We would like to thank Jyoti Mishra for useful discussions regarding the paradigm. This research was supported by NIH grants R33DA026109 and R21MH096329 to MSC.

NOTA: Este protocolo de estudio fue desarrollado de acuerdo con las directrices éticas aprobadas por la junta de revisión de investigación en la Universidad de California Los Ángeles. 1. Preparación del Auditorio y estímulos visuales <ol><li> El uso de software en el que las imágenes visuales se pueden generar, crear dos rejillas sinusoidales escala gris, aproximadamente 5.7 pulgadas de diámetro y de cualquier frecuencia (por ejemplo, 1,36 ciclos / grado de ángulo visual). Las imágenes tendrán una duración en pantalla de 100 ms. <ol><li> Incline una de las rejillas sobre 10 grados visuales a la derecha de la mediana, y la inclinación de la otra rejilla de la misma cantidad a la izquierda de la rejilla. </li><li> Asegúrese de que el grado de la inclinación es suficiente para permitir a los participantes a distinguir una inclinación a la izquierda desde una inclinación correcta sin depender de adivinar. </li></ol></li><li> El uso de software en la que los tonos auditivos se pueden generar, crear dos tonos puros de 100 mseg de duración. <ol><li> Make uno de los tonos de un tono más alto y el otro de un tono más bajo. Por ejemplo, un terreno de juego puede ser 750 Hz y el otro 900 Hz. </li><li> En cuanto a los estímulos visuales, asegúrese de que los tonos son suficientemente distintos de tal manera que los participantes puedan distinguir entre ellos sin depender de adivinar. </li></ol></li></ol> 2. Programación de Estímulo Presentación <ol><li> El uso de software de presentación, crear el código de computadora que controlará la presentación de los estímulos auditivos y visuales durante el experimento. <ol><li> Primero seleccione el número de estímulos que se presentará. Presentar al menos 150 de cada uno de estímulos visuales y auditivos por condición experimental, para garantizar que hay suficientes repeticiones para una respuesta neurofisiológica fiable. </li><li> Presentar los estímulos visuales en el centro sobre un fondo gris, con el participante sentado a una distancia cómoda para la vista. Presentar los estímulos auditivos a través de altavoces colocados a ambos lados de la screen. Nota: Para los estímulos visuales se recomienda un fondo gris, con valores RGB en el punto medio (128 128 128) entre el blanco puro (255 255 255) y el negro puro (0,0,0), con el blanco y negro que se utiliza en la generación de la sinusoide estímulos. Esto asegura que el brillo medio de los antecedentes y de estímulo son comparables, y el contraste es constante entre cualquier punto en el estímulo y el fondo. </li><li> Para cada uno de los estímulos auditivos y visuales, de forma independiente, seleccione el calendario de los estímulos. Nota: Esto evita que los participantes de la anticipación estímulos basados ​​en relaciones temporales entre las dos corrientes. </li><li> Utilice un intervalo entre estímulos (ISI) de aproximadamente 1 segundo entre presentaciones secuenciales de los estímulos de la misma modalidad. Más lento Isis hará la tarea más exigente en la vigilancia, más rápido Isis puede hacer imposible para que los participantes hacen sus respuestas en el tiempo. </li><li> Variar la ISI precisa al azar dentro de un rango, tal como 0,7 a 2 seg, ahacer que los estímulos impredecibles a los participantes, la prevención de las respuestas neuronales asociados con la anticipación. </li><li> Debido a que las interacciones cruzadas modales pueden surgir de forma simultánea o casi simultáneamente presentado estímulos 21,22, mantenga el ISI entre los estímulos de dos corrientes diferentes a no menos de 300 ms. </li></ol></li><li> Asegúrese de que los estímulos auditivos y visuales parecen ocurrir intercalados a los participantes, pero nunca co-ocurrentes. </li><li> Pasado, dividir a los estímulos en segmentos de veinticinco. Estos segmentos serán precedidos por una de las tres instrucciones de tareas seleccionados al azar, que se describen en la siguiente sección. </li></ol> 3. Grupo de Instrucción <ol><li> Orientar al participante a la tarea antes de recoger medidas neurofisiológicas de la actividad cerebral. <ol><li> Instruya a los participantes a asistir y responder a los tonos auditivos y de ignorar los estímulos visuales cuando la instrucción es &quot;Escuchar&quot;. Presentar esta instrucción both través de audio y medios visuales. </li><li> Asigne dos botones para que los participantes hacen de las respuestas a cada tono. Por ejemplo, &quot;pulse la flecha hacia la izquierda si el tono es alto, y la flecha hacia la derecha si el tono es bajo&quot; cuando la instrucción es &quot;Escuchar&quot;. </li><li> Del mismo modo, instruir a los participantes a asistir y responder a las rejillas visuales e ignorar los estímulos auditivos cuando la instrucción es &quot;Mira&quot;. </li><li> Asigne dos botones para que los participantes dar respuestas a las rejillas visuales. Por ejemplo, &quot;pulse la flecha hacia la izquierda si la rejilla está inclinada hacia la izquierda, y la flecha derecha si la rejilla está inclinada hacia la izquierda&quot;. <ol><li> Utilice los mismos dos botones para los estímulos visuales como por estímulos auditivos para mejorar la interferencia entre las modalidades y, por tanto, la necesidad de emplear mecanismos de control de la atención. </li></ol></li><li> Por último, instruir a los participantes a hacer ninguna respuesta cuando la instrucción es &quot;pasiva&quot;, pero asegúrese de quelos participantes a mantener sus ojos abiertos y se centró en la pantalla. </li></ol></li><li> A lo largo de la sesión de trabajo, alternar las instrucciones para &quot;escuchar&quot; y &quot;Look&quot; entre los segmentos para cambiar una modalidad asistido previamente a ser irrelevante, por lo que es un