Произвольное внимание: Непроизвольное, произвольное и послепроизвольное внимание

что это такое, характеристики (с примерами)

Наши психические познавательные процессы это то, что делает нас уникальными, отличными от животных. Они всегда работают сообща: наши ощущения позволяют составить впечатление о явлении, восприятие отражает действительность внутри нашего сознания, мышление привлекает к работе другие функции мозга и так далее. В этой статье я дам определение термину произвольное внимание и подробно объясню, что это такое в психологии, как оно влияет на наши представления об окружающем мире и как взаимодействует с психомоторными способностями человека.

 

Описание

Если попытаться обозначить понятие общими словами – эта функция является тем самым механизмом, который запускает познавательную активность мозга в отношении конкретного явления окружающего мира или предмета. Далее, подключаются и другие процессы, решающие самые разные задачи. В конечном итоге мы имеем некое представление обо всем, что существует вокруг нас. 

Я выделю три вида внимательности:

1. Произвольное внимание характеризуется тем, что индивид заранее ставит себе цель – понять и запомнить что-либо.
2. Непроизвольное не требует от человека прикладывания каких-либо стараний.
3. Послепроизвольное является своеобразным продолжением произвольного, но силы уже не затрачиваются, а выполняются в автоматическом режиме.

Необходимость использования усилий к пониманию и запоминанию определяется самим отношением личности к событию, его личным опытом, испытываемым интересом или его отсутствием. Со временем даже самая важная ситуация, требуемая обращения к силе воли, несколько сглаживается и становится безразличной – тогда происходит переход первого вида ко второму.

Особенности произвольного внимания

Отличительных черт у этого типа психических процессов не мало, но главной остается постановка конкретной задачи. Человек сам определяет то, что хочет понять, запомнить, чему желает научиться. Следующим этапом является некая программа, которая реализуется с использованием познавательной функции.

При этом произвольное внимание не обусловлено врожденными навыками и талантами, кроме силы воли. Оно развивается постепенно, шаг за шагом, в конечном итоге переходя в новую форму. Одним людям проще развить его, другим – сложнее. Но главной функцией в любом случае останется активное регулирование всех психических процессов, происходящих в головном мозге, в том числе памяти, мышления.

Отдельно выделю следующие особенности:

1. Опосредованность и осознанность использования. Приложение волевых усилий для сосредоточения происходит в определенной ситуации, выбранной индивидом и всегда контролируемой им.
2. Произвольность. У личности должно существовать намерение сделать или понять что-либо.
3. Возникновение в ходе эволюции и развития человеческого общества. Этот вид внимания недоступен животным.
4. Формирование на протяжении всей жизни, начиная с раннего детства.
5. Прохождение нескольких фаз развития.
6. Зависимость от обучения со взрослыми, особенно если речь идет о школе.

Дополнительно отмечу, с точки зрения физиологии, эта познавательная функция живет в коре больших полушарий. Та же часть мозга отвечает за поведение человека и его деятельность.

Причины возникновения 

Поводом к появлению психического процесса можно назвать взаимосвязь, возникающую между уже полученным ранее опытом и новой поставленной задачей. Как только определяется цель и план, способствующий ее достижению, запускается механизм намеренного сосредоточения. Чем чаще используется функция, тем быстрее происходит переключение, а значит, результат достигается все лучше, стремительнее и эффективнее.

Психолог Дарья Милай

Всю эту работу можно сравнить с выработкой условного рефлекса в практике бихевиоризма. Простой пример произвольного внимания – усвоения ребенком правил дорожного движения: изо дня в день при приближении к пешеходному переходу его учат, что необходимо посмотреть по сторонам, убедиться в безопасности и лишь после этого идти. В конечном итоге напоминание к совершению этих действий перестает требоваться, так как входит в привычку.

Говоря о первопричинах, обязательно следует отметить и важность процесса в контексте защищенности, а возможно, и выживаемости. Механизм не зря формировался на протяжении всего периода эволюции и развитии человека. Чем важнее ситуация для сохранения жизни и здоровья, тем быстрее усвоится процесс – оперативнее перейдет от произвольного к постпроизвольному. Влияет на лучшее освоение программы и собственный интерес индивида.

Виды и характеристики

Принято выделять несколько типов произвольного сосредоточения, каждый из них обладает собственными уникальными чертами. Разделить внимательность можно по общим признакам на следующие формы:

1. Волевая – механизм включается только в конфликтных ситуациях между условиями «мне надо» или «я должен», диктуемыми обществом, родительскими установками, правилами, и индивидуальными «я хочу». При этом переключиться на обязательное выполнение установленных кем-то положений помогает именно сила воли и усилия.
2. Выжидательная – требуется, когда определенная ситуация продолжается длительное время, и на протяжении всего срока от человека требуется проявление бдительности. При этом ошибка может привести к неприятным последствиям. Особенно актуален этот вид сосредоточения во взрослой жизни, например, в трудовой сфере.
3. Сознательная – этот тип уникален вдвойне. С одной стороны, его выполнение всегда намеренно, но с другой – усилия прикладываются незначительные, например, в силу собственного интереса человека, привлекательности ситуации.
4. Спонтанная – такая форма проявляется, если трудно начать новое действие, но после преодоления первого барьера происходит переключение на постпроизвольный тип внимательности, а значит, больше стараний прилагать не нужно или они минимальны.

В раннем и дошкольном возрасте любая из представленных выше разновидностей сосредоточения развита слабо – основной задачей педагогов и родителей становится обучение и тренировка.

Очная консультация

Каковы особенности и преимущества очной консультации?

Консультация по скайпу

Каковы особенности и преимущества консультаций по скайпу?

 

Что такое произвольное внимание у детей

Несмотря на то что длительный интерес не доступен для малышей до их поступления в школу, где начинается серьезная подготовка, уже в младенчестве можно увидеть зачатки познавательного процесса. Например, в тот момент, когда взрослые показывают ребенку яркую игрушку, он внимательно следит за ней взглядом. Этот показатель является одним из ключевых в определении степени психического развития в первые месяцы жизни.

Через пару лет формирование навыка становится более активным, а к 4-5 годам малыш может выполнять инструкции воспитателя или родителя во время обучения. На этом этапе важным остается поддержание интереса ребенка и вовлечение этого процесса в игровую деятельность. К моменту поступления в школу волевые навыки развиваются достаточно для того, чтобы школьник мог самостоятельно определять для себя цель, давать инструкцию к ее достижению и составлять некую программу.

Временной промежуток, на протяжении которого дети способны удерживать сосредоточенность на конкретном деле, гораздо меньше, чем у взрослых. Поэтому крайне важно учитывать возрастные особенности и не предъявлять слишком высокие требования. Даже самая увлекающая игра не заинтересует трехлетку больше, чем на 20 минут, как и занимательный урок не удержит ребенка за партой дольше, чем на 45 минут.

Формирование 

Чтобы научиться сосредотачиваться на чем-либо, недостаточно одних желаний или талантов –  если речь идет о маленьком ребенке. Гораздо более важной оказывается подготовительная работа, проводимая взрослыми. Помочь быстрее освоить новый навык могут несколько ключевых факторов:

1. Умение группировать по виду, цвету, форме, другим показателям (они зависят от возраста).
2. Четкое обозначение правил игр, а также ее начала и завершения.
3. Последовательные инструкции, даваемые воспитателем или родителем.
4. Дозирование нагрузок с учетом возрастных особенностей психики.

Важно также правильно организовать тренировочный процесс, особенно если он строится одновременно с группой детей, как происходит в детском саду. Педагог должен быть не только настойчивым в своем стремлении обучить, но и последовательным, логичным, гибким. Индивидуальный подход – вот залог успешного усвоения предлагаемого материала.

Развитию волевых качеств способствует также физическое воспитание. Именно спортивные занятия и игры впервые учат детей целеустремленности, следованию правилам, воспитывают самостоятельность и активность. При этом не стоит забывать, что ребенок имеет право совершать ошибки, отвлекаться. Процесс должен быть постепенным и аккуратным, а не жестким и агрессивным. Ощутимые плоды приносят регулярные занятия и совместная работа воспитателей и родителей.

Постпроизвольное сосредоточение

Определение послепроизвольного внимания в психологии – это процесс, возникающий, если во время осуществления какой-либо деятельности, значимым и интересным для человека становится не столько результат, сколько сама работа. 

Говоря простым языком, нас настолько захватывает какое-то дело, что прилагать даже самые маленькие волевые усилия для успешного его завершения не требуется. Желание сделать больше, достичь новых результатов, решить задачи – все усиливается.

Обычно об этом виде говорят как о продолжении произвольного. Примером послепроизвольного внимания является обучение в школе – изучая новую тему на уроке, ученикам приходится заставлять себя слушать слова учителя, следовать его инструкциям, но в какой-то момент процесс изучения становится настолько интересным, что прикладывать усилия уже не требуется. Школьник полностью концентрируется на решении задачи не для получения ответа или хорошей оценки, а потому что ему интересен сама мыслительная деятельность.

Задайте вопрос

Все хобби человека с самого первого дня требовали от него намеренного сосредоточения и лишь через какое-то время стали увлекать и захватывать так, что этому делу хотелось уделять все больше своих сил. Музыкант играет на пианино не для того, чтобы собирать концертные залы, а потому что ему нравится сама процедура создания новой музыки своими руками.

Особенности 

Поскольку эта форма сосредоточения буквально вытекает из произвольной, они во многом имеют схожие черты. Но есть и уникальные признаки, характеризующие познавательный процесс:

1. Увлеченность человека выполняемой деятельностью.
2. Отсутствие волевого усилия.
3. Удержание сознания на объекте действия. Все вокруг как будто перестает существовать, кроме единственного предмета.
4. Практически полное отсутствие реакции на внешние раздражители. Это значит, что, взявшись за интересное дело, индивид не отвлекается на посторонние разговоры. Чтобы отвлечь его от занятия, необходимо очень постараться.

Главная черта этого вида кроется в том, что оно исходит из самых глубин личности человека, строится на особенностях характера, предпочтениях, желаниях.

Формирование 

Поскольку оно всегда берет начало в намеренном сосредоточении, можно с уверенностью сказать, что развитие его начинается с тех же самых механизмов, затрагивающих те же физиологические структуры мозга. Но в какой-то момент на первый план выходят другие факторы. Постепенно преодолевая возникшие трудности, заставляя себя и, возможно, переступая через свои желания, индивид фактически привыкает к деятельности.

