Presentación de campo Visual central y se divide de imágenes emocionales para medir diferencias hemisféricas en atención motivado

Resumen

Este estudio comparada central versus campo visual dividido presentaciones de imágenes emocionales para evaluar diferencias en la atención motivada entre los dos hemisferios. El potencial positivo tardío (LPP) se registró uso de electroencefalografía (EEG) y potenciales evento-relacionados (ERPs) metodologías para evaluar atención motivado.

Resumen

En la literatura existen dos teorías dominantes en lateralizadas procesamiento de información emocional. Una teoría postula que las emociones desagradables son procesadas por regiones frontales derecha, mientras que las emociones agradables son procesadas por regiones frontales izquierdas. La otra teoría postula que el hemisferio derecho está más especializado para el procesamiento de información emocional general, particularmente en regiones posteriores.

Evaluación de los diferentes papeles de los hemisferios cerebrales en procesar la información emocional puede ser difícil sin el uso de metodologías de la neuroimagen, que no son accesibles o asequibles a todos los científicos. Presentación de campo visual dividido de estímulos puede permitir la investigación de lateralizadas procesamiento de información sin el uso de la tecnología de neuroimagen.

Este estudio comparada central versus campo visual dividido presentaciones de imágenes emocionales para evaluar diferencias en la atención motivada entre los dos hemisferios. El potencial positivo tardío (LPP) se registró uso de electroencefalografía (EEG) y potenciales evento-relacionados (ERPs) metodologías para evaluar atención motivado. Trabajo futuro asociará este paradigma con una tarea conductual más activa para explorar los impactos conductuales sobre las diferencias atencionales.

Introducción

Varias teorías sobre procesamiento lateralizada han sido postuladas para los dos hemisferios cerebrales. Entre estos se incluyen las teorías del procesamiento emocional. El modelo de Valencia¹ propone que el hemisferio izquierdo se especializa para las emociones agradables, mientras que el hemisferio derecho está especializado para emociones desagradables. El hemisferio derecho dominio hipótesis² propone que el hemisferio derecho está especializado para el procesamiento de toda la información emocional en comparación con el hemisferio izquierdo. Finalmente, el de Circumplejo teoría³ propone que además de asimetrías frontales para Valencia, se especializan las regiones posteriores del hemisferio derecho para procesar todas las emociones de alto despertar. Para probar estos lateralizada teorías de procesamiento, se utilizarán metodologías que pueden distinguir el procesamiento entre los dos hemisferios. Mientras que las técnicas de neuroimagen pueden proporcionar esta información, a menudo no son accesibles a la mayoría de los científicos de investigación. Además, muchos paradigmas cognitivos estándar, incluso cuando se combina con métodos de neuroimagen, no aislar la información procesada dentro de cada hemisferio. Metodologías de campo visual dividido (DVF) proporcionan una avenida para que los científicos conductuales y psicofisiológicas pruebas lateralizadas teorías de procesamiento sin el uso de técnicas de neuroimagen.

DVF metodologías están basadas en el conocimiento de que un estímulo presentado a un campo visual inicialmente es recibido y procesado por el hemisferio contralateral⁴. Metodologías DVF utilizan presentación lateralizada de estímulos a intervalos cortos para permitir que un hemisferio cerebral recibir la información antes de las otras⁵. Como tal, estímulos presentados brevemente en el campo visual derecho son procesados contralateral por el hemisferio izquierdo y el hemisferio derecho procesa estímulos presentados en el campo visual izquierdo. De esta manera, se pueden examinar las diferencias en el procesamiento inicial de la información en un solo hemisferio. Por ejemplo, está bien establecido que el hemisferio izquierdo está especializado para el procesamiento de información lingüística (para un análisis del meta ver referencia⁶). Investigación con DVF paradigmas demuestran velocidad creciente cuando se presentan las palabras en el hemisferio izquierdo (es decir, aparece en el campo visual derecho) en comparación a cuando se presentó al hemisferio derecho.