distractor potente. </li><li> Recuerde a los participantes a mantener sus ojos fijos en el centro de la pantalla, o un pequeño punto o punto de mira presentado en la ubicación del estímulo visual, y para mantener los ojos abiertos durante todo el experimento. </li><li> Construir entre ocho y diez segundos pausas entre segmentos para mitigar los efectos de la fatiga, permiten a los participantes para descansar sus ojos, así como más largos 1-2 min descansos cada 6-8 min. </li><li> Por último, proporcionará a cada participante con amplia práctica para asegurarse de que están realizando la tarea correctamente. Puede ser beneficioso, especialmente para los participantes que tienen dificultades de atención, para practicar lo visual y las tareas auditivas con la corriente asistido presentada en isolation, sin la presentación concurrente de la corriente de distractor. </li></ol> 4. neurofisiológica de recopilación de datos <ol><li> Una vez que los participantes se familiaricen con la tarea, comenzar la recopilación de respuestas neurofisiológicas a señales asistido e ignorados durante el IMAT. </li><li> Preparar la electroencefalografía (EEG) gorra y equipo de grabación de acuerdo con las instrucciones del fabricante, y de acuerdo con los estándares actuales de metodología y publicación para la investigación EEG 26,27. Nota: los parámetros de grabación EEG importantes para grabar EEG durante el IMAT, que puede ser especificado por el usuario, incluye: (a) la tasa de 128-1,024 Hz muestreo, para capturar la baja frecuencia de las señales de ERP; (B) la corriente alterna (AC) de grabación para minimizar la deriva lenta; (C) net con el muestreo de todo el cuero cabelludo y con al mínimo de 64 sensores, si los análisis de imágenes fuente son a realizar. </li><li> Aplicar la tapa para el cuero cabelludo del participante y verificar la impedancia de la señal yla calidad en cada uno de los sensores. Preste especial atención a garantizar que las impedancias de los electrodos de registro son uniformes y dentro del rango recomendado por el fabricante. Nota: En este momento, también se suman los de medición fisiológica adicionales si quisiera recoger señales fisiológicas no neurales tales como la respiración o el pulso. </li><li> Sincronizar las grabaciones neurofisiológicos con el software de presentación del estímulo y el software de grabación neurofisiológica de acuerdo a las instrucciones del fabricante. </li><li> Grabar las señales neurofisiológicas mientras que el participante realiza la tarea, asegurando que el software de grabación tiene un registro preciso de la temporización de cada estímulo y la respuesta para su posterior análisis. </li></ol> 5. Análisis de los datos fuera de línea <ol><li> Preparar los datos neurofisiológicos para el análisis estadístico utilizando el software de análisis. </li><li> En primer lugar, eliminar los componentes de señal no neurales que contribuirán a la variabilidad neurophygrabaciones siological de respuestas cerebrales. <ol><li> Utilice un filtro de paso alto de 0,1-1 Hz, para eliminar derivas lentas, tales como las causadas por cambios en la impedancia de los sensores. </li><li> Use un filtro de paso bajo de 30 a 50 Hz para eliminar los componentes de alta frecuencia introducidas por el ruido eléctrico. </li><li> Identificar sensores que muestran datos poco fiables, y excluir a estos o interpolar las señales. </li><li> Identificar y eliminar grandes componentes de ruido poco frecuentes como artefacto muscular de la contracción de la mandíbula o movimientos de la frente, y las contribuciones sistemáticas, no neuronales, tales como los movimientos oculares. Nota: los algoritmos típicos para eliminar los componentes no neurales incluyen análisis independiente componentes y la regresión, así como algoritmos iterativos basados ​​en criterios de selección explícitas (por ejemplo, cambios de voltaje que excedan de un umbral). Siga las pautas de software de análisis disponibles, y procederá de conformidad con las normas vigentes para la investigación EEG 26,27. </li></ol></li><li&gt; Una vez que se han eliminado los componentes principales no neurales de los datos neurofisiológicos, re-referencia de los datos en cada electrodo restando de cada sensor de la media en todos los otros sensores o la media en todos los canales izquierdo y derecho mastoideas. Nota: Este paso re-expresa los efectos en cada sensor con respecto a una referencia neutral que se asume para contener señales neuronales cero. Nota: sparser montajes de electrodos pueden no tener un muestreo suficiente para cumplir con los supuestos de esta técnica 26,27. En este último caso, la media de la mastoides izquierda y derecha puede proporcionar una referencia más precisa. </li><li> Épocas temporales extracto siguiente de aproximadamente 1 seg rodea cada auditivo y visual muestran cada evento. Incluyen 100 mseg anteriores al inicio del estímulo para servir como un intervalo de línea de base y por lo menos 600 ms tras el inicio del estímulo. </li><li> La media de los datos de todas las épocas que caen en la misma condición - que asistieron, ignorado, y por pasiva percepción de estímulos y# 8212; para calcular la media potencial evocado respuesta o &quot;ERP&quot;. Restar la media de los datos en la línea de base pre-estímulo para re-expresar las amplitudes de ERP como cambios relativos a la señal de pre-estímulo. </li><li> Para identificar el curso de tiempo de los procesos que asisten a, comparar la amplitud y el tiempo, así como la distribución espacial de la respuesta ERP después de estímulos asistido, contra los que durante la condición pasiva. </li><li> Para identificar el curso de tiempo de ignorar, comparar la amplitud y el tiempo, así como la distribución espacial de la respuesta ERP después de estímulos ignorados, en contra de aquellos durante la condición pasiva. </li></ol>