Появляется некоторый интерес, если его удержать на таком же уровне или даже усилить, он полностью захватит человека. Воля ослабевает, поскольку организму уже не нужно тратить собственные силы на поддержание работы. При этом результат не становится хуже, продуктивность не падает, а, наоборот, возрастает с каждой минутой. Два вида познавательных процессов объединяет полная осознанность своих действий и постоянный их контроль.

Единственное, что может нарушить сформированное постпроизвольное внимание  – это утомление. Уставший индивид не способен поддерживать внутренний интерес, особенно явно это заметно у школьников. Сложная образовательная программа, большое количество предметов и факультативов, недостаток сна и отдыха – все это провоцирует изнеможение, а оно ведет к отказу от использования любых психических навыков.

Заключение

Произвольное и послепроизвольное сосредоточение одинаково важны для человека. Первое служит основой всего обучения, изучения мира, второе – позволяет задействовать максимальный физические и психические ресурсы, а значит достичь лучшего результата за минимально возможный срок.

Задача родителей, воспитателей и педагогов – вовремя развить в ребенке потенциал. При этом делать это нужно таким образом, чтобы не оттолкнуть скучными занятиями, книгами, играми. В этой статье я рассказала о произвольности интереса, описала, что это такое, и объяснила, в каком возрасте у личности начинает складываться произвольное внимание. Если вы не можете найти свое любимое дело, не знаете, что делать дальше, запишитесь на мою консультацию. Вместе мы решим все ваши проблемы. Увлеченный человек становится более успешным в профессиональной деятельности. Если все время приходится прилагать слишком много усилий, наступает усталость, а значит, отрицается сама необходимость что-либо делать.

В сложных жизненные ситуациях, возникает ощущение безысходности и отчаяния. Самым действенным способом является личная консультация.

Часовая встреча по вашему уникальному запросу в Москве.

Записаться на консультацию

Интенсивный ритм жизни?
Получите он-лайн консультацию из любого уголка мира.

Skype, Viber.

Записаться на консультацию

Основные положения определения развития внимания

 

Внимание — это психологическое состояние, характеризующее интенсивность познавательной деятельности и выражающееся в ее сосредоточенности на сравнительно узком участке (действии, предмете, процессе, явлении), который становится осознаваемым и концентрирует на себе психологические и физические усилия человека в течение определенного периода времени. Внимание само по себе не является познавательным процессом, но характеризует условия протекания любого познавательного процесса.

Внимание выполняет следующие функции: активизирует нужные и тормозит ненужные в данные момент психологические и физиологические процессы, способствует целенаправленному, организованному отбору поступающей информации, обеспечивает длительную сосредоточенность активности на одном и том же объекте.

Характеристики внимания делятся на первичные и вторичные. К первичным относятся те, которые связаны с объемом, интенсивностью, устойчивостью внимания, а ко вторичным — колебания, переключаемость внимания.

Оригинальную теоретическую трактовку внимания предложил П.Я.Гальперин. Основные положения его концепции внимания сводятся к следующим:

1.                Внимание является одним из моментов ориентировочно — исследовательской деятельности. Оно представляет собой психологическое действие, направленное на содержание образа, мысли, другого феномена, имеющегося в данный момент времени в психике человека.
2.                По своей функции внимание представляет контроль за этим содержанием. В каждом действии человека есть ориентировочная, исполнительская и контрольная части. Эта последняя и представлена вниманием как таковым.
3.                В отличие от других действий, которые производят определенный продукт, деятельность контроля, или внимание, не имеет отдельного, особого результата.
4.                Внимание как отдельный, самостоятельный, конкретный акт выделяется лишь тогда, когда действие становится не только умственным, но и сокращенным. «Когда новое действие контроля превращается в умственное и сокращенное, тогда и только тогда оно становится вниманием… Не всякий контроль есть внимание, но всякое внимание есть контроль». Контроль лишь оценивает действие, а внимание способствует его улучшению.
5.                Во внимании контроль осуществляется при помощи критерия, меры, образца, что создает возможность сравнения результатов действия и его уточнения.
6.                Произвольное внимание есть планомерное внимание, контроль, осуществляемый по заранее составленному плану, заданному нормативу, образцу.
7.                Чтобы сформировать новый прием произвольного внимания, мы должны наряду с основной деятельностью предложить человеку задание проверить ее ход и результаты, разработать и реализовать соответствующий план.
8.                «С точки зрения внимания как деятельности психического контроля все конкретные акты внимания — и произвольного, и непроизвольного — являются результатом формирования новых умственных действий».

Оригинальную психологическую теорию внимания в свое время развивал Т. Рибо. Он считал, что внимание, будь оно слабо или сильно, всегда вызывается аффективным состоянием и связано с ним. Особенно тесную зависимость Т. Рибо усматривал между эмоциями и произвольным вниманием.

Он полагал, что интенсивность и продолжительность такого внимания непосредственно обусловлены интенсивностью и продолжительностью ассоциированных с объектом внимания эмоциональных состояний.

Много споров в науке было вокруг вопроса о физиологических основах внимания. Физиологическая интерпретация внимания привлекала исследователей на протяжении всего времени его изучения в психологии. Т. Рибо одним из первых пытался представить физиологическую схему произвольного внимания, связанного с волевым усилением какого-либо воспоминания.

Внимание, как и все психические процессы, имеет низшие и высшие формы. Первые представление непроизвольным вниманием, а вторые — произвольным. В онтогенезе происходит развитие внимания. Историю его, как и многих других высших психических функций, пытался проследить Л. С. Выготский. Он писал, что история внимания ребенка есть история организованности его поведения. Ключ к генетическому пониманию внимания следует искать, с его точки зрения, не внутри, а вне личности ребенка. Произвольное внимание возникает из того, что окружающие ребенка люди «начинают при помощи ряда стимулов и средств направлять внимание ребенка, руководить его вниманием, подчинять его своей власти и этим самым дают в руки ребенка те средства, с помощью которых он впоследствии и сам овладевает своим вниманием». Культурное развитие внимания заключается в том, что при помощи взрослого ребенок усваивает ряд искусственных стимулов-знаков, посредством которых он дальше направляет свое собственное поведение и внимание.

Процесс возрастного развития внимания, по А. Н. Леонтьеву, развивавшего идеи Л. С. Выготского, можно представить себе следующим образом.

Из этой кривой следует, что с возрастом внимание ребенка улучшается (пунктирная линия), однако развитие внешне опосредствованного внимания идет гораздо быстрее, чем развитие его в целом, тем более «натурального» внимания. При этом в школьном возрасте наступает перелом в развитии, который характеризуется тем, что первоначально внешне опосредствованное внимание постепенно становится внутренне опосредствованным, и со временем эта последняя форма внимания занимает, вероятно, основное место в процессах внимания.

Различия в характеристиках произвольного и непроизвольного внимания возрастают начиная с дошкольного возраста и достигают своего максимума в школьном возрасти, а затем обнаруживают тенденцию к уравниванию. Эта тенденция как раз и связана с тем, что в процессе своего развития система действий, обеспечивающих произвольное внимание, из внешней постепенно превращается во внутреннюю.

Л. С. Выготский пишет, что с самых первых дней жизни ребенка разбитие его внимания происходит в среде, включающей двойной ряд стимулов, вырывающих внимание. Первый ряд — это сами окружающие предметы, которые своими яркими, необычными свойствами приковывают к себе внимание ребенка. С другой стороны — это речь взрослого, произносимые им слова, которые первоначально выступает в роли стимулов-указаний, направляющих непроизвольное внимание ребенка. Таким образом, с первых дней жизни ребенка внимание в значительной своей части оказывается направляемым с помощью слов-стимулов.

 

Литература:

 

1.                Гальперин П.Я. К проблеме внимания// Хрестоматия по вниманию.-М, 1976.
2.                Рибо Т. Психология внимания// Там же. — С. 140-142.
3.                Выготский Л.С. Развитие высших форм внимания в детском возрасте// Там же. — С. 186.

Произвольное внимание

Категория внимания выступает одной из фундаментальных в рамках современной психологической науки.

Определение 1

В научной литературе под вниманием понимается особое свойство человеческой психики, сосредоточенность и направленность сознания человека на определенном объекте (объектах) при одновременном игнорировании, отвлечении от других.

Произвольное внимание как одна из фундаментальных категорий психологии

В отечественной психологии принято выделять произвольное, непроизвольное и постпроизвольное внимание. В зависимости от волевых усилий вовлеченность, характер направленности, сосредоточенности психической деятельности может носить произвольный либо непроизвольный характер. В ситуации вовлеченности личности в осуществление какого-либо вида деятельности без определенных волевых усилий направленность, сосредоточенность психических процессов имеет непроизвольный характер. Если же осуществление деятельности требует сосредоточения, волевых усилий, речь идет о произвольном характере внимания.

Определение 2

Главной характеристикой произвольного внимания выступает тот факт, что оно управляется сознательными устремлениями, сознательной целью. Данный вид внимания выступает тесно связанным с волей личности, является выработанным в результате трудовых усилий.

Функции внимания

Основными функциями внимания выступает обеспечение избирательности процессов познания, целенаправленности деятельности личности, активизации выбранного вида деятельности. Избирательность познавательных процессов позволяет человеку оперировать лишь теми информационными данными, которые выступают актуальными для него в текущий момент времени. Сосредоточение, удержание внимания на определенном объекте или объектах, переключение внимания с одного вида деятельности на другой позволяет поддерживать, сохранять целенаправленность деятельности.

Определение 3

В свою очередь, под направленностью понимается избирательный характер психической деятельности, выбор ее объектов, сохранение деятельности на определенный временной период.

При внимательном отношении к определенному объекту, он оказывается в центре сознания личности, тогда как все остальное вытесняется на периферию воспринимаемого. Благодаря вниманию отражение выбранного объекта в сознании личности становится отчетливым, ясным, мысли и представления удерживаются до момента завершения деятельности, до достижения поставленных целей. Таким образом, внимание обеспечивает реализацию функций регуляции и контроля деятельности.

Свойства внимания

Внимание как психическое свойство характеризуется рядом свойств, включая следующие:

• устойчивость – временной параметр внимания, длительность внимательного отношения к выбранному объекту. Устойчивость внимания во многом определяется объектом внимания, который должен постоянно меняться, обнаруживать перед субъектом деятельности качественно новое содержание. Длительность внимательного отношения к объекту обусловлена также индивидуальными личностными особенностями;
• концентрация внимания – свойство личности, позволяющее ей сосредотачиваться на выбранном объекте, игнорируя все другое;
• распределение внимания в современной научной литературе интерпретируется как субъективно переживаемая способность личности одновременно удерживать в центре внимания несколько объектов;
• переключаемость внимания представляет собой свойство личности перемещать внимание с одного объекта на другой, с одного вида деятельности на другой, способность ориентироваться в изменяющейся ситуации. Легкость переключения внимания носит индивидуальный характер, отличается у различных индивидуумов.