Con el fin de evaluar las diferencias de procesamiento entre los dos hemisferios, medidas con mejor resolución temporal de tiempos de reacción conductuales puede ser necesaria. Potenciales acontecimiento-relacionados (ERPs) derivados de datos humanos electroencefalografía (EEG) tienen una resolución temporal del orden de milisegundos (ms). Como tal, utilizando técnicas ERP en concierto con metodologías DVF permite una evaluación refinada de procesar las diferencias entre los dos hemisferios. Inicialmente, campo visual central (CVF) presentaciones de los estímulos pueden utilizarse para replicar los efectos establecidos de ERP. Entonces, presentaciones de DVF de los estímulos pueden utilizarse para examinar las contribuciones únicas de cada hemisferio a la propagación de estos efectos ERP. De particular interés para el actual estudio⁷, el potencial positivo tardío (LPP) se ha identificado como un componente ERP sensible a la excitación emocional de un estímulo⁸. Curiosamente, la LPP no se ha encontrado siempre diferenciar entre estímulos agradables y desagradables, sino más bien, responde estímulos igualmente a emocional con respecto a estímulos neutros. Este estudio fue diseñado para probar el proceso lateralizado de teorías de la emoción con la LPP como índice de motivación atención hacia estímulos emocionales entre los dos hemisferios.

Además, este estudio examina sistemáticamente dimensiones el Valencia y el despertar de los estímulos de la emoción a través de las manifestaciones tempranas y tardías de la LPP. Estas manipulaciones de estímulo en combinación con CVF y DVF presentaciones del estímulo son únicas a la literatura, ya que permiten examinar que la única e interactiva las influencias de valence, excitación y hemisferio del procesamiento en la propagación de la LPP . Como tal, puede estudiarse la influencia de la inmediatez de acción señalado por desagradable en comparación con los estímulos agradables, que diferencialmente deben dedicarse atención motivado y, por tanto, la LPP.

Protocolo

todos los métodos aquí descritos han sido aprobados por la Junta de revisión interna para la investigación del tema humano de la Universidad de Kansas, Lawrence, KS.

1. selección de participantes

1. uso diestros participantes para la investigación DVF. En raros casos (10%), individuos zurdos son lateralizados para procesamiento en el hemisferio derecho, que daría lugar a componentes ERP grabado del cuero cabelludo con distribuciones topográficas no típica del lenguaje.
Han
2. los participantes completan el inventario de uso de las manos de Edimburgo ⁹ determinar derecho-uso de las manos fuerte. Puntuaciones de ocho o más indican fuerte derecho-uso de las manos.

