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: O protocolo do estudo foi desenvolvido em conformidade com as diretrizes éticas aprovadas pelo conselho de revisão de investigação na Universidade da Califórnia em Los Angles. 1. Preparação de auditivo e estímulos visuais <ol><li> Usando o software em que as imagens visuais podem ser gerados, crie duas grades sinusoid escala de cinza, cerca de 5,7 polegadas de diâmetro e de qualquer frequência (por exemplo, 1,36 ciclos / grau de ângulo visual). As imagens terão uma duração na tela de 100 ms. <ol><li> Inclinação uma das grelhas de cerca de 10 graus visuais para a direita da mediana, e inclinar a outra grade a mesma quantidade à esquerda da grade. </li><li> Certifique-se que o grau de inclinação é suficiente para permitir aos participantes para distinguir uma inclinação à esquerda a partir de uma inclinação à direita, sem depender de adivinhação. </li></ol></li><li> Usando o software em que tons auditivas podem ser gerados, crie dois tons puros de 100 ms de duração. <ol><li> Make um dos tons de um tom mais alto eo outro de um tom mais baixo. Por exemplo, um passo pode ser de 750 Hz e 900 Hz o outro. </li><li> Quanto aos estímulos visuais, garantir que os tons são suficientemente distinta de tal forma que os participantes possam distinguir entre eles, sem depender de adivinhação. </li></ol></li></ol> 2. Programação de estímulo Apresentação <ol><li> Usando o software de apresentação, criar o código de computador que irá controlar a apresentação dos estímulos auditivos e visuais durante o experimento. <ol><li> Primeiro, selecione o número de estímulos a serem apresentados. Presente pelo menos 150 de cada um dos estímulos visuais e auditivos por condição experimental, para garantir que não são repetições suficientes para uma resposta neurofisiológica de confiança. </li><li> Estímulos visuais presentes centralmente em um fundo cinzento, com o participante sentado a uma distância de visualização confortável. Apresentar os estímulos auditivos através de alto-falantes posicionados em ambos os lados do screen. Nota: Para estímulos visuais recomendamos um fundo cinza, com valores RGB no ponto médio (128.128.128) entre o branco puro (255,255,255) e preto puro (0,0,0), com o branco e preto usado na geração do sinusoid estímulos. Isto assegura que o brilho médio do fundo e estímulo são comparáveis, e o contraste é constante entre qualquer ponto no estímulo e o fundo. </li><li> Para cada um dos estímulos auditivos e visuais, seleccionar de forma independente o momento para os estímulos. Nota: Isso impede que os participantes de antecipar estímulos baseados em relações temporais entre as duas correntes. </li><li> Use um intervalo inter-estímulo (ISIS) de aproximadamente 1 segundo entre apresentações sequenciais de estímulos da mesma modalidade. Slower ISIS tornar a tarefa mais exigente sobre a vigilância, Isis mais rápido pode tornar impossível para os participantes para fazer suas respostas no tempo. </li><li> Variar o ISI preciso aleatoriamente dentro de uma gama, tal como 0,7-2 seg, atornar os estímulos imprevisível para os participantes, evitando respostas neurais associadas com antecipação. </li><li> Como as interações inter-modais podem surgir de forma simultânea ou quase simultaneamente apresentados estímulos 21,22, manter o ISI entre os estímulos de duas correntes diferentes em não menos de 300 ms. </li></ol></li><li> Certifique-se de que os estímulos auditivos e visuais parecem ocorrer intercalada para os participantes, mas nunca co-ocorrendo. </li><li> Por último, os estímulos dividir em segmentos de vinte e cinco. Estes segmentos será precedida por uma das três instruções de tarefas selecionadas aleatoriamente, descrito na próxima seção. </li></ol> 3. Tarefa Instrução <ol><li> Orientar o participante para a tarefa antes de coletar medidas neurofisiológicas de atividade cerebral. <ol><li> Instrua os participantes a participar e responder aos tons auditivas e ignorar os estímulos visuais quando a instrução é &quot;Listen&quot;. Apresentar esta instrução both através de áudio e meios visuais. </li><li> Atribuir dois botões para que os participantes fazem respostas para cada tom. Por exemplo, &quot;pressione a seta para a esquerda se o tom é alto, e seta para a direita se o tom é baixo&quot; quando a instrução é &quot;Listen&quot;. </li><li> Da mesma forma, instruir os participantes para atender e responder às grades visuais e ignorar os estímulos auditivos quando a instrução é &quot;Look&quot;. </li><li> Atribuir dois botões para que os participantes fazem respostas às grades visuais. Por exemplo, &quot;pressione a seta para a esquerda, se a grade está inclinada para a esquerda, seta para a direita e se a grade está inclinada para a esquerda&quot;. <ol><li> Use os mesmos dois botões para estímulos visuais como para estímulos auditivos para melhorar a interferência entre as modalidades e, portanto, a necessidade de empregar mecanismos de controle de atenção. </li></ol></li><li> Por fim, instruir os participantes a fazer sem respostas quando a instrução é &quot;passiva&quot;, mas garantir queparticipantes manter os olhos abertos e focados na tela. </li></ol></li><li> Durante toda a sessão tarefa, alternar as instruções para &quot;Ouça&quot; e &quot;Look&quot; entre os segmentos para mudar uma modalidade anteriormente atendidos sendo irrelevante, tornando-se assim um elemento de distracção potente. </li><li> Relembre os participantes a manter os olhos