Таким образом, произвольное внимание выступает одним из необходимых условий эффективности деятельности, позволяя личности достигать поставленных целей, запланированных результатов.

Произвольное внимание — InstaMam.ru

Развитие внимания у детей происходит в процессе обучения и воспитания. Решающее значение для его развития имеет формирование интересов и приучение к систематическому труду. Для воспитания внимания в дошкольном возрасте необходимо правильно организовывать восприятие материала. Заниматься этим нужно системно. Так же нельзя забывать про стимул в работе, например, похвалу.

Важным моментом в произвольном внимании является усилие, которое зависит от воли человека. Чтобы воспитать способность к такому усилию необходимо укреплять волю. Немалую роль в деле воспитания внимания играет требовательность окружающих, например мамы. Известно, что у более строгих и требовательных родителей, дети всегда более внимательные и дисциплинированные на занятии. Но не нужно путать понятия строгости и страха!  Строгость, вызывающая страх ребёнка, может привести к обратным результатам.

Дети, начиная с 5ти лет, учатся произвольно направлять свое внимание на те объекты, которые требуют от них сосредоточения. Например, требования  точно и равномерно заштриховать контур предмета или точно по сигналу переходить на музыкальных занятиях с бега на прыжки, а затем на медленный шаг тренируют волевое внимание детей. Оно непосредственно связано с овладением речью, так как только в словах может быть выражена цель деятельности.

Умение подчинять свое внимание требованиям воспитателя, а затем и понимание необходимости этого представляют собой начальную форму управления ребенком своей психической деятельностью. Этому способствуют разнообразные организованные занятия, проводимые с детьми в средних, старших и подготовительных группах детского сада. Необходимость работать в едином темпе и подчиняться общим требованиям даже тогда, когда занятие не очень интересно, тренирует волевое внимание детей. Если воспитатель длительное время ориентируется только на интерес детей (особенно в подготовительной группе), они оказываются плохо подготовленными к школе, так как не умеют сосредоточиваться на тех занятиях, на тех видах работы, которые необходимы, но не вызывают интереса: написание элементов букв, умение слушать ответы товарищей и т. п. Поэтому, на родителей, дети которые не ходят в детский сад, лежит большая ответственность за подготовку их к школе.

На протяжении дошкольного возраста использование речи для ор­ганизации собственного внимания резко возрастает. Это проявляется, в частности, в том, что, выполняя задания по инструкции взрослого, дети старшего дошкольного возраста проговаривают инструкцию в десять-двенадцать раз чаще, чем младшие дошкольники. Чем лучше развита речь у ребёнка дошкольного возраста, тем выше уровень развития восприятия и тем раньше формируется произвольное внимание. Поэтому мы так много должны уделять речевому развитию наших детей.

Основываясь на слабости произвольного внимания у детей, рекомендую строить процесс игры или занятия на основе непроизвольного внимания. Вы должны овладеть  вниманием ребёнка. Как это сделать? Для этого нужно  давать яркий, эмоционально насыщенный материал, избегая всякой скучной учёбы.

Поскольку основой непроизвольного внимания служат интересы, для развития плодотворного непроизвольного внимания необходимо в первую очередь развивать достаточно широкие интересы. Произвольное внимание по существу является одним из проявлений волевого типа деятельности. Развитие произвольного внимания неразрывно связано с общим процессом формирования волевых качеств личности.

Ребёнку недостаточно понимать, что он должен быть внимательным, необходимо научить его этому. Развитие произвольного внимания в период дошкольного детства предполагает формирование трех инструкций:

• принятие постепенно усложняющихся инструкций;
• удержание инструкций во внимании на протяжении всего занятия;
• развитие навыков самоконтроля.

Например: первая инструкция – нарисуй круг.  Усложняем нарисуй круг и произноси слог СА СА СА….И третья инструкция – нарисуй 1 круг и 1 квадрат. И скажи 4 раза слог СА.

Развитие внимания у детей дошкольного возраста — Педагоги — Каталог файлов

Внимание является одним из основных условий, обеспечивающих успешное усвоение детьми доступного для них объема знаний, умений. Поэтому наряду с развитием эмоционального контакта ребенка со взрослыми необходимо с самого начала обучения проводить занятия (игры и упражнения), способствующие формированию внимания и запоминания.

Характерной особенностью внимания ребенка дошкольного возраста является то, что оно вызывается внешне привлекательными предметами. Сосредоточенным внимание остается до тех пор, пока сохраняется интерес к воспринимаемым объектам: предметам, событиям, людям. Внимание в дошкольном возрасте редко возникает под влиянием какой-либо поставленной цели. Следовательно, оно является непроизвольным.

Ученые-психологи считают, что появлению и развитию произвольного внимания предшествует формирование регулируемого восприятия и активное владение речью. Чем лучше развита речь у ребенка дошкольного возраста, чем выше уровень развития восприятия, тем раньше формируется произвольное внимание. Для того, чтобы дошкольник учился произвольно управлять своим вниманием, его надо просить больше рассуждать вслух. Если ребенка 4-5-летнего возраста просить постоянно называть вслух то, что он должен держать в сфере своего внимания, то ребенок будет в состоянии произвольно и в течение довольно длительного времени удерживать свое внимание на тех или иных предметах и их отдельных деталях, свойствах.

Объем внимания детей дошкольного возраста невелик. Дошкольники сосредоточивают внимание на привлекательных картинках обычно на 12-20 секунд.

Устойчивость внимания зависит от индивидуальных особенностей детей дошкольного возраста. Нервные и болезненные дети чаще отвлекаются, чем спокойные и здоровые. Причем, как отмечает Немов Р.С., разница в устойчивости внимания может достичь 1,5-2 раза.

Изменяющийся в старшей и особенно в подготовительной группах режим жизни детей, увеличивающийся «вес» занятий, постепенно принимающих характер учебной деятельности, предъявляют новые и при этом повышенные требования к вниманию детей.

Воспитатели старшей и подготовительной групп, пытаясь поддержать неустойчивое детское внимание, проявляют большую изобретательность в том, чтобы сделать каждое занятие интересным. Широко используются разные виды наглядности, детям даются для работы индивидуальные наборы разных дидактических материалов. Конечно, такое оснащение занятий повышает интерес к нему детей, и они охотно выполняют предъявляемые руководителем требования, сохраняя длительно устойчивость внимания.

Но ведь в школе далеко не все элементы урока будут столь же интересными детям, им надо будет произвольно направлять свое внимание и заниматься порой совсем неинтересным делом, требующим, однако, длительного сосредоточения, например при писании букв и цифр, усвоении грамоты, слушании ответов товарища, многократно повторяющих одно и тоже правило, и т.д..

К этому детей надо готовить. Наблюдая занятия с детьми 6-7 лет и точно отмечая когда их внимание привлекается воспитателем, а когда эта сосредоточенность падает, выяснилось следующее:

1. Внимание 6-7-летнего ребенка может быть устойчивым в течение 25-30 минут и даже дольше, если он занят таким делом, которое требует его активного действия: рисование, конструирование, составление орнамента, подбор множеств, счет и др. Труднее поддерживать устойчивость внимания при умственном действии без практической работы. Однако, слушая читаемый им рассказ, смотря фильм, дети могут также долго сосредоточиваться на воспринимаемом содержании.

2. Особо важную роль играет такое занятие, где дети должны быть активными в решении каких-то задач. Рассматривание картины может вызвать отвлечение внимания через 5-7 минут после начала занятия, если воспитатель удовлетворяется простым называнием детьми изображенных предметов. Но если он ставит более трудные задачи, которые требуют от ребят поисков, изучения, сопоставления разных частей картины, установления связи между элементами, обобщения, выводов, такая работа поддерживает внимание детей – оно приобретает устойчивость и силу сосредоточения.

3. Отрицательно действует на внимание детей чрезмерный объем даваемого материала. Если воспитатель на одном занятии использовал 3-4 картины, или разучил 2 новых стихотворения, или требовал вспомнить и зарисовать 2-3 сценки из просмотренного фильма, внимание детей рассеивается. Полученные впечатления сливаются в какой-то общий смутный образ.

4. Также легко нарушается хрупкое детское внимание из-за организационных и методических ошибок, нередко допускаемых воспитателями.

Вот педагог объясняет детям, как надо расположить карточки с шарами, чтобы записать только что решенную всеми задачу. Дело трудное и новое. Дети приступили к работе, и тут воспитатель дает громко дополнительные указания или, что особенно вредно, делает вслух замечания отдельным детям: «Коля, ну какую карточку надо положить сначала? Сколько у Саши было шаров?.. Ты не слушал?» Коля сбивается еще больше, теряют рабочую установку и другие дети. Их внимание отвлечено громкими словами воспитательницы. Так же легко нарушается сосредоточенность внимания детей, если педагог не подготовился к занятию: ему нужно делать паузы, для того чтобы принести из шкафа дидактическое пособие или книгу, раздать листы детям и т.д.

Пустые промежутки, длинные паузы, резкие громкие замечания и разные ненужные хождения по группе нарушают сосредоточенность детей на работе.

5. Одно из наиболее частых причин отвлечения внимания детей, их рассеянности является их утомление. Длительное сохранение одной позы, однообразие выполняемых действий, скучные и ненужные повторения уже хорошо известного, вынужденное бездействие – все утомляет ребенка, и тем больше, чем он слабее, чем он менее привык к такой работе, утомляют ребенка и многие обстоятельства его жизни дома. Если он долго вечерами сидит у телевизора или с гостями, укладывается спать поздно и недосыпает, а в выходные дни его нервная система перегружается сильными впечатлениями – от кино, музеев, того же телевизора,- ребенок очень устает. Его утомление сказывается, как и у взрослого, прежде всего на внимании. Чуткий воспитатель легко увидит рассеянность ребенка и постарается найти ее  причину. Борьба за сохранения в семье нужного режима жизни ребенка – непременное условие успешного воспитания его внимания.

 

Автор: Трутнева Н.Б.