2. Estímulos

1. solicitud investigación copia del sistema internacional de la imagen afectiva (IAPS) ¹⁰ por medio del centro para el estudio de la emoción y la atención ' s web ¹¹. Seleccione los estímulos de la IAPS según las especificaciones de los pasos 2.2-2.4. El IAPS viene con un archivo de imagen para cada estímulo y un archivo de texto delimitado por tabuladores que contiene las calificaciones normalizadas de valence y despertar para cada imagen. Programa de
   1. uso una hoja de cálculo para ver las normas y hacer la selección de estímulos. Para una lista completa de los estímulos seleccionados para O ' liebre, Atchley y jóvenes (2016) consulte la tabla 1.
      Nota: Este conjunto de estímulo proporciona las normas para el Valencia clasificado y la excitación de estímulos emocionales. Las normas para los estímulos fueron creadas mediante calificaciones participante en el maniquí de autoevaluación ¹⁰. Esta escala representa una figura gráfica que abarca desde un ceñuda, infeliz figura una figura sonriente y feliz para Valencia y una figura una figura emocionada, con los ojos abiertos para despertar relajada y soñolienta. Valencia se clasifica en una escala de Likert de 9 puntos con asignando 1 al más desagradable (ceño fruncido, figura infeliz) y 9 igualando la más agradable (sonriendo, feliz figura). Excitación también es clasificada en una escala de Likert de 9 puntos con 1 igualando la menos despierta (a relajado y soñolienta figura) y 9 la más despierta (a emocionado, con los ojos abiertos figura) del mismo. Los componentes de cada imagen que evocan respuestas emocionales se encuentran en cada imagen.
2. Crear tres grupos de Valencia de imágenes con 60 imágenes en cada grupo: desagradable, agradable y neutro, mediante las normas en el manual de la IAPS ¹².
   1. Para hacer esto, ordenar las imágenes IAPS por su valoración media Valencia. Gama de estímulos desagradables en la calificación de la Valencia promedio de 1 a 3.99. Gama de estímulos neutros en la calificación de la Valencia promedio de 4 a 6.99. Gama de estímulos agradables en la calificación de la Valencia promedio de 7 a 9. Cada grupo de Valencia debe significativamente difieren entre sí en grado medio Valencia sin traslapo en sus gamas de.
   2. Confirma Valencia grupos significativamente diferencian entre sí mediante pruebas t de muestras independientes ¹³. Complejidad de la imagen a través de los grupos de imagen no es controlado como complejidad de imagen no se ha encontrado para influir en la LPP ¹⁴.
3. En tanto los estímulos desagradables y agradable Valencia, crear alta y subgrupos de excitación media de 30 imágenes cada uno.
4. Dentro de los estímulos neutros Valencia, crear subgrupos de media y baja excitación. Alta excitación subgrupos varían en grados de excitación promedio de 4.30 a 8.70 y no significativamente difieren entre sí en el grado de excitación media. Media excitación subgrupos van en rangos de excitación media de 2.40 a 7.29 y no significativamente difieren entre sí en el grado de excitación media. Las gamas de subgrupo de baja excitación en rangos de excitación media de 5,44 1.4.
5. Una vez que los estímulos han sido seleccionados, prueba de ellos (a través de pruebas t) ¹³ para los grupos de estímulos son confiablemente diferentes.
   Nota: Cada uno de la subgrupos (altos, medianos y bajos) deben significativamente difieren entre sí en la calificación media excitación, pero subgrupos de excitación dentro de un grupo de Valencia de la excitación no significativamente diferentes unos de otros en Valencia. Esto permite para el examen de Valencia 1), efectos 2) excitación efectos solamente y 3) interactivo entre Valencia y arousal.
6. Usando un programa de software de edición de imágenes, cambiar el tamaño de las imágenes de estímulo final para asegurar que se presentará en 17,06 grados vertical horizontales y 10.85 de ángulo visual en el monitor de presentación estímulo.
   1. Calcular el ángulo visual (V) utilizando la fórmula, V = 2arctan(S/2D) ¹⁵, donde S = la altura o la anchura de un objeto visual y D = la distancia desde el visor de ' estudiante de s al objeto visual. El tamaño de las imágenes del estímulo dependerá de la distancia entre el participante ' s alumnos y el monitor de la presentación de estímulos (D).
7. Crear estímulos de máscara para enmascarar al revés de los estímulos de la imagen. Máscara estímulos consisten en una matriz de barras diagonales hacia atrás (es decir, " \ ") que coincida con la dimensión espacial de las imágenes. Crear un cuadro de texto que tiene las mismas dimensiones en píxeles como los estímulos de la imagen en un programa de software de edición de imágenes. Entre barras inclinadas hacia atrás en el cuadro de texto hasta que llenan todo el espacio sin cambiar las dimensiones especificadas. Guarde este texto como una imagen para crear el estímulo máscara.
8. Para el paradigma DVF, crear las diapositivas de la presentación de la imagen para ser cargados en el software de presentación de estímulos.
   1. En un programa de software de edición de imágenes, el centro de una marca de fijación (" + ") en el centro de la imagen. Colocar su primera imagen de estímulo centrado vertical con su borde derecho 3° de ángulo visual a la izquierda de la marca de fijación.
   2. Crear un rectángulo marrón con las mismas dimensiones que la imagen del estímulo y colóquela también centrado vertical con sus borde izquierdo 3-grados de ángulo visual a la derecha de la marca de fijación. Guardar este arreglo como la presentación del campo de visión izquierdo de esta imagen estímulo.
   3. Cambiar la ubicación de la imagen del estímulo y el rectángulo marrón y guarde este arreglo como la presentación de la derecha del campo visual de esta imagen de estímulo. Hacer esto para todas las imágenes de estímulo ( figura 1).
9. Para el paradigma DVF, crear las diapositivas de presentación de máscara para cargar en el software de presentación de estímulos de la misma manera como se hizo para las diapositivas de la presentación de la imagen. Coloque la imagen de máscara en ambos lados de la marca de fijación con ambos bordes interiores 3-grados de ángulo visual de la marca de fijación ( figura 2). Guardar este arreglo como el estímulo de la máscara para el paradigma DVF.

3. Equipo experimental

1. uso plata-cloruro de plata (Ag-AgCl) activo-electrodos u otros electrodos de EEG para el registro EEG del cuero cabelludo posiciones según el internacional sistema de 10-20 ¹⁶. Un electrodo adicional de posición por encima y otro debajo del ojo derecho a los movimientos de ojo verticales registro.
2. Software de adquisición de uso EEG para adquisición de datos con una frecuencia de muestreo de 250-500 Hz, dependiendo de las especificaciones del equipo. Para una consideración detallada de EEG parámetros de adquisición ver suerte (2014) ¹⁷ _.
St
3. presenteimuli a través de un estímulo-presentación software paquete ¹⁸ en un equipo con un cristal de líquido de 24 pulgadas espejo estímulo-presentación pantalla monitor (resolución de 1.920 x 1.200) que está en un separado, blindaje eléctrico y sonido Habitación atenuada. Coloque al monitor de espejo dentro de la sala blindada, mientras que mantener la computadora fuera de la habitación experimental reduce el ruido eléctrico. Atenuación de sonido reduce la ocurrencia de potenciales auditivos evocados en los datos de EEG. El paquete de software de presentación de estímulos debe permitir a los usuarios establecer la duración de la presentación y ubicación de estímulos de la pantalla.

4. Preparar al participante

1. participantes completo consentimiento informado y por escrito antes de proporcionar sus datos.
Han
2. los participantes completar una encuesta demográfica para ofrecer sexo, edad, uso de las manos, lengua, visión e historia neurológica. Recoger el sexo y la edad para informar en la difusión del estudio final. Usar toda otra información demográfica para determinar si el participante cumple con los criterios de inclusión en el estudio: derecho (evaluados mediante el inventario de uso de las manos de Edimburgo), hablante nativa de inglés recogidos a través de autoinforme (o nativa a la lengua utilizada en las instrucciones de estudio), visión normal o corregir a normal y sin antecedentes de trauma neurológico.
3. Electrodos de EEG se aplican sobre el participante. Cualquier montaje de EEG que cubre regiones parietal occipital del cuero cabelludo es apropiado para el registro de la respuesta LPP.
Sala de sonido atenuado de
4. participantes de asiento en un oscuro, blindaje eléctrico. Use un apoya-mentón para estabilizar la cabeza y minimizar el movimiento. Posición el resto de la barbilla la distancia correcta del monitor de presentación de estímulo para mantener la variable D utilizada en los cálculos de ángulo visual. Coloque un teclado (o el cuadro de respuesta) frente al participante para la colección de respuesta a través de su mano derecha.
5. Comprobar los datos de la señal para asegurar que todas las impedancias de canal son menos de 50 kiloohms ¹⁷.
6. Participantes de instruir ver pasivamente los estímulos de la imagen sin cambiar los ojos lejos del centro de la pantalla. Mostrar una marca de fijación (" + ") en el centro de la pantalla para ayudar a los participantes a fijar ¹⁷. Instruir a los participantes que habrá una prueba de reconocimiento después de cada bloque de imágenes, así que es importante que preste atención. Cada participante sólo termina la CVF o el paradigma DVF, creando un diseño entre sujetos.
   Nota: Ambos paradigmas CVF y DVF pueden llevarse a cabo en el mismo participante para crear un diseño dentro de sujetos. Si esto se hace, contrarrestar la orden de los dos paradigmas de control para efectos de la familiaridad con los estímulos.

5. Central del campo Visual (CVF) paradigma

Nota: paradigma en la CVF, estímulos de imagen al azar presente en el centro de la pantalla. Cada ensayo consta de una fijación central de 500 ms (" + ") seguida de una presentación de 150 ms del estímulo, seguido de una mascarilla al revés que varía al azar en la duración de la presentación entre 2.000-4.000 Sra. Jittered duración de presentación para la máscara sirve para reducir las respuestas ERP anticipación al inicio de la próxima prueba ²⁰.

1. Para especificar la presentación ubicaciones las duraciones y los estímulos crean diapositivas de una presentación por separado para la fijación, las imágenes de estímulo y el estímulo de la máscara en su software de presentación de estímulos.
   1. Para la presentación de la marca de fijación, especificar la presentación del símbolo de signo (" + ") centrado tanto vertical como horizontalmente y ajuste la duración a 500 ms. esto puede hacerse a través de las propiedades de esta diapositiva.
   2. Para la presentación del estímulo, introduzca los nombres de archivo de imagen para los estímulos en un objeto matriz o lista.
   3. En la diapositiva de la presentación de la imagen, coloque un objeto de imagen centrado tanto vertical como horizontalmente y asociar este objeto a la lista de nombres de archivo de imagen para cargar los estímulos de la imagen. Establece el objeto con la imagen de matriz o lista de nombres de archivo para seleccionar al azar de la lista sin el reemplazo de los estímulos ya seleccionados. Ajuste la duración de la diapositiva de la presentación de la imagen a 150 ms.
   4. de la diapositiva de presentación de máscara, otra vez lugar un objeto image centrado tanto horizontal y verticalmente. Este objeto puede estar directamente vinculado con el archivo de imagen de máscara introduciendo el nombre del archivo en sus propiedades. Fijar la duración de la diapositiva de una presentación de máscara para variar aleatoriamente entre 2.000-4.000 ms.
2. presentar estímulos de imagen en cuatro bloques experimentales de 45 ensayos cada (180 ensayos total). Cada bloque tiene la misma cantidad de estímulos de las condiciones de Valencia/excitación. Esto puede lograrse mediante la creación de cuatro matrices separadas u objetos de la lista con los nombres de archivo de imagen, cada una con imágenes de 7-8 de cada grupo de valence-excitación (por ejemplo, en la lista 1 que puede ser 7 imágenes desagradables despertar alta y en lista 2 puede son 8 alta-que despiertan imágenes desagradables). Participantes ver pasivamente los estímulos de imagen en cada juicio.
3. Después de cada bloque, dar una prueba de reconocimiento de 10 elementos para asegurar la atención de los participantes durante la porción de visión pasiva del estudio. Mostrar seis ítems en la prueba de reconocimiento desde el bloque anterior y cuatro temas nuevos. Seleccione estos seis ítems que representaban todas las categorías de valence y excitación. Que los participantes responden mediante pulsación de la tecla con su mano derecha que indica que los estímulos que anteriormente han consultado.

6. Divide el campo Visual (DVF) paradigma

Nota: DVF el paradigma es idéntico del paradigma de la CVF, entre ellos el tamaño de los estímulos de la imagen, excepto cada estímulo de la imagen lateralmente, a la izquierda o derecha de la marca de fijación utilizando el diapositivas de presentación de la imagen creadas en el paso 2.7 (ver figura 3) ⁴.

1. Presente cada imagen una vez en el campo visual izquierdo y una vez en el campo visual derecho. Presentar todos los estímulos en un orden totalmente aleatorio.
2. Como cada estímulo se presenta dos veces, el doble (8) de bloques experimentales y pruebas de reconocimiento para un total de 360 ensayos.
3. Par cada estímulo de la imagen con la presentación simultánea de un sólido rectángulo marrón idéntica en dimensiones de estímulo en el lado opuesto de la fijación. Esto se hace para reducir Movimientos sacádicos reflexivas al estímulo. Además, la duración de la presentación de 150 ms es más corta que la mayoría sacada latencias ²¹, lo que significa si el participante cambia sus ojos ante el estímulo, será enmascarado antes de que el participante puede fijar en ella ²².
4. presente cada estímulo y 3 ° de ángulo visual de la fijación del borde el rectángulo marrón emparejado con su interior. Esto se hace para asegurar que los estímulos caen completamente dentro de las regiones de la retina que es procesada por un único hemisferio ⁴.
5. Hacia atrás de la máscara el estímulo y el rectángulo marrón utilizando los mismos criterios y procedimiento de como se hizo en el CVF paradigma ²⁰.

7. Análisis de datos

1. retire a cualquier participante que menos del 50% (probabilidad) en la prueba de reconocimiento de los datos, como no se puede asegurar que él o ella estaba prestando atención a los estímulos.
2. Preprocesar y analizar datos de EEG mediante un EEG software paquete ²³. Filtrar datos fuera de línea con un continuo paso de banda de Hz 0,01-30, marcan datos 200 μv dentro de una ventana de tiempo de 100 ms que fluctúa como artefactos de abrir y cerrar de ojo malo, correcto con una plantilla promedio generada por cada persona participante, eliminar manualmente cambios de ojo horizontal partir de los datos después de la inspección visual y datos rereference con la comMon media rereference ^{24 , 25}.
3. Calcular las épocas de 1.000 ms después del inicio de los estímulos según un previo estímulo basal de 200 ms ²⁶.
4. Uso de inspección visual de las formas de onda y la literatura ERP para determinar la topografía de la LPP ²⁷. En este estudio, la LPP centrado en canal CPz. En este caso, media canales CPz, Pz, Cz, CP1 y CP2 juntos para crear una representación de la LPP.
Datos de
5. en el DVF, realizar un análisis de lateralidad comparando la amplitud de la LPP en canales parietal occipital izquierdos y derecha occipital parietal para asegurar que las presentaciones de DVF no cambiar la topografía típica de la componente de la LPP. Realizar pruebas de t de muestras emparejadas entre pares de canales CP1 y CP2, CP3 y CP4, C1 y C2, C3 y C4, P1 y P2 y P3 y P4 respectivamente para asegurar que no significativamente difieren unos de otros en promedio amplitud.
6. Como la LPP es un componente largo, sostenido, extracto de dos épocas diferentes de la LPP: (400-700 ms después del estímulo inicio temprano) y (700-1.000 ms después del estímulo inicio tardío).
7. Analizar los datos de CVF LPP vía 3 (Valencia: desagradable, agradable y neutro) por 2 (época: temprana y tardía) dentro de los grupos de análisis de varianza (ANOVA) para asegurarse de que el efecto típico de la LPP de estímulos emocionales generando más respuestas LPP que estímulos neutros está presente. Este análisis se realiza para afirmar que los estímulos se procesan normalmente.
8. Para examinar los efectos interactivos de valence y excitación en el LPP realización un 2 (Valencia: agradable y desagradable) por 2 (excitación: alta y baja) por 2 (época: temprana y tardía) ANOVA dentro de grupos de datos de CVF LPP.
9. Para examinar los efectos del hemisferio de la presentación, realizar el ANOVA especificado en la sección 7.8 con el factor adicional de hemisferio: izquierda y derecha de los datos de DVF LPP.

Resultados

Para replicar investigaciones anteriores en el LPP, ambas respuestas LPP a imágenes desagradables y agradables deben ser mayores que las respuestas de la LPP a imágenes neutras. Esto es confirmado por el análisis de la CVF, que encuentra desagradable a la LPP en la temprana época sea significativamente mayor (M = 1.90 μv) y agradable (M = 1.71 μv) imágenes frente a imágenes neutras (M = 0.72 μv), pero desagradable y agradable imágenes no se encuentran ...

Discusión

En este estudio, las manipulaciones de la Valencia del estímulo y excitación fueron utilizadas con el paradigma DVF para probar las teorías de procesamiento lateralizada de emoción cuando se aplican a la red de atención motivado. Sin embargo, pueden utilizarse metodologías DVF para explorar cualquier lateralizada procesamiento de la información visual. Lo que es crítico cuando se usa paradigmas DVF es el control de la presentación de estímulos para asegurar que la información es aislada a un hemisferio para pr...

Materiales

Name	Company	Catalog Number	Comments
64-channel Ag-AgCl active electrodes	Cortech Solutions	DA-AT-ESP32102064A/DA-AT-ESP32102064B	EEG electrodes for data collection
ActiveTwo Base System	Cortech Solutions	DA-AT-BCBS	Digitizes and ampliphies EEG data at 500 Hz
E-Prime Professional 2.0	Psychology Software Tools	NA	Stimulus presentation software, available at https://www.pstnet.com/eprime.cfm
CURRY 7.0	Compumedics Neuroscan	NA	EEG/ERP data processing and analysis, available at http://compumedicsneuroscan.com/products/by-name/curry/