fixados no meio da tela, ou um pequeno ponto ou cruz apresentado na localização do estímulo visual, e para manter os olhos abertos durante todo o experimento. </li><li> Construir em oito a 10 segundo intervalos entre os segmentos para mitigar os efeitos da fadiga, permitir aos participantes para descansar os olhos, bem como mais longos 1-2 mínimo de pausas a cada 6-8 min. </li><li> Finalmente, fornecer a cada participante com ampla prática para garantir que eles estão realizando a tarefa corretamente. Pode ser benéfico, especialmente para participantes que têm dificuldades de atenção, para praticar o visual e as tarefas auditivas com o fluxo participaram apresentado em isolation, sem a apresentação simultânea do fluxo distrator. </li></ol> 4. Coleta de Dados neurofisiológico <ol><li> Uma vez que os participantes estão familiarizados com a tarefa, começar a coleta de respostas neurofisiológicos aos sinais participaram e ignorados durante o IMAT. </li><li> Prepare a eletroencefalografia (EEG) boné e um aparelho de controlo de acordo com as instruções do fabricante, e em conformidade com os padrões de metodologia e de publicação atuais para EEG investigação 26,27. Nota: Importantes parâmetros de gravação para gravação EEG EEG durante o IMAT, que pode ser especificado pelo usuário, incluem: (a) taxa de 128-1,024 Hz de amostragem, para capturar a baixa frequência de sinais de ERP; (B) a corrente alternada (AC) de gravação para minimizar a deriva lenta; (C) líquido com amostragem de couro cabeludo inteiro e com no mínimo de 64 sensores, se as análises de imagem de origem estão a ser realizada. </li><li> Aplicar a tampa para o couro cabeludo do participante e verificar impedância de sinal equalidade a cada um dos sensores. Preste atenção especial para garantir que as impedâncias dos eletrodos de registro são uniformes e dentro da faixa recomendada pelo fabricante. Nota: Neste momento, também adicionar dispositivos de medição fisiológica adicionais se querendo coletar sinais fisiológicos não-neural, como a respiração ou o pulso. </li><li> Sincronizar as gravações neurofisiológicos com o software de apresentação do estímulo e software de gravação neurofisiológica de acordo com as instruções do fabricante. </li><li> Grave os sinais neurofisiológicos enquanto o participante realiza a tarefa, garantindo que o software de gravação possuir registro preciso do tempo de cada estímulo e resposta para análise posterior. </li></ol> 5. Análise de dados offline <ol><li> Prepare os dados neurofisiológicos para análise estatística usando software de análise. </li><li> Primeiro, retire os componentes do sinal não neurais que contribuirão para a variabilidade neurophyfisiológi- gravações de respostas do cérebro. <ol><li> Use de um filtro passa-alto de 0,1-1 Hz, para remover trações lentos, tais como aquelas causadas por alterações na impedância dos sensores. </li><li> Use um filtro passa-baixa de 30-50 Hz para remover componentes de alta frequência introduzidas pelo ruído elétrico. </li><li> Identificar sensores que mostram dados não confiáveis, e excluem estes ou interpolar os sinais. </li><li> Identificar e eliminar os grandes componentes de ruído pouco frequentes, tais como artefato muscular de contração mandíbula ou movimentos da testa, e, contribuições não-neurais sistemáticas, tais como movimentos dos olhos. Nota: algoritmos típicos para remover componentes não-neuronais incluem a análise de regressão e componentes independentes, bem como algoritmos iterativos com base em critérios de selecção explícito (por exemplo, variações de tensão que ultrapassa um limite máximo). Siga as orientações de software de análise disponíveis, e proceder de acordo com as normas vigentes para EEG investigação 26,27. </li></ol></li><li&gt; Uma vez que os componentes principais não neurais dos dados neurofisiológicos ter sido removida, re-os dados de referência em cada um dos eléctrodos por subtracção a partir de cada sensor a média em todos os outros sensores ou a média entre os canais esquerdo e direito mastoídeas. Nota: Esta etapa de re-expressa os efeitos em cada sensor em relação a uma referência neutro que é assumido para conter sinais neurais de zero. Nota: sparser montagens de eletrodos podem não ter amostragem suficiente para atender os pressupostos desta técnica 26,27. Neste último caso, a média da mastóides esquerda e direita pode fornecer uma indicação mais precisa. </li><li> Próximo extrato épocas temporais de aproximadamente 1 seg redor de cada auditivas e visuais mostrado cada evento. Incluir 100 ms anteriores o início do estímulo para servir como um intervalo de linha de base e, pelo menos, 600 ms após o início do estímulo. </li><li> Calcular a média dos dados de todas as épocas que se enquadram na mesma condição - participaram, ignorado, e passivamente percebida estímulos &amp;# 8212; para calcular a média do potencial evocado resposta ou &quot;ERP&quot;. Subtrair a média dos dados da linha de base pré-estímulo para a re-express das amplitudes ERP como alterações em relação ao sinal pré-estímulo. </li><li> Para identificar o curso de tempo dos processos presentes, comparar a amplitude e tempo, bem como a distribuição espacial da resposta ERP após estímulos atendidos, contra aqueles durante a condição passiva. </li><li> Para identificar o curso de tempo de ignorar, comparar a amplitude e tempo, bem como a distribuição espacial da resposta ERP após estímulos ignorados, contra aqueles durante a condição passiva. </li></ol>