Развитие произвольного внимания дошкольников в игровой деятельности

Автор: Глазова Яна Алексеевна

     Статья:Глазовой Я.А
Развитие произвольного внимания дошкольников в игровой деятельности

 

Проблема внимания считается одной из самых важных и сложных проблем психологии. От ее решения зависит развитие всей системы психологического знания – как фундаментального, так и прикладного характера.

Значимость внимания в жизни человека, его определяющая роль в отборе содержаний сознательного опыта, запоминании и научении очевидны. Трудно усомниться также в необходимости всестороннего и детального исследования его феноменов.

В отличие от таких познавательных процессов как мышление, память, восприятие, внимание своего особого содержания не имеет, оно проявляется как бы внутри этих процессов и неотделимо от них. Внимание характеризует динамику протекания психических процессов. Таким образом, этот психический процесс является условием успешного осуществления любой деятельности как внешней, так и внутренней, а его продуктом – ее качественное выполнение. Главным условием развития произвольного внимания детей-дошкольников может стать игра как основной вид деятельности ребенка. В дошкольном возрасте игра имеет важнейшее значение в жизни маленького ребенка: игра для них – учеба, игра для них – труд, игра для них — серьезная форма воспитания. Игра приучает его к наблюдательности, к выполнению определенных правил, дисциплинирует его волю. Игра для дошкольников – способ познания окружающего мира. В игре ребенок приобретает новые знания, умения, навыки.

Произвольное внимание — одна из важнейших характеристик познавательной деятельности детей. Наряду с мышлением, восприятием, памятью, воображением произвольное внимание является важнейшим приобретением личности на данном этапе онтогенеза. Оно связано с формированием у ребенка волевых качеств и находится в теснейшем взаимодействии с общим умственным развитием ребенка.

Существует несколько подходов к пониманию произвольности. Первый из них разграничивает произвольные и волевые действия. Волевые действия, по мнению исследователей первого подхода (Г.С. Костюк, В.И. Аснин), «происходят в ситуации перестройки стереотипов, при наличии трудностей» .

Произвольное поведение, считают авторы, можно сформировать путем целенаправленного развития волевой сферы. Данные исследователи под волей понимают стремления, желания, цели, решения человека, его сознательные целенаправленные действия, поступки, его настойчивость, решительность, выдержку и другие качества. Воля — один из способов сознательной регуляции деятельности, поведения, приобретенная человеком способность сознательно ставить перед собой цели, принимать решения и подчинять им свои действия и поступки .

Третья точка зрения на механизм возникновения произвольного поведения принадлежит А.Р. Лурия и А.В. Запорожцу . Исследователи считают, что свое поведение дошкольники подчиняют не слову, а ситуативным обстоятельствам. Т.е. для того, чтобы ребенок в своих действиях руководствовался словесной инструкцией, необходимо создать специальные условия.

Становление произвольности поведения в дошкольном возрасте идет от «до-ситуативной» свободы малышей к появлению преград и приложению усилий, а затем, в старшем дошкольном возрасте к обретению «над-ситуативной» свободы. Эти данные позволяют предположить, что психологическим механизмом становления произвольности, и в частности произвольного внимания, является постепенное «оволивание» поведения, последовательное проникновение в поведение детей воли, ведущей через применение ребенком усилии к обретению свободы в действии.

Высокого развития достигает непроизвольное внимание в дошкольном возрасте. Появление новых интересов, участие в новых видах деятельности заставляют ребёнка сосредоточиваться на таких сторонах действительности, которые раньше оставались незамеченными.

У дошкольника возрастает устойчивость внимания, способность длительно заниматься определённым делом или определённым предметом. Дошкольники могут часами играть в какую-нибудь интересную игру, рисовать или конструировать.

Решающее значение в развитии непроизвольного внимания имеет организация воспитательной работы. Знакомя дошкольника с окружающей действительностью, побуждая его активно отображать эту действительность в своих играх, занятиях, изобразительной деятельности, воспитатель вызывает интерес к новым предметам и явлениям, заставляет ребёнка непроизвольно сосредоточить на них своё внимание.

Если непроизвольное внимание достигает у детей дошкольного возраста высокой ступени развития, то внимание произвольное начинает у них ещё только формироваться.

Выполняя поручения взрослых, неся некоторые обязанности в детском саду и дома, принимая участие в коллективных играх, дошкольник всё чаще сталкивается с такими условиями, где приходится обращать внимание на то, что необходимо для осуществления намеченного задания, что соответствует словесным указаниям взрослого или требованиям детского коллектива. Таким образом, новые жизненные условия, специально организуемые родителями и воспитателями, приводят к формированию произвольного внимания.

Ф. Шиллер считал, что «игра возникла для удовольствия… Только играя, можно стать человеком». Торндайк утверждал: «Игра — это наследственный инстинкт». Бюхер: «Игра — как форма избытка энергии». Кант: «Игра — незаинтересованная деятельность… Занятие — само по себе».

Швейцарский ученый К. Гросс считал игры изначальной школой поведения [39, 106]. Для него, какими бы внешними или внутренними факторами игры не мотивировались, смысл их именно в том, чтобы стать для детей школой жизни. Данный подход прост и мудр. Игра объективно — первичная стихийная школа, кажущийся хаос которой предоставляет ребенку возможность ознакомления с традициями поведения людей, его окружающих. Природа как бы специально предоставила высшим животным и человеку длительный период детства, чтобы, играя, они развивали жизненно важные органы и функции.

Основатель психоанализа 3. Фрейд развил мысль о компенсаторном характере игры, связав ее с бессознательными механизмами психики. Первая функция игры, по Фрейду, — это символическая реализация бессознательных влечений, что дает очищение и оздоровление психики. Вторая функция игры связана с тем, что в ней разрешаются, снимаются травматические ситуации, являющиеся источником невроза.

В современных языках понятие игры также чрезвычайно многозначно. Видный теоретик игры Хёйзинга определяет это понятие следующей формулой: «Игра есть добровольное действие либо занятие, совершаемое внутри установленных границ места и времени по добровольно принятым, но абсолютно обязательным правилам с целью, заключенной в нем самом, сопровождаемое чувством напряжения и радости, а также сознанием «иного бытия», нежели «обыденная жизнь» [68,10]. Идеи Хёйзинга не потеряли актуальности. Ученый своей книгой «Человек играющий» доказывает, что творчество человека есть момент игры как момент истины. Рассматривая игровое действие в разных исторических пластах, Хёйзенга приходит к важнейшим обобщениям: игра — необходимый способ социальной жизни, объективная основа нашего существовани].

Блестящий исследователь игры Д.Б.Эльконин полагает, что игра организует с помощью культовых символов деятельность и, значит, учит ориентироваться в явлениях культуры, помогает использовать их соответствующим образом. Специальными исследованиями установлено, что первые потребности ребенка социальны. Д.Б. Эльконин пишет: «Мир ребенка — это, прежде всего взрослый человек как важнейшая часть окружающей ребенка действительности, часть мира взрослых». Значит, игра социальна по своей природе и непосредственному насыщению и спроецирована на отражение мира взрослых.

Через игру ребенок входит в мир взрослых, овладевает духовными ценностями, усваивает предшествующий социальный опыт. Можно считать, что в игре ребенок получает впервые урок коллективного мышления. Это обстоятельство имеет принципиально важное значение, если принять во внимание, что будущее ребенка связано с общественно полезным трудом, главнейшее качество которого — совместное, коллективное решение задач, направленных на достижение общей цели.

Итак, игра выполняет существенные функции в формировании личности ребенка. В ней отражаются и развиваются знания и умения, полученные на занятиях в ДОУ, закрепляются правила поведения, к которым приучают детей в жизни. Игра выступает как основной ведущий вид детской деятельности и как важнейшее условие общественного воспитания. В игре развиваются необходимые каждому ребенку умственные способности, уровень развития которых, безусловно, сказывается в процессе школьного обучения. Именно поэтому необходимо особое внимание уделять игровой деятельности старших дошкольников.

Говоря об игре как ведущей деятельности дошкольника, мы имеем в виду преимущественно совместную сюжетно-ролевую игру. Другие виды игр — подвижные, дидактические, строительные,— хотя и широко используются в дошкольном воспитании, служат для реализации частных воспитательных задач.

Для развития произвольного внимания необходимо вызвать у ребенка эмоциональный интерес к своей деятельности, что становится возможным при использовании, в первую очередь, ведущей деятельности дошкольника — игры. Детям еще трудно сосредоточиться на однообразной и малопривлекательной для них деятельности, в то время как в процессе эмоционально окрашенной игры они могут достаточно долго оставаться внимательными.

В игре происходит оформление основных элементов волевого действия: ребенок ставит цель, принимает решение, намечает план действия, исполняет его, проявляет определенное усилие при преодолении препятствий, оценивает результат своего действия.

Произвольная регуляция поведения состоит в подчинении поведения ребенка задаче, то есть в его способности сосредоточиться на том, что предложил взрослый, на попытках активного решения задачи, на преодолении всего, что не относится к основной деятельности. Произвольность, в свою очередь, обеспечивает достаточный уровень игровой мотивации.

Недостаточная произвольность внимания — ребенок затрудняется сосредоточивать внимание по требованию.

Подобные недостатки не могут быть устранены фрагментарно включаемыми «упражнениями на внимание» в процессе занятий с ребенком и требуют для их преодоления специально организованной работы.

Основное изменение внимания в дошкольном возрасте состоит в том, что дети в возрасте 6-7 лет впервые начинают управлять своим вниманием, сознательно направлять его на определенные предметы, явления, удерживаться на них, используя для этого некоторые средства, т.е. возникает так называемое произвольное внимание.

Возрастными особенностями развития произвольного внимания старших дошкольников являются сравнительная слабость произвольного внимания и его небольшая устойчивость. Дети еще не умеют длительно сосредоточиваться на задании, особенно если оно неинтересно и однообразно, их внимание легко отвлекается. Возможности волевого регулирования внимания, управления им в старшем дошкольном возрасте весьма ограниченные. Перед воспитателями и родителями стоит сложнейшая задача — продумывать специальную работу по организации внимания детей, иначе оно окажется во власти окружающих вещей и случайного стечения обстоятельств.

Развитие произвольного внимания — важнейшая задача дошкольного воспитания. В дальнейшем оно обеспечит успешность обучения ребенка в школе, поможет ему выполнять указания учителя и контролировать себя.

Произвольное внимание формируется благодаря тому, что взрослые включают ребенка в новые виды деятельности как игры по правилам, конструирование и т. п., и при помощи определенных средств направляют и организуют его внимание. Вводя ребенка в эти виды деятельности, взрослые организуют его внимание при помощи словесных указаний. Ребенка направляют на необходимость выполнять заданные действия, учитывая те или иные обстоятельства.