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	<li>Desimone, R., Duncan, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Neural+Mechanisms+of+Selective+Visual-Attention.">Neural Mechanisms of Selective Visual-Attention.</a> Annu. Rev. Neurosci. 18, 193-222 (1995).</li><li>Hillyard, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Electrophysiology+of+Human+Selective+Attention.">Electrophysiology of Human Selective Attention.</a> Trends Neurosci. 8, 400-405 (1985).</li><li>Kastner, S., Ungerleider, L. G. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=The+neural+basis+of+biased+competition+in+human+visual+cortex.">The neural basis of biased competition in human visual cortex.</a> Neuropsychologia. 39, 1263-1276 (2001).</li><li>Mangun, G. 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J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Guidelines+for+using+human+event-related+potentials+to+study+cognition:+Recroding+standards+and+publication+criteria.">Guidelines for using human event-related potentials to study cognition: Recroding standards and publication criteria.</a> Psychophysiology. 37 (2), 127-152 (2000).</li><li>Keil, A., Debener, S., Gratton, G., Junghofer, M., Kappenman, E. S., Luck, S. J., Luu, P., Miller, G. A., Yee, C. M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Committee+Report:+Publication+guidelines+and+recommendations+for+studies+using+electroencephalography+and+magnetoencephalography.">Committee Report: Publication guidelines and recommendations for studies using electroencephalography and magnetoencephalography.</a> Psychophysiology. 51 (1), 1-21 (2014).</li></ol>

The authors have nothing to disclose.

Los procesos relacionados con la asistencia y al ignorar en control de la atención pueden implicar diferentes vías neurales y cursos de tiempo. Por lo tanto, es de valor para medir estos procesos por separado. El IMAT es una herramienta, por el cual uno puede captar señales neurofisiológicas de asistir e ignorando por separado, pero al mismo tiempo, en la atención sostenida. Los pasos críticos incluyen la medición de las respuestas neurofisiológicas sensoriales cuando el participante asiste, ignorando o percibir...