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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.

Processos relacionados ao atendimento e ignorando no controle da atenção pode envolver diferentes vias neurais e cursos de tempo. Portanto, é de valor para medir esses processos separadamente. O IMAT é uma ferramenta, através da qual pode-se captar sinais neurofisiológicos de participação e ignorando separadamente, mas simultaneamente, em atenção sustentada. Os passos críticos incluem a medição de respostas neurofisiológicos sensoriais quando o participante está participando, ignorando ou percebendo passi...

Atenção guias de controle de comportamento, direcionando nossos recursos neurais e cognitivas para sinais de entrada selecionados, enquanto restringindo o acesso a outros sinais, com base em uma determinada meta comportamental 1. Por exemplo, ao ler um livro, os sinais visuais correspondentes ao livro são os sinais alvo a ser reforçada, ao passo que outros sinais sensoriais - como a TV no quarto ao lado - são sinais distrator ser atenuada. As gravações em ambos os primatas humanos e não humanos 1-4, indicam que as respostas neuronais em córtices sensoriais são reforçadas para alvos participaram em relação ao distractors ignorado durante a atenção selectiva, o que indica que a força de entradas sensoriais no cérebro é modulada como uma função do facto eles são classificados como alvos ou distractors 5-7. Referimo-nos a esta diferença na intensidade do sinal quando frequentam contra ignorando como o efeito de modulação atenção. De interesse crescente éa questão de se e como os processos neurais de assistir contribuir para o controle da atenção e suas deficiências, separadamente dos processos neurais de ignorar. É cada vez mais claro que a capacidade de ignorar distrações pode ser prejudicada de forma independente de nossa capacidade de atender alvos. Por exemplo, distractor-supressão pode ser prejudicada com o aumento da carga de tarefas 8, 9 envelhecimento cognitivo e privação de sono 10, sem uma diminuição no aumento de destino. Não é Atualmente, sabe-se um decréscimo na melhoria alvo também pode existir sem um déficit na supressão de distracção. Talvez mais importante, não é resolvido se os déficits de qualquer assistente ou ignorando, mas não ambos, pode elucidar condições neuropsiquiátricas em que o controle atenção é prejudicada. Como tal, ele é valioso para entender melhor se assistir e ignorando surgir de vias corticais separáveis, se e como eles diferem em dinâmica neural. Ao medir assistir eignorando processos separadamente, tais questões podem ser abordadas. Aqui nós descrevemos metodologia para medir os sinais neurofisiológicos de participação e ignorando separadamente, mas simultaneamente, em atenção sustentada. Esta abordagem baseia-se no efeito de modulação atenção: a diferença de amplitude de uma resposta sensorial neural quando o indivíduo está participando contra ignorando a estímulos em que o fluxo sensorial. O efeito de modulação atenção é uma poderosa ferramenta para a detecção de modulação atenção sobre sinais sensoriais, mas opõe-se a capacidade de avaliar as dinâmicas separadas de atendimento e processos ignorando. Ou seja, uma diferença de respostas sensoriais neurais ao comparecer contra ignorando poderia surgir porque o processo de atenção reforça sinais sensoriais alvo, ou porque ignorando atenua sinais distrator sensoriais, ou ambos. Para testar entre estas alternativas, é necessário o uso de uma condição de controlo adicional na qual um quantifica o strength de entradas sensoriais em sua linha de base natural, quando eles não são nem compareceram nem ignorados. Isto é semelhante ao que anda abaixo de uma rua movimentada cheia de carros, mas também não observando ativamente (por exemplo, para um táxi) nem ignorar ativamente (por exemplo, carros non-táxi e ônibus) os carros que passam. Ao avaliar sinais sensoriais