Одним из основных средств развития произвольного внимания является игра, выступающая как основной ведущий вид детской деятельности и как важнейшее условие общественного воспитания. Особую роль в формировании произвольного внимания играют игры с правилами, которые кроме повышения уровня развития основных качеств произвольного внимания содействуют воспитанию в детях волевых черт характера, активности, самостоятельности и целеустремленности.

Источники:

Бармашова Е. Игровая мозаика: программа занятий по развитию внимания у детей дошкольного возраста [Текст] / Елена Бармашова// Школьный психолог. — 2005. — № 5. — С. 8-14.

Баскакова И.Л. Внимание дошкольника, методы его изучения и развития. Изучение внимания школьников [Текст] /И.Л. Баскакова. — М.: Издательство «Институт практической психологии», Воронеж-НПО «МОДЭК», 1995. — 64 с.

Игра дошкольника [Текст] /Л.А. Абрамян, Т.В. Антонова, Л.В. Артемова и др.; Под ред. С.Л. Новоселовой.— М.: Просвещение, 1989.— 286 с.: ил.— (Б-ка воспитателя дет. сада).

 

 

comments powered by HyperComments

Развитие внимания у дошкольников — игры и методики для развития внимания у дошкольников

«Ты вполне мог сделать задание без ошибок, если бы был внимательнее!». Обычно эту фразу родители произносят с сожалением, когда мамы и папы понимают, что малыш уже способен на большее, и проблема вовсе не в интеллектуальных способностях, а в отсутствии у него внимания. Только вот мало у кого из родителей есть чёткое целостное представление о том, что же такое внимание и как его тренировать.

Каким бывает внимание?

Вниманием называют способность человека сосредоточиться на чём-либо. Эта способность начинает проявляться у детей уже в первые месяцы жизни. Подобное это внимание называют непроизвольным, потому что возникает оно под влиянием внешних и внутренних раздражителей, таких как громкие звуки, яркий свет, непривычный запах. Непроизвольное внимание заложено в нас природой и служит нашей безопасности, ведь услышав непривычный шум за спиной, мы обязательно обернемся посмотреть, в чём дело.

Со временем на основе этого генетически исходного внимания у ребёнка начинает формироваться произвольное внимание – то есть умение сосредоточиться на определенном действии или предмете с помощью собственной силы воли.

Ученые выделяют и третий тип – послепроизвольное внимание, которое возникает на основе интереса и вдохновения. Простой пример: на начальном этапе чтение требует от ребёнка постоянной сосредоточенности (произвольное внимание), но в какой-то момент, незаметно для самого себя, ребёнок начинает читать без напряжения, чтение захватывает и увлекает его (послепроизвольное внимание).

Узнайте уровень подготовки ребёнка к школе

Особенности внимания у дошкольников

Перечислим несколько ярких особенностей внимания у дошкольников:

1. Внимание ребенка младшего дошкольного возраста пробуждают привлекательные внешне предметы, события и люди. До тех пор, пока у него сохраняется непосредственный интерес к воспринимаемым объектам, ребёнок остаётся сосредоточенным. Ближе к школе произвольное внимание формируется активно, но даже к концу дошкольного периода ребёнку ещё сложно заставить себя быть внимательным, поэтому ему необходима помощь взрослого.
2. В старшем дошкольном и младшем школьном возрасте происходит постепенный переход от верховенства непроизвольного внимания к преобладанию внимания произвольного. Так, младшие дошкольники рассматривают картинки в течение 6-8 секунд, а старшие дошкольники способны удерживать внимание на иллюстрациях уже 12-20 секунд. Внимание — это залог успешной учёбы, поэтому стоит обязательно выделить время для тренировки этой психической функции, иначе в школе ребёнку будет сложно вписаться в распорядок дня, требующий длительной сосредоточенности  и высокой концентрации.
3. Развитие произвольного внимания у ребёнка зависит от многих факторов —  состояния здоровья, индивидуальных особенностей, темперамента и пр. Например, дети-флегматики способны удерживать внимание до завершения любой деятельности, а меланхоликам трудно сосредоточиться из-за неуверенности в себе.

Читайте также: «Первый класс и темперамент ребёнка»

В чём проявляется нарушение внимания

Различные нарушения внимания напрямую связаны со свойствами внимания. Их всего семь.

Устойчивость — это способность ребенка направлять свое внимание на какие-то предметы или действия, не переключая его.

Концентрация — умение не отвлекаться на посторонние звуки, шорохи и тому подобные раздражители во время собственной сосредоточенной деятельности. Например, дошкольник рисует и вдруг слышит звуковой сигнал о получении смс. Ребенка с развитой концентрацией внимания это не отвлечёт — он будет продолжать рисовать.

Сосредоточенность — это способность удерживать внимание на одном объекте или виде деятельности при отвлечении от всего остального, касающегося этой темы. Сосредоточенность очень похожа на концентрацию, но считается навыком более глубинного анализа и направления внимания на важные мелочи.  

С этими свойствами внимания связаны следующие его нарушения:

• недостаточность концентрации внимания, при которой ребенку трудно не отвлекаться на посторонние раздражители;
• недостаточная избирательность, при которой малыш не может сконцентрироваться на нужном объекте или занятии;
• недостаточная произвольность, при которой дошкольнику сложно по требованию сосредоточиться;
• рассеянность —  другими словами, неспособность сконцентрироваться на объекте деятельности.

Распределение — это способность помещать в своё внимание не один объект, а несколько. Например, узнав о том, что деревья бывают хвойные и лиственные, дошкольники способны удерживать в голове несколько названий тех и других.

• Неумение одновременно выполнять несколько дел, а иначе плохая распределяемость — еще одно нарушение внимания.

Переключаемость — это свойство внимания особенно ярко проявляется в школе. Например, учитель что-то говорит, а потом просит посмотреть в учебник или на доску и переписать предложение.

 

• Дети с плохой переключаемостью внимания будут и дальше слушать, что говорит учитель, им сложно «вдруг» переключиться с одного вида деятельности на другой, то есть со слов учителя на книгу или доску. 

Предметность — это умение переводить внимание на конкретный фокус предмета. Например, узнав, что два плюс два будет четыре и увидев под примером картинку с яблоками, ребёнок с развитой предметностью сразу поймёт что 2 + 2 = 4 относится не только к числам и яблокам, но и к морковкам, и к любым другим предметам.

Объем внимания — это то количество предметов или процессов, на которых ребёнок может одновременно  сфокусироваться. Как показывают последние исследования, объём внимания ребёнка — это 4-6 предметов.

 

• Маленький объём внимания — невозможность сконцентрироваться на нескольких объектах, удерживать их — ещё одно нарушение внимания, которое непременно вызовет у ребёнка трудности при обучении в школе.

Принципы развития внимания у дошкольников

Во время дошкольного обучения очень важно тренировать все перечисленные свойства внимания. Если есть проблемы хотя бы с одним, ребёнок будет казаться невнимательным. Для развития внимания важно учитывать возраст ребёнка и подбирать соответствующие игры и упражнения. Тренировки произвольного внимания должны быть построены по принципу «от простого к сложному» и проходить регулярно — так эффект от занятий появится уже через пару недель. Если у малыша что-то не получается, следует отложить задание и предложить ему вариант попроще.

Родителям стоит помнить: проявление произвольного внимания всегда связано с борьбой между «хочу» и «надо», и чтобы детское «надо» стало осознанным, а не навязанным, развивать внимание ребенка лучше в процессе активной игровой деятельности («Съедобное-несъедобное», «Барыня»/«Вы поедете на бал?») и занимательных упражнений вроде нахождения отличий и прохождения лабиринтов. 

Игры и упражнения: развиваем внимание дошкольников

«Найди букву». Это упражнение ребёнок дошкольного возраста может делать раз в день. Понадобится старый журнал или ненужная книга. Откройте любую страницу или разворот и попросите ребёнка найти все буквы «О» (буква может быть любой знакомой ему), зачеркнуть их или подчеркнуть карандашом. Пусть малыш попробует выполнить задание как можно быстрее — засеките время, а после проверьте. Хорошо, если ребёнок пропустил не более 3-4 букв.

«Найди цифры». На листе бумаги напишите вразброс разными шрифтами и с разным наклоном числа от 1 до 10 (для старших дошкольников от 1 до 20). Задача ребёнка считать, максимально быстро отыскивая нужное число.

«Абракадабра». На листочке напишите набор произвольных букв, например, «ОММОДОМ БРЕЕЕЕГАРД УКЛЯЯЯЛ» и попросите ребёнка максимально быстро переписать. Изюминка задания в том, что переписать понятную фразу или слово — просто, ребёнку нужно лишь запомнить его и записать. С несвязным набором букв всё гораздо сложнее — здесь нужно сконцентрироваться.

«Прятки». Среди набора букв попросите ребёнка отыскать спрятавшиеся слова. Например, в этом ряду первое слово «фартук»: ОЛРВФАРТУКОПАКНРУКАИНОГАОРАВВОРОНА

«Топ – хлоп». Правила просты: услышав правильное утверждение, ребёнок должен хлопнуть, услышав неправильное – топнуть. Взрослый может говорить всё, что приходит в голову: зимой расцвели розы, в июне выпал снег, огурцы растут на ёлках, кукушка – это маленькая рыбка и так далее.

«Часы». Слежка за секундой стрелкой — отличное упражнение на развитие концентрации внимания, но вот только просто так ребёнок следить за стрелкой не будет, поэтому лучше провести тренировку в формате игры. Для этого понадобятся большие настенные часы с секундной стрелкой. С ними нужно сделать небольшие преобразования: между цифрами наклеить любые буквы. После чего попросите ребенка следить за секундной стрелкой. Периодически – несколько раз за игру – спрашивайте, на какой цифре или букве находится стрелка. Так у ребёнка появляется мотивация следить внимательно. Играть можно от 1 до 3 минут. Если ребенок за 3 минуты не ошибается 7-8 раз, вы добились отличных результатов.