Atención guías de control de comportamiento dirigiendo nuestros recursos neurales y cognitivos hacia seleccione señales de entrada, mientras que la restricción del acceso a otras señales, basado en un objetivo de comportamiento dado 1. Por ejemplo, al leer un libro, las señales visuales que corresponden al libro son las señales de destino para ser mejorados, mientras que otras señales sensoriales - tales como la televisión en la habitación de al lado - son señales distractor a atenuarse. Grabaciones en ambos primates humanos y no humanos 1.4, indican que las respuestas neuronales en las cortezas sensoriales se han mejorado para los objetivos que asisten en relación con distractores ignorados durante la atención selectiva, lo que indica que la fuerza de los estímulos sensoriales en el cerebro se modula en función de si se clasifican como objetivos o distractores 5-7. Nos referimos a esta diferencia en la intensidad de la señal cuando asisten frente a ignorar que el efecto de modulación atención. De mayor interés esla cuestión de si y cómo los procesos neurales de asistir a contribuir al control de la atención y de sus deficiencias, por separado de los procesos neuronales de ignorar. Es cada vez más claro que la capacidad de ignorar las distracciones puede verse afectada independientemente de nuestra capacidad de asistir a los objetivos. Por ejemplo, distractor de supresión puede verse afectada con el aumento de la carga de trabajo 8, envejecimiento cognitivo 9 y la privación del sueño 10, sin una reducción en el realce de destino. No se sabe actualmente si un decremento en el realce objetivo también puede existir sin un déficit en la supresión distractor. Tal vez lo más importante, no se resuelve si los déficits de cualquiera de asistir o ignorar, pero no ambos, puede dilucidar condiciones neuropsiquiátricas en el que se altera el control de la atención. Como tal, es valioso para comprender mejor si asistir e ignorando surgen de las vías corticales separables, si, y en qué se diferencian en la dinámica neural. Mediante la medición de asistir yignorando procesos por separado, tales cuestiones se pueden abordar. A continuación se describe la metodología para medir las señales neurofisiológicas de asistir e ignorando por separado, pero al mismo tiempo, en la atención sostenida. Este enfoque se basa en el efecto de modulación atención: la diferencia en la amplitud de la respuesta sensorial de los nervios cuando el individuo asiste frente ignorando a los estímulos en esa corriente sensorial. El efecto de modulación de la atención es una poderosa herramienta para la detección de la atención de modulación sobre las señales sensoriales, pero se opone a la capacidad de evaluar la dinámica separadas de asistir e ignorando procesos. Es decir, una diferencia en las respuestas sensoriales de los nervios cuando asisten frente ignorando pudiera surgir debido a que el proceso de la atención mejora las señales de destino sensoriales, o porque ignorando atenúa señales distractores sensoriales, o ambos. Para probar entre estas alternativas, se requiere el uso de una condición de control adicional en el que uno cuantifica la strength de entradas sensoriales en su línea de base natural cuando son ni asistieron ni ignorar. Esto es similar a caminar por una calle muy transitada llena de coches, pero tampoco viendo activamente (por ejemplo, para un taxi) ni ignorar activamente (por ejemplo, los coches no de taxis y autobuses) de los coches que pasaban. Mediante la evaluación de las señales sensoriales que son atendidos o ignorados, en relación a una condición pasiva de referencia, la magnitud y oportunidad de asistir e ignorando procesos se puede cuantificar por separado. Usos efectivos de dicho control pasivo en la medición que asisten y haciendo caso omiso de los procesos se ha informado anteriormente en los estudios de la atención anticipatoria 13.11 y las interacciones memoria de atención 9,10,14-17. Aquí se describe el uso de este enfoque en el contexto de la atención sostenida, en un no-cued, continua, intermodal (es decir, auditivo-visual) tarea de atención (IMAT) 18. En otras palabras, este método es apropiado para el estudio de Rath en cursoer que los procesos de control de preparación, lo que permite el seguimiento de estos procesos a través del tiempo. Este método también cuantifica los procesos de control que modulan las respuestas sensoriales a través de diferentes modalidades sensoriales (es decir, auditivas en comparación visual), centrándose así en procesos que no están especializados para dentro de un dominio sensorial o contenido. A diferencia de la resonancia magnética funcional anterior estudia 15,19,20, este método pistas asistir e ignorando procesos utilizando señales neurofisiológicas resueltos temporal (electroencefalografía, EEG), proporcionando así una resolución de milisegundos en los perfiles temporales de asistir e ignorando procesos. Nuestros resultados representativos demuestran el uso de la técnica en la identificación de evidencia directa de fuentes separables corticales y dinámica temporal de los procesos neuronales de asistir e ignorando y contribuciones únicas al efecto de modulación atención.