que são atendidos ou ignoradas, relativas a uma condição passiva de referência, a magnitude eo momento de participar e ignorando processos pode ser quantificado separadamente. Usos eficazes de um controle tão passiva na medição presentes e ignorando os processos foram relatados anteriormente em estudos de atenção antecipatória 11-13 e interações memória de atenção 9,10,14-17. Aqui nós descrevemos a utilização desta abordagem no contexto da atenção sustentada, de forma não-cued, contínua, intermodal (ou seja, auditiva-visual) tarefa de atenção (IMAT) 18. Por outras palavras, este método é apropriado para o estudo em curso de Rather do que os processos de controlo preparatórios, permitindo o acompanhamento desses processos ao longo do tempo. Este método também quantifica os processos de controle que modulam respostas sensoriais em diferentes modalidades sensoriais (ou seja, auditivas contra visuais), concentrando-se, assim, em processos que não são especializados para dentro de um domínio sensorial ou conteúdo particular. Ao contrário do anterior ressonância magnética funcional estuda 15,19,20, este método faixas atendimento e processos que utilizam sinais neurofisiológicos temporalmente resolvidos (eletroencefalografia, EEG), proporcionando, assim, resolução de milissegundos nos perfis temporais de atendimento e processos ignorando ignorando. Nossos resultados representativos demonstrar o uso da técnica na identificação de evidência direta para fontes separáveis ​​corticais e dinâmica temporal dos processos neurais de assistir e ignorando e contribuições únicas para o efeito de modulação atenção.

<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.

O protocolo IMAT foi usado anteriormente para identificar as contribuições únicas de atendimento e ignorando processos a velocidade de resposta durante a atenção sustentada 18. Nesse estudo, testamos 35 indivíduos destros saudáveis ​​(22 mulheres, idade: X = 21,0, σ = 5,4), recrutados através do pool assunto departamento de Psicologia da Universidade da Califórnia, em Los Angeles. Todos os participantes forneceram consentimento informado por escrito antes da participação no estudo. Os resultad...

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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.

Medição de sinais neurofisiológicos de ignorar e Atender Processos em Controle de Atenção

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 visualizações.  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.

Métodos para pesquisar a influência de cima para baixo processos visuais em Comportamento Motor

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

Comportamento

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.

A reação de série 5-Choice Tempo Tarefa: A tarefa de atenção e controle de impulso 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 de Ensaio Visual Atenção 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.

Avaliando as múltiplas dimensões do noivado a Caracterizar Aprendizagem: uma 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.

Controle força e posição em Seres Humanos - O papel do feedback Augmented

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.

Combinadas Funções Invasiva subcorticais e Superfície Non-invasive neurofisiológica Gravações de Avaliação da cognitivos e emocionais em 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.

Investigação dos processos de aprendizagem motora habilidade com uma 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 ...

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.

Central e dividida campo Visual apresentação de imagens emocionais para medir diferenças hemisféricas em atenção motivada

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.

Olhar em ação: capacetes Eye Tracking da atenção Visual dinâmico de crianças durante o comportamento 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.