«Перед этим я…». Это упражнение можно делать прямо перед сном. Попросите ребенка рассказать, как прошел его день, только «задом наперед». «Сейчас ты ложишься спать, а перед этим ты…» Ребёнок вспоминает и говорит: «Чистил зубы, а перед этим я ужинал, а перед этим я гулял…»

Выполняя это упражнение каждый день, вы будете решать сразу несколько задач:

• во-первых, будете общаться с ребенком (общение перед сном, даже в формате игры, полезно для детско-родительских отношений),
• во-вторых, с третьего-четвертого раза ребенок начнет осознавать, что он делает в течение дня и периодически ловить себя на мысли  «я сейчас играю — надо запомнить»,
• в-третьих, поймав себя за «ничегонеделанием», ребенок захочет сосредоточиться на какой-то  более созидательной деятельности,
• в-четвертых, во время длительной концентрации на своих воспоминаниях ребёнок будет тренировать не только внимание, но и память.

Мария Березовская

Различные эффекты произвольного и непроизвольного внимания на активность ЭЭГ в гамма-диапазоне

Реферат

Предыдущие исследования показали, что активность ЭЭГ в гамма-диапазоне может модулироваться вниманием. Здесь мы сравнили эту деятельность для произвольного и непроизвольного пространственного внимания в парадигме пространственных сигналов с лицами в качестве целей. Стимулы и время испытаний оставались постоянными в зависимости от условий внимания, при этом изменялась только прогностическая ценность сигнала. Гамма-диапазон был связан с произвольным переключением внимания, но не с непроизвольным захватом внимания.Наличие повышенных гамма-ответов для произвольного распределения внимания и его отсутствие в случаях непроизвольного захвата предполагает, что нейронные механизмы, управляющие этими двумя типами внимания, различны. Более того, эти данные позволяют описать временную динамику, способствующую разобщению между произвольным и непроизвольным вниманием. Распределение этого коррелята произвольного внимания согласуется с процессом сверху вниз, вовлекающим контралатеральные передние и задние области.

Введение

Поведенческие свидетельства показывают, что пространственное внимание можно вызвать по крайней мере двумя способами. Один направлен на достижение цели и задействует механизмы контроля сверху вниз, тогда как другой является автоматическим и не зависит от задачи. Первое часто называют эндогенным или произвольным вниманием (Posner, 1978), а второе — экзогенным или непроизвольным вниманием (Jonides, 1981).

Обширные свидетельства, полученные с использованием парадигмы пространственных указаний (Posner, 1978) (см. Рис.1 a ), показывают, что как для произвольного, так и для непроизвольного внимания цели обнаруживаются и распознаются быстрее в правильно назначенных местах по сравнению с неверно указанными ( «эффект действительности»).Часто предполагается, что обе формы внимания одинаково усиливают перцепционную обработку и контролируются одними и теми же нейронными механизмами (Gazzaniga et al. , 1998). Однако поведенческие данные указывают на то, что произвольное и непроизвольное внимание может иметь разные временные рамки и последствия (Müller and Rabbitt, 1989; Berger et al., 2005).

В настоящем исследовании задание на подсказки было объединено с электрофизиологическими измерениями для сравнения произвольного и непроизвольного внимания в идентичных условиях стимула.

Предыдущая работа, связавшая электрофизиологию с парадигмами подсказок, в основном была сосредоточена на потенциалах, связанных с событиями (ERP). Наиболее последовательный результат — это увеличение ранних сенсорных потенциалов (компонента P1), вызванное направленной целью по сравнению с необслуживаемой целью (Mangun and Hillyard, 1991; Hopfinger and Ries, 2005). Более поздние компоненты также можно модулировать, но результаты менее согласованы. В то время как некоторые авторы сообщали о более высоком N1 в достоверных исследованиях (Luck et al., 1994), другие обнаружили обратное (большее N1 в недействительных исследованиях) (Hopfinger and Ries, 2005). Хопфингер и Уэст (2006) измерили взаимодействие между произвольным и непроизвольным вниманием, одновременно управляя двумя типами внимания. Они обнаруживают, что, хотя произвольное и непроизвольное внимание взаимно влияет друг на друга, оно действует на разных этапах обработки. Однако в использованной ими процедуре добровольные и непроизвольные сигналы были визуально разными и предъявлялись в разное время в данном испытании. Эффекты произвольного и непроизвольного внимания редко сравнивались напрямую при одинаковых условиях стимула в рамках одного и того же исследования ERP.Исследования, которые пытались провести это сравнение, не выявили заметных различий в амплитудах P1 или N1 (Doallo et al., 2005).

В предыдущих работах как на животных, так и на людях изучалась спектральная составляющая сигнала ЭЭГ (Gruber et al., 1999; Fries et al., 2001; Vidal et al., 2006; Fan et al., 2007), предполагая, что активность в гамма-диапазон (> 30 Гц) (Tallon-Baudry and Bertrand, 1999) модулируется вниманием. Поэтому мы сосредоточились на гамма-диапазоне, поскольку он относится к произвольному и непроизвольному вниманию.Принимая во внимание, что ERP не различают произвольное и непроизвольное внимание, мы сообщаем о явных различиях между этими двумя системами внимания в гамма-диапазоне.

Материалы и методы

Задачи и процедуры.

Участники выполнили простую задачу по распознаванию лиц в условиях произвольного и непроизвольного внимания. Как показано на Рисунке 1 и , одно из двух лиц было представлено сразу после смещения реплики, либо влево, либо вправо от фиксации, и участники сообщали, какое лицо было представлено, путем нажатия одной из двух клавиш.Периферический сигнал предшествовал целевому лицу как в произвольных, так и в непроизвольных условиях. Произвольное внимание измерялось в условиях прогнозирующего сигнала. В этом состоянии лицо чаще появлялось в указанном месте (допустимо на 70%), чем в необработанном месте. Непроизвольное внимание измерялось в состоянии непредсказуемого сигнала. В этом состоянии местоположение сигнала не было связано с целевым местоположением. Оба условия включали испытания без мишени, что позволяло оценить активность, связанную с сигналом, изолированно от лица мишени.Третий ключ использовался для сообщения об отсутствии цели. Единственная разница между условиями внимания заключалась в соотношении допустимых, недействительных испытаний и испытаний, содержащих только реплики. Этот дизайн позволил исследовать физиологический ход обработки сигналов и целей для произвольного и непроизвольного внимания без искажения параметров физических стимулов. Условие прогнозирующего сигнала состояло из шести блоков по 100 проб, разделенных перерывами. Условие непрогнозируемой реплики состояло из пяти 112 пробных блоков (см.рис.1 а ). Каждый участник выполнил одно условие реплики перед тем, как начать другое условие реплики, и условия реплики были уравновешены между испытуемыми. Каждое условие сигнала начиналось с короткого тренировочного блока (20 попыток).

Обратите внимание, что в условиях прогнозирующей реплики участнику предлагалось использовать реплику, когда она появлялась, и предвидеть вероятное местоположение цели. В состоянии непредсказуемой реплики участникам было дано указание игнорировать реплики, поскольку они не зависят от целевого местоположения.Здесь в качестве операционных переменных для произвольного и непроизвольного внимания использовались условия прогнозирующей и непрогнозирующей реплики. С помощью прогнозирующего сигнала произвольное внимание будет выделяться при появлении сигнала. При использовании непредсказуемого сигнала произвольное внимание не будет выделяться, пока не появится цель.

Стимулы.

стимула отображались на 20-дюймовом мониторе. При просмотре с расстояния 155 см угол обзора каждого сигнального квадрата составлял 2,2 °, и они находились в центре 2,7 ° от фиксирующего креста 0,4 °.Лица располагались по центру одного из квадратов и имели ширину 2,4 °.

Участников.

Шестнадцать студентов участвовали в эксперименте по получению зачетных единиц. У всех участников была нормальная или скорректированная до нормальной острота зрения. Участники дали информированное согласие, одобренное Советом по институциональной проверке Калифорнийского университета в Беркли.

Получение и обработка ЭЭГ.

ЭЭГ регистрировали с помощью системы Biosemi active-two с частотой дискретизации 256 Гц с 64 участков модифицированной системы монтажа 10–20.Горизонтальные электроокулографические (ЭОГ) сигналы регистрировались на левом и правом наружном уголке глаза, а вертикальные ЭОГ регистрировались ниже правого глаза. Все электроды были привязаны к кончику носа. Предварительная обработка данных производилась в Brain Vision Analyzer. Испытания с движением глаз или морганием были удалены из данных с использованием критерия амплитуды ± 150 мкВ или ниже. Текущая ЭЭГ была сегментирована на периоды от 200 мс до начала сигнала до 1000 мс после начала сигнала правильно выполненных испытаний. Затем эти данные были экспортированы в EEGLAB (Matlab Toolbox) (Delorme and Makeig, 2004) для спектрального анализа.

Спектральный анализ ЭЭГ.

Для измерения мощности в каждой полосе частот и в каждый момент времени данные обрабатывались с использованием функции «timef» EEGLAB (Delorme and Makeig, 2004). Для каждого экспериментального условия ~ 60 случайно выбранных эпох ЭЭГ были свернуты с помощью синусоидальных всплесков с гауссовым окном с двухцикловой длительностью. В каждой полосе частот средняя спектральная энергия базовой линии до стимула (от -200 до -50 мс, исключая последние 50 мс фиксации, в которых фиксация изменила цвет) вычиталась из частотно-временной энергии до стимула и постстимула.Абсолютная мера мощности была преобразована в децибелы [10 × log (мкВ ² )]. Исходные уровни в двух состояниях внимания были эквивалентны, что было выявлено в ходе запланированного парного теста t ( t ₍₁₅₎ = 1,05; p = 0,92). Полученные частотно-временные карты были усреднены по испытаниям для каждого испытуемого, чтобы сформировать связанное с событием спектральное возмущение (ERSP) (Makeig, 1993). Индивидуальные тематические карты были усреднены для создания больших средних карт ERSP (см.рис.2).

Для статистического анализа было выбрано несмещенное по частотному диапазону время максимального отклика гамма-диапазона из усредненных данных для ответов, связанных с сигналом, и ответов, связанных с целью, отдельно (Yuval-Greenberg et al., 2007). Средняя мощность в этих областях для каждого условия затем использовалась в качестве зависимой переменной в ANOVA с повторяющимися факторами. Из-за широкого распределения волосистой части головы данные были разделены для анализа на три группы (передняя, ​​центральная и задняя) в каждом полушарии (Gruber et al., 1999) (дополнительный рис. 1, доступный на www.jneurosci.org в качестве дополнительного материала).

Анализ ERP.

Сегментированные данные были усреднены отдельно для каждого условия. Усредненные формы сигналов подвергались полосовой фильтрации [0,8–17 Гц, 24 дБ / октава (Zion-Golumbic and Bentin, 2006)], и базовая линия была скорректирована от начала до 100 мс. Для каждого участника пик P1 был определен как локальный максимум между 80 и 150 мс после достижения цели и пик компонента N170, селективного для лица (Bentin et al., 1996) был определен как локальный минимум между 130 и 220 мс. В анализ были включены амплитуды этих компонентов в сайтах P8, PO8 и P10 в правом полушарии, а также в сайтах гомологов в левом. ANOVA с повторными измерениями с факторами, определяющими условие (прогнозирующий, непрогнозирующий), полушарие (слева, справа), место (P7 / 8, PO7 / 8, P9 / 10), целевую сторону (слева, справа) и достоверность (действительный, недействительный) ) обрабатывались как внутри переменных субъекта и выполнялись отдельно для амплитуд P1 и N170.

Результаты

Производительность

В целом, распознавание целей было быстрее для действительных испытаний, чем для недействительных (рис. 1 b ). Эффект достоверности был больше в условиях прогнозирующей, чем непредсказуемой подсказки. Эти результаты были подтверждены двухфакторным дисперсионным анализом ANOVA, проведенным для испытаний с целевым присутствием. В целом, ответы были немного быстрее в условиях прогнозирования, чем при непрогнозируемых условиях. Однако эта разница не была значимой ( F _(1,15) = 3.32; р = 0,09). Эффект достоверности был значительным ( F _(1,15) = 30,29; p <0,001) и взаимодействовал с условием подсказки ( F _(1,15) = 15,91; p <0,01 ). Это взаимодействие указывало на то, что эффекты достоверности были больше в состоянии прогнозирующего сигнала, чем в условии непредсказуемого сигнала. Запланированные парные сравнения показали, что в обоих условиях достоверности эффект достоверности был значительным ( t ₍₁₅₎ = 5.14, p <0,001 для прогнозирующего и t ₍₁₅₎ = 3,4, p <0,01 для непрогнозирующего). Для испытаний с отсутствием цели производительность была идентична для двух условий реплики (636 мс в обоих).

Рисунок 1.

a , После 1 с фиксации на 250 мс отображалась метка (один прямоугольник изменился на красный, обозначенный пунктирным прямоугольником), за которым следовала одна из двух целей лица, отображаемая в течение 300 мс, или пустой экран. Ниже на иллюстрации показаны вероятности (и номера испытаний) каждого типа испытаний (действительный, недействительный, только с сигналом) в различных условиях сигнала (прогнозирующий и непрогнозирующий).С помощью нажатия клавиши участники указывали, какое лицо появилось или нет. b , Время реакции в миллисекундах.

Процент правильных для действительных и недействительных испытаний после прогнозных сигналов составил 94,7% и 92,4%, соответственно. Соответствующие показатели точности после непредсказуемых сигналов составили 95,2% и 93%. ANOVA показал основной эффект достоверности в частоте ошибок (разница 2,25%; F _(1,15) = 17,30; p <0. 01) и отсутствие взаимодействия с условием сигнала ( F <1).

Фигура 2. Графики

времени ( x -ось) / частота ( y -ось) для непредсказуемых (левый столбец) и прогнозируемых (правый столбец) условий. a , Данные испытаний только cue. Начало сигнала на нуле отмечено стрелкой. b , Данные испытаний в присутствии цели (действительные и недействительные в первой и второй строках соответственно). Целевые начала на нуле отмечены стрелкой.Темными прямоугольниками обозначено окно времени / частоты, используемое в статистическом анализе.

Спектральный анализ

Активность в гамма-диапазоне (определяемом здесь как 30–70 Гц) была усреднена для временного окна от 150 до 225 мс после начала спасения для измерения активности, связанной с сигналом, и от 150 до 225 мс после начала действия цели для измерения активности, связанной с целью (Рис. 2) (процесс выбора частотно-временного окна описан в разделе «Материалы и методы»).

Действия, связанные с сигналом

Анализ испытаний с отсутствием цели показал, что мощность гамма-диапазона для сигналов была выше в режиме прогнозирования, чем в состоянии без предупреждения (рис.2 а ). Это наблюдение было подтверждено дисперсионным анализом (ANOVA) с условием сигнала (прогнозирующий, непрогнозирующий), стороной сигнала (слева, справа), полушарием (слева, справа) и сайтом (задним, центральным, передним). Основное влияние состояния реплики было значительным ( F _(1,15) = 4,63; p <0,05), хотя влияние всех других факторов не было (полный статистический анализ см. В дополнительной таблице 1, доступной на www.jneurosci.org в качестве дополнительных материалов).

Целевая деятельность

Гамма-активность, вызванная недопустимыми целями в условии прогнозирующей подсказки, была выше, чем активность, вызванная действительными целями.В состоянии непрогнозируемого сигнала гамма, вызванная обоими типами целей (действительными и недействительными), была одинаковой (рис. 2 b ). ANOVA с условием сигнала (прогнозирующий, непрогнозирующий), валидностью (действительной, недействительной), целевой стороной (слева, справа), полушарием (слева, справа) и сайтом (задним, центральным, передним) в качестве факторов внутри субъекта показал основные эффект достоверности ( F _(1,15) = 5,12; p <0,05), который взаимодействовал с условием реплики ( F _(1,15) = 4.70; p <0,05). Парные запланированные сравнения показали, что в условиях прогнозирующего сигнала гамма-диапазон был значительно выше в недействительных, чем в достоверных испытаниях ( F _(1,15) = 5,20; p <0,05). В условиях непрогнозируемого сигнала этого не было ( F _(1,15) = 3,51; p = 0,08). Тенденция в непредсказуемом случае может быть вызвана рядом факторов. ^a Важно отметить, что значимое взаимодействие отражает достоверные различия в гамма-активности между допустимыми и недопустимыми условиями для прогнозирующих и непредсказуемых условий.

Кроме того, анализ выявил доказательства латеральности ответа в гамма-диапазоне в условиях прогнозируемого сигнала. Как полушарие при взаимодействии со стороны мишени, так и полушарие при взаимодействии со стороны мишени были значимыми ( F _(1,15) = 6,20, p <0,05 и F _(2,30) = 7,04). , p <0,01 соответственно). Гамма-мощность была выше над полушарием, противоположным целевому положению, чем над ипсилатеральным полушарием.Различие между контралатеральным и ипсилатеральным ответами было значительным для заднего и переднего участков ( F _(1,15) = 7,16, p <0,05 и F _(1,15) = 0,33, p <0,01 соответственно). На рис. 3 a – c представлены распределения отклика гамма-диапазона на коже головы в трех точках времени после начала действия цели, демонстрирующие различия в распространении гамма-излучения по разным участкам кожи головы (дополнительный рис. 2, доступно на www.jneurosci.org в качестве дополнительных материалов). Для центральных участков статистический тест не выявил значимых эффектов латеральности (эффект от цели к полушарию F _(1,15) = 2,09; p = 0,169, несущественно).

Рисунок 3.

a – c , Распределение активности гамма-диапазона на волосистой части головы при 141, 198 и 236 мс при недействительных испытаниях в условиях прогнозирующего сигнала. Частоты 30–70 Гц были сокращены, а шкалы изменены, чтобы подчеркнуть различия в активности между разными участками.

ERP

Компоненты

P1 и N170 не различались в условиях прогнозирующего и непредсказуемого сигналов ( F <1 для всех соответствующих сравнений для компонентов P1 и N170). Оба компонента показали максимальный ответ для сайтов, расположенных контралатерально по отношению к стороне-мишени (значимое взаимодействие полушария со стороны мишени: F _(1,15) = 8,16, p <0,05 для P1 и F _{(1,15 )} = 8,67, р <0. 05 для N170). В соответствии с предыдущими сообщениями в литературе (Mangun and Hillyard, 1991; Hopfinger and Ries, 2005) для обоих состояний внимания компонент P1 был больше для допустимых условий по сравнению с недопустимыми условиями, когда цель была представлена ​​в контралатеральном поле зрения (дополнительная информация материал, доступный на www.jneurosci.org). Этот эффект был поддержан значительным полушарием на стороне цели посредством достоверного взаимодействия ( F _(1,15) = 17,14; p <0.01). Для N170 такого эффекта достоверности обнаружено не было (полушарие рядом с целью по достоверности: F _(1,15) = 1,23; p = 0,28, несущественно).

Обсуждение

Настоящие результаты показывают, что произвольное и непроизвольное внимание по-разному влияет на реакцию в гамма-диапазоне, тогда как оба влияют на время реакции (RT) одинаково. Эти эффекты проявлялись в два этапа. Первый был в ответ на сигнал: только произвольное увеличение гамма-диапазона, вызванное вниманием, только к сигналу (условие прогнозирующего сигнала). Второй был реакцией на цели: гамма-диапазон увеличивался всякий раз, когда требовалось произвольное переключение внимания на цель. Эти модели гамма-отклика и то, как они связаны с произвольным и непроизвольным вниманием, подробно описаны ниже.

Повторяя многие прошлые исследования, действительные цели были обнаружены быстрее, чем недопустимые, независимо от прогнозируемой ценности сигнала. Это свидетельствует о том, что резкое появление периферических раздражителей рефлекторно привлекало внимание наблюдателя. Однако, когда сигнал был предсказуемым, участники также добровольно ориентировались на указанное место, что приводило к усилению эффектов достоверности.Поскольку добавление произвольного внимания было единственной разницей между двумя состояниями, более высокая мощность гамма-излучения, вызванная прогностическими сигналами, по сравнению с непрогнозирующими сигналами, отражает активность ЭЭГ, связанную с произвольным вниманием. ^б

Ответы на цели различались в зависимости от того, был ли сигнал предсказуемым или непрогнозирующим. В непредсказуемом состоянии, когда появляется цель, требуется произвольное переключение внимания на цель для выполнения задачи распознавания (как для действительных, так и для недействительных испытаний).Ответ ЭЭГ в этих испытаниях показывает, что после того, как цель появляется в непредсказуемом состоянии, наблюдается усиление ответа в гамма-диапазоне (рис. 2 b ). Следовательно, для условия непрогнозируемого сигнала реакция на цели поддерживает соответствие между ответом в гамма-диапазоне и произвольным переключением внимания.

В условии прогнозирующей реплики, при действительных испытаниях, реплика вызывала произвольное внимание, и никакого дополнительного смещения к цели не требуется. В этих испытаниях гамма-диапазон был меньше, потому что участники уже переключили свое внимание на указанное место.Напротив, в недействительных испытаниях, несмотря на то, что переключение внимания произошло на прогностический сигнал, внимание сместилось в неправильное место, и при появлении цели требуется дополнительное переключение внимания. Изучение ответа ЭЭГ в этих испытаниях показывает заметное увеличение гамма-ответа в недействительных испытаниях. И снова реакция ЭЭГ в гамма-диапазоне, кажется, отражает произвольный сдвиг пространственного внимания.

Предыдущие исследования спектральной области сигналов ЭЭГ предложили различные роли гамма-активности, которые включают восприятие, высшие когнитивные функции, такие как память и представление объектов (Herrmann et al., 2004; Зион-Голумбик и Бентин, 2006). Таллон-Бодри и др. (1999) всесторонне исследовали роль активности гамма-диапазона в связывании восприятия. В первоначальных исследованиях гамма-активность измерялась для стимулов, требующих интеграции восприятия для формирования видимого объекта. Однако, поскольку объект, требующий связывания, также был объектом внимания, было неясно, был ли фактор, вызывающий увеличение индуцированной гамма-излучения в этих исследованиях, перцептивным связыванием, отбором по вниманию или некоторой их комбинацией (Tallon-Baudry et al. , 2005).

Предыдущая работа показала, что отклик в гамма-диапазоне может быть связан с избирательным вниманием. Gruber et al. (1999) сообщили об увеличении активности гамма-диапазона в теменно-затылочных участках, противоположных сопровождаемому движению, а недавно Vidal et al. (2006) диссоциировали между реакцией на визуальную группировку и сосредоточенным вниманием. В этом исследовании, однако, участникам было предложено выборочно уделить внимание подмножеству стимулов на дисплее для последующего отчета об ориентации элементов, задача, включающая компонент памяти в дополнение к компонентам выборочного внимания.Fan et al. (2007) ранее сообщали об увеличении ответа в гамма-диапазоне на периферический прогнозирующий сигнал, как мы обнаружили здесь. Авторы называют этот эффект эффектом пространственной ориентации. Однако в их исследовании неясно, вызвано ли это увеличение периферической сенсорной стимуляцией, экзогенным захватом внимания периферическим сигналом или произвольным развертыванием внимания к месту назначения (сигналы были на 100% предсказуемыми).

Наши данные исключают сенсорную интерпретацию этих результатов и предполагают, что увеличение ответа в гамма-диапазоне связано с добровольным, а не непроизвольным развертыванием внимания.Поскольку механизмы отбора и организации восприятия считаются в высшей степени интерактивными, привязку восприятия и внимание трудно разделить. В настоящем исследовании мы обошли эту проблему, наблюдая эффекты произвольного и непроизвольного внимания на активность гамма-диапазона в отсутствие сенсорных различий между этими двумя состояниями внимания. Возможно, нейронные механизмы, поддерживающие произвольные сдвиги внимания, также участвуют в связывании восприятия (Treisman and Gelade, 1980), однако эти вопросы требуют дальнейшего изучения.

В отличие от гаммы, ERP не делали различий между произвольным и непроизвольным вниманием. Подобно предыдущим исследованиям (Mangun and Hillyard, 1991; Hopfinger and Ries, 2005), мы нашли доказательства ранней сенсорной обработки для достоверно запрошенных мест по сравнению с недействительными местами (на что указывает более крупный компонент P1 в достоверных испытаниях). Однако на это различие в значительной степени не повлияла предсказуемость сигналов (Doallo et al., 2005). Эта диссоциация между более высокочастотными ответами в диапазоне гамма-диапазона и низкочастотными ответами в ERPs предполагает, что высокочастотная и низкочастотная активность ЭЭГ отражают разные нервные механизмы.

Наши результаты в отношении гамма-диапазона относятся к предыдущим результатам, полученным при однократных записях. У обезьяны V4 гамма-активность коррелирует с выбором внимания (Fries et al., 2001). Записи в этом исследовании были ограничены экстрастриальными областями. Наши данные дополняют работу на животных, поскольку они выявляют контралатеральные реакции на предсказательные сигналы и посещаемые цели, которые сначала появляются в передних областях, а затем распространяются на задние области (рис.3, дополнительный фильм 1, доступный на сайте www.jneurosci.org в качестве дополнительного материала). Такое контралатеральное лобно-теменное распределение согласуется с данными как исследований функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) на людях, так и исследований на животных, показывающих значимость кортикальных областей, таких как лобные поля глаза, для избирательного произвольного внимания (Corbetta, 1998; Buschman and Miller, 2007 ).

Активность ЭЭГ в α-диапазоне, как было показано, модулируется устойчивым произвольным вниманием (Worden et al., 2000, Thut et al., 2006). Эти модуляции обычно развиваются за 400 мс после начала пространственного сигнала. Возможно, что ответы α-диапазона и гамма-диапазона взаимодействуют, и будущие исследования могли бы решить эту проблему, используя более длинные интервалы контрольных точек, чем те, которые используются здесь. Настоящее исследование было разработано, чтобы позволить прямое сравнение между произвольным и непроизвольным вниманием, требующим относительно коротких интервалов между метками и целью.

Различия в нейронной реакции между произвольными и непроизвольными состояниями внимания хорошо согласуются с гипотезой о том, что они включают разные механизмы, и предполагают, как эти два типа внимания могут влиять на производительность и перцептивную обработку.Предыдущие подтверждения этой гипотезы можно найти как в поведенческих исследованиях, так и в исследованиях. RT-исследования показали, что эффекты непроизвольного внимания быстро рассеиваются и обращаются вспять при асинхронности начала длинного сигнала-мишени, тогда как эффекты произвольного внимания на производительность остаются устойчивыми (Berger et al., 2005). Prinzmetal et al. (2005) предполагают, что есть несколько случаев, когда произвольное внимание влияет на точность, тогда как непроизвольное внимание не в идентичных условиях стимула. Исследования фМРТ также сообщают о различиях между произвольным и непроизвольным вниманием, в основном в спинных областях (Kincade et al., 2005). Зависящая от уровня кислорода в крови реакция на лица в веретенообразной области лица (Kanwisher et al., 1997) увеличивалась, когда целевое лицо было представлено в указанном месте по сравнению с необработанным местоположением, но только если сигналы предсказывали местоположение цели ( М. Эстерман и В. Принцметал, неопубликованное наблюдение). Текущее исследование ЭЭГ дает представление о временной динамике произвольного и непроизвольного внимания и показывает, что реакция в гамма-диапазоне отражает произвольные сдвиги внимания.

Сноски

• Эта работа была поддержана грантом Национального института здравоохранения MH 64458 (L.C.R., S.B.). Мы благодарим Брайана Роуча за информативный методологический обмен, а также Майкла Оливера и докторов наук. Роберту Т. Найту и Александре Лист за полезные обсуждения. Мы также хотели бы поблагодарить Шерил Л. Ширли за ее помощь в сборе данных.

• ↵a Возможно, эта тенденция отражает косвенное влияние непроизвольного захвата на распределение внимания. В то время как непрогнозирующие сигналы не вызывают активности гамма-диапазона, RT предполагают, что они действительно влияют на локус визуального внимания в пространстве (рис.1 b ) (значительный эффект достоверности в условиях непрогнозируемой реплики). Следовательно, захват внимания, хотя и имеет различную временную динамику и, казалось бы, разные нейронные сигнатуры, может определять отправную точку, с которой начинается произвольный сдвиг внимания с целевым отображением. Этот счет post hoc и потребует дополнительных экспериментальных исследований.

• ↵b Временной ход произвольной модуляции ЭЭГ внимания, найденный здесь, согласуется с предыдущей работой по измерению устойчивых зрительных вызванных потенциалов в ответ на сигнал внимания в парадигме устойчивого внимания (Müller et al., 1998).

• Для корреспонденции обращаться к Айелет Ландау, Калифорнийский университет в Беркли, 3210 Tolman Hall, Berkeley, CA 94720-1650. ayelet {at} berkeley.edu

Произвольное и непроизвольное внимание различаются в зависимости от импульсивности

Пространственное внимание относится к способности выбирать и определять приоритеты частей окружающей среды для обработки, игнорируя другие. Добровольное внимание — это тип внимания, которое целенаправленно и определяется соответствующей задачей.Непроизвольный захват внимания приводит к тому, что стимулы выбираются из-за их важности, а не релевантности задачи (Jonides, 1981). В эксперименте 1 произвольное и непроизвольное внимание исследовалось с использованием парадигмы пространственных сигналов, показанной на рис. 1.

Рис. 1

Последовательность событий в испытании. Прямоугольники указывают возможные местоположения цели, а толстый прямоугольник представляет собой периферийный сигнал. Целевые стимулы были либо Fs, либо Ts, с обеих сторон окруженными Os. Реплики и цели нарисованы в масштабе

.

Мы различали произвольное и непроизвольное внимание в отдельных блоках, варьируя пропорции испытаний, в которых цель появлялась в указанном месте.В состоянии непроизвольного внимания целевое местоположение было случайным по отношению к местоположению реплики. Чтобы исследовать произвольное внимание, в отдельных блоках была сделана реплика, предсказывающая местоположение цели. Разница между прогнозирующими и непредсказуемыми сигналами указывает на вклад произвольного внимания.

Для дальнейшего разделения произвольного и непроизвольного внимания мы также варьировали интервал сигнал-цель (также называемый асинхронностью начала стимула [SOA]).Непроизвольное внимание, как известно, преходяще (Posner, Cohen, & Rafal, 1982; Posner, Snyder, & Davidson, 1980), и эффект подсказки исчезает по мере увеличения SOA. Напротив, эффекты произвольного внимания наблюдаются для более длительных SOA и могут сохраняться (например, Wright & Richard, 2000).

И прогнозирующие сигналы (произвольное внимание), и непрогнозирующие сигналы (непроизвольное внимание) имеют одинаковый общий поведенческий эффект: более быстрые RT для целей в указанном месте, чем в месте без предупреждения.Однако в предыдущих исследованиях с использованием аналогичных дизайнов сообщалось о различиях в поведении между произвольным и непроизвольным вниманием (например, Prinzmetal, McCool, & Park, 2005; Prinzmetal, Park, & Garrett, 2005), а также о различиях в нервной активности, измеренной с помощью фМРТ ( Esterman et al., 2008) и ЭЭГ (Landau, Esterman, Robertson, Bentin, & Prinzmetal, 2007).

Целью эксперимента 1 было определить, будут ли индивидуальные различия в импульсивности, измеренные по шкале импульсивности Барратