并利用它来内在地引导注意力。
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标签：预测,PNAS,提示,意识,脑区,试验,任务,受试者
来源： https://blog.csdn.net/weixin_41880581/article/details/122297487