<table border="0" cellpadding="0" cellspacing="0">
	<tbody>
		<tr>
			<td>NetStation Software</td>
			<td>Electrical Geodesic, Inc.</td>
			<td>version 4.5.1</td>
			<td>Alternate recording software may be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Matlab Software</td>
			<td>The MathWorks, Inc.</td>
			<td>7.10.0 (R2010a)</td>
			<td>Alternate analysis and presentation software may be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>PsychToolbox Software</td>
			<td>http://psychtoolbox.org/</td>
			<td>v3.0.8 (2010-03-06)</td>
			<td>Open-source software. Alternate stimulus presentation software may be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Netstation Amplifier</td>
			<td>Electrical Geodesic, Inc.</td>
			<td>300</td>
			<td>Alternate amplifier may be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>EEG Net</td>
			<td>Electrical Geodesic, Inc.</td>
			<td>HCGSN130</td>
			<td>Alternate EEG cap may be used.</td>
		</tr>
		<tr>
			<td>Saline-Based Electrolyte (Potassium Chloride)</td>
			<td>Electrical Geodesic, Inc.</td>
			<td>n/a</td>
			<td>Electrolyte used in soaking of net for this high-impedance EEG system. Alternate electrolyte mediate can be used.</td>
		</tr>
	</tbody>
</table>

measurement of neurophysiological signals of ignoring and attending processes in attention control

Attention control is the ability to selectively attend to some sensory signals while ignoring others. This ability is thought to involve two processes: enhancement of sensory signals that are to be attended and the attenuation of sensory signals that are to be ignored. The overall strength of attentional modulation is often measured by comparing the amplitude of a sensory neural response to an external input when attended versus when ignored. This method is robust for detecting attentional modulation, but precludes the ability to assess the separate dynamics of attending and ignoring processes. Here, we describe methodology to measure independently the neurophysiological signals of attending and ignoring using the intermodal attention task (IMAT). This task, when combined with electroencephalography, isolates neurophysiological sensory responses in auditory and visual modalities, when either attending or ignoring, with respect to a passive control. As a result, independent dynamics of attending and of a ignoring can be assessed in either modality. Our results using this task indicate that the timing and cortical sources of attending and ignoring effects differ, as do their contributions to the attention modulation effect, pointing to unique neural trajectories and demonstrating sample utility of measuring them separately.

El protocolo IMAT ha sido utilizado anteriormente para identificar las contribuciones únicas de asistir e ignorando procesos a la velocidad de respuesta en la atención sostenida 18. En ese estudio, hemos probado 35 individuos sanos diestros (22 mujeres, edad: X = 21.0, σ = 5,4), reclutados a través de la muestra de sujetos departamento de Psicología de la Universidad de California en Los Ángeles. Todos los participantes por escrito el consentimiento informado antes de participar en el estudio. Los resul...

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Measurement of Neurophysiological Signals of Ignoring and Attending Processes in Attention Control

Attention control comprises enhancement of target signals and attenuation of distractor signals. We describe an approach to measure separately but concurrently, the neurophysiology of attending and ignoring in sustained intermodal attention, utilizing a passive control condition during which neither process is continuously engaged.

Medición de señales neurofisiológicas de ignorar y Asistir Procesos en Control de Atención

Attention control is the ability to selectively attend to some sensory signals while ignoring others. This ability is thought to involve two processes: ...

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Research

JoVE Journal

Behavior

9.0K vistas.  University of California Los Angeles. Attention control comprises enhancement of target signals and attenuation of distractor signals. We describe an approach to measure separately but concurrently, the neurophysiology of attending and ignoring in sustained intermodal attention, utilizing a passive control condition during which neither process is continuously engaged. 

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Methods to Explore the Influence of Top-down Visual Processes on Motor Behavior

Kinesthetic awareness is important to successfully navigate the environment. When we interact with our daily surroundings, some aspects of movement are deliberately planned, while others spontaneously occur below conscious awareness. The deliberate component of this dichotomy has been studied extensively in several contexts, while the spontaneous component remains largely under-explored. Moreover, how perceptual processes modulate these movement classes is still unclear. In particular, a currently debated issue is whether the visuomotor system is governed by the spatial percept produced by a visual illusion or whether it is not affected by the illusion and is governed instead by the veridical percept. Bistable percepts such as 3D depth inversion illusions (DIIs) provide an excellent context to study such interactions and balance, particularly when used in combination with reach-to-grasp movements. In this study, a methodology is developed that uses a DII to clarify the role of top-down processes on motor action, particularly exploring how reaches toward a target on a DII are affected in both deliberate and spontaneous movement domains.

It is unclear how top-down signals from the ventral visual stream affect movement. We developed a paradigm to test motor behavior towards a target on a 3D depth inversion illusion. Significant differences are reported in both deliberate, goal-directed movements and automatic actions under illusory and veridical viewing conditions.

Los métodos para explorar la influencia de arriba hacia abajo Procesos Visuales en Comportamiento Motor

Kinesthetic awareness is important to successfully navigate the environment. When we interact with our daily surroundings, some aspects of movement are ...

Investigación

Comportamiento

The 5-Choice Serial Reaction Time Task: A Task of Attention and Impulse Control for Rodents

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. Test day challenges, modifications to the standard task, can be used to systematically tax the neural systems controlling either attention or impulse control. Importantly, these challenges have consistent effects on behavior across laboratories in intact animals and can reveal either enhancements or deficits in cognitive function that are not apparent when rats are only tested on the standard task. The variety of behavioral measures that are collected can be used to determine if other factors (i.e., sedation, motivation deficits, locomotor impairments) are contributing to changes in performance. The versatility of the 5CSRTT is further enhanced because it is amenable to combination with pharmacological, molecular, and genetic techniques.

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. Test day challenges, which are modifications of the standard task, increase flexibility of the task and can be combined with other manipulations to more fully characterize behavior.

El 5-Choice Reacción Serial Tiempo de tareas: una tarea de atención y control de los impulsos para Roedores

This protocol describes the 5-choice serial reaction time task, which is an operant based task used to study attention and impulse control in rodents. ...

Methods to Test Visual Attention Online

Online data collection methods have particular appeal to behavioral scientists because they offer the promise of much larger and much more representative data samples than can typically be collected on college campuses. However, before such methods can be widely adopted, a number of technological challenges must be overcome &#8211; in particular in experiments where tight control over stimulus properties is necessary. Here we present methods for collecting performance data on two tests of visual attention. Both tests require control over the visual angle of the stimuli (which in turn requires knowledge of the viewing distance, monitor size, screen resolution, etc.) and the timing of the stimuli (as the tests involve either briefly flashed stimuli or stimuli that move at specific rates). Data collected on these tests from over 1,700 online participants were consistent with data collected in laboratory-based versions of the exact same tests. These results suggest that with proper care, timing/stimulus size dependent tasks can be deployed in web-based settings.

To replicate laboratory settings, online data collection methods for visual tasks require tight control over stimulus presentation. We outline methods for the use of a web application to collect performance data on two tests of visual attention.

Métodos para probar Visual Atención Online

Online data collection methods have particular appeal to behavioral scientists because they offer the promise of much larger and much more representative ...

Assessing the Multiple Dimensions of Engagement to Characterize Learning: A Neurophysiological Perspective

In a recent theoretical synthesis on the concept of engagement, Fredricks, Blumenfeld and Paris1 defined engagement by its multiple dimensions: behavioral, emotional and cognitive. They observed that individual types of engagement had not been studied in conjunction, and little information was available about interactions or synergy between the dimensions; consequently, more studies would contribute to creating finely tuned teaching interventions. Benefiting from the recent technological advances in neurosciences, this paper presents a recently developed methodology to gather and synchronize data on multidimensional engagement during learning tasks. The technique involves the collection of (a) electroencephalography, (b) electrodermal, (c) eye-tracking, and (d) facial emotion recognition data on four different computers. This led to synchronization issues for data collected from multiple sources. Post synchronization in specialized integration software gives researchers a better understanding of the dynamics between the multiple dimensions of engagement. For curriculum developers, these data could provide informed guidelines for achieving better instruction/learning efficiency. This technique also opens up possibilities in the field of brain-computer interactions, where adaptive learning or assessment environments could be developed.

This paper aims to describe the techniques involved in the collection and synchronization of the multiple dimensions (behavioral, affective and cognitive) of learners&#8217; engagement during a task.

La evaluación de las múltiples dimensiones de compromiso para caracterizar aprendizaje: una perspectiva neurofisiológica

In a recent theoretical synthesis on the concept of engagement, Fredricks, Blumenfeld and Paris1 defined engagement by its multiple dimensions: ...

Force and Position Control in Humans - The Role of Augmented Feedback

During motor behaviour, humans interact with the environment by for example manipulating objects and this is only possible because sensory feedback is constantly integrated into the central nervous system and these sensory inputs need to be weighted in order meet the task specific goals. Additional feedback presented as augmented feedback was shown to have an impact on motor control and motor learning. A number of studies investigated whether force or position feedback has an influence on motor control and neural activation. However, as in the previous studies the presentation of the force and position feedback was always identical, a recent study assessed whether not only the content but also the interpretation of the feedback has an influence on the time to fatigue of a sustained submaximal contraction and the (inhibitory) activity of the primary motor cortex using subthreshold transcranial magnetic stimulation. This paper describes one possible way to investigate the influence of the interpretation of feedback on motor behaviour by investigating the time to fatigue of submaximal sustained contractions together with the neuromuscular adaptations that can be investigated using surface EMG. Furthermore, the current protocol also describes how motor cortical (inhibitory) activity can be investigated using subthreshold TMS, a method known to act solely on the cortical level. The results show that when participants interpret the feedback as position feedback, they display a significantly shorter time to fatigue of a submaximal sustained contraction. Furthermore, subjects also displayed an increased inhibitory activity of the primary cortex when they believed to receive position feedback compared when they believed to receive force feedback. Accordingly, the results show that interpretation of feedback results in differences on a behavioural level (time to fatigue) that is also reflected in interpretation-specific differences in the amount of inhibitory M1 activity.

Controlling an identical movement with position or force feedback results in different neural activation and motor behavior. This protocol describes how to investigate behavioral changes by looking at neuromuscular fatigue and how to evaluate motor cortical (inhibitory) activity using subthreshold TMS with respect to the interpretation of augmented feedback.

Control de la fuerza y ​​de posición en los seres humanos - El papel de Evaluación Aumentada

During motor behaviour, humans interact with the environment by for example manipulating objects and this is only possible because sensory feedback is ...

Combined Invasive Subcortical and Non-invasive Surface Neurophysiological Recordings for the Assessment of Cognitive and Emotional Functions in Humans

In spite of the success in applying non-invasive electroencephalography (EEG), magneto-encephalography (MEG) and functional magnetic resonance imaging (fMRI) for extracting crucial information about the mechanism of the human brain, such methods remain insufficient to provide information about physiological processes reflecting cognitive and emotional functions at the subcortical level. In this respect, modern invasive clinical approaches in humans, such as deep brain stimulation (DBS), offer a tremendous possibility to record subcortical brain activity, namely local field potentials (LFPs) representing coherent activity of neural assemblies from localized basal ganglia or thalamic regions. Notwithstanding the fact that invasive approaches in humans are applied only after medical indication and thus recorded data correspond to altered brain circuits, valuable insight can be gained regarding the presence of intact brain functions in relation to brain oscillatory activity and the pathophysiology of disorders in response to experimental cognitive paradigms. In this direction, a growing number of DBS studies in patients with Parkinson&#39;s disease (PD) target not only motor functions but also higher level processes such as emotions, decision-making, attention, memory and sensory perception. Recent clinical trials also emphasize the role of DBS as an alternative treatment in neuropsychiatric disorders ranging from obsessive compulsive disorder (OCD) to chronic disorders of consciousness (DOC). Consequently, we focus on the use of combined invasive (LFP) and non-invasive (EEG) human brain recordings in assessing the role of cortical-subcortical structures in cognitive and emotional processing trough experimental paradigms (e.g. speech stimuli with emotional connotation or paradigms of cognitive control such as the Flanker task), for patients undergoing DBS treatment.

The present protocol aims at assessing cognitive-emotional functions in the basal ganglia by simultaneous neurophysiological recording of local field potentials and non-invasive brain cortical activity (EEG). The procedure is exemplified by the use of paradigms involving speech stimuli with emotional connotation or the Flanker task involving cognitive control.

Funciones combinadas invasiva subcorticales y no invasiva de la superficie neurofisiológica grabaciones para la Evaluación de cognitivo y emocional en seres humanos

In spite of the success in applying non-invasive electroencephalography (EEG), magneto-encephalography (MEG) and functional magnetic resonance imaging ...

Investigating Motor Skill Learning Processes with a Robotic Manipulandum

Skilled reaching tasks are commonly used in studies of motor skill learning and motor function under healthy and pathological conditions, but can be time-intensive and ambiguous to quantify beyond simple success rates. Here, we describe the training procedure for reach-and-pull tasks with ETH Pattus, a robotic platform for automated forelimb reaching training that records pulling and hand rotation movements in rats. Kinematic quantification of the performed pulling attempts reveals the presence of distinct temporal profiles of movement parameters such as pulling velocity, spatial variability of the pulling trajectory, deviation from midline, as well as pulling success. We show how minor adjustments in the training paradigm result in alterations in these parameters, revealing their relation to task difficulty, general motor function or skilled task execution. Combined with electrophysiological, pharmacological and optogenetic techniques, this paradigm can be used to explore the mechanisms underlying motor learning and memory formation, as well as loss and recovery of function (e.g. after stroke).

A paradigm is presented for training and analysis of an automated skilled reaching task in rats. Analysis of pulling attempts reveals distinct subprocesses of motor learning.

La investigación de los procesos de aprendizaje de habilidades motoras con una robótica Manipulandum

Skilled reaching tasks are commonly used in studies of motor skill learning and motor function under healthy and pathological conditions, but can be ...

Central and Divided Visual Field Presentation of Emotional Images to Measure Hemispheric Differences in Motivated Attention

Two dominant theories on lateralized processing of emotional information exist in the literature. One theory posits that unpleasant emotions are processed by right frontal regions, while pleasant emotions are processed by left frontal regions. The other theory posits that the right hemisphere is more specialized for the processing of emotional information overall, particularly in posterior regions.
Assessing the different roles of the cerebral hemispheres in processing emotional information can be difficult without the use of neuroimaging methodologies, which are not accessible or affordable to all scientists. Divided visual field presentation of stimuli can allow for the investigation of lateralized processing of information without the use of neuroimaging technology. 
This study compared central versus divided visual field presentations of emotional images to assess differences in motivated attention between the two hemispheres. The late positive potential (LPP) was recorded using electroencephalography (EEG) and event-related potentials (ERPs) methodologies to assess motivated attention. Future work will pair this paradigm with a more active behavioral task to explore the behavioral impacts on the attentional differences found.

This study compared central versus divided visual field presentations of emotional images to assess differences in motivated attention between the two hemispheres. The late positive potential (LPP) was recorded using electroencephalography (EEG) and event-related potentials (ERPs) methodologies to assess motivated attention.

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

Two dominant theories on lateralized processing of emotional information exist in the literature. One theory posits that unpleasant emotions are processed ...

Gaze in Action: Head-mounted Eye Tracking of Children's Dynamic Visual Attention During Naturalistic Behavior

Young children's visual environments are dynamic, changing moment-by-moment as children physically and visually explore spaces and objects and interact with people around them. Head-mounted eye tracking offers a unique opportunity to capture children's dynamic egocentric views and how they allocate visual attention within those views. This protocol provides guiding principles and practical recommendations for researchers using head-mounted eye trackers in both laboratory and more naturalistic settings. Head-mounted eye tracking complements other experimental methods by enhancing opportunities for data collection in more ecologically valid contexts through increased portability and freedom of head and body movements compared to screen-based eye tracking. This protocol can also be integrated with other technologies, such as motion tracking and heart-rate monitoring, to provide a high-density multimodal dataset for examining natural behavior, learning, and development than previously possible. This paper illustrates the types of data generated from head-mounted eye tracking in a study designed to investigate visual attention in one natural context for toddlers: free-flowing toy play with a parent. Successful use of this protocol will allow researchers to collect data that can be used to answer questions not only about visual attention, but also about a broad range of other perceptual, cognitive, and social skills and their development.

Gaze in Action: Head-mounted Eye Tracking of Children&#039;s Dynamic Visual Attention During Naturalistic Behavior

Young children do not passively observe the world, but rather actively explore and engage with their environment. This protocol provides guiding principles and practical recommendations for using head-mounted eye trackers to record infants' and toddlers' dynamic visual environments and visual attention in the context of natural behavior.

Contemplar en acción: montado en la cabeza Eye Tracking dinámico atención Visual de los niños durante la conducta naturalista

Young children's visual environments are dynamic, changing moment-by-moment as children physically and visually explore spaces and objects and interact ...

Measurement of Spatial Stability in Precision Grip

The purpose of the protocol is to indirectly evaluate the direction of the finger force during manipulation of a handheld object based on the biomechanical relationships in which deviated force direction causes center of pressure (COP) replacement. To evaluate this, a thin, flexible, and high spatial resolution pressure sensor sheet is used. The system allows measurement of the COP trajectory in addition to the force amplitude and its temporal regulation. A series of experiments found that increased trajectory length reflected a sensorimotor deficit in stroke patients, and that decreased COP trajectory reflects a compensatory strategy to avoid an object slipping from the hand grip in the elderly. Moreover, the COP trajectory could also be decreased by dual task interference. This article describes the experimental procedure and discusses how finger COP contributes to an understanding of the physiology and pathophysiology of grasping.

The goal of this protocol is to measure the center of pressure (COP) replacement using a high spatial resolution sensor sheet to reflect the spatial stability in a precision grip. The use of this protocol could contribute to greater understanding of the physiology and pathophysiology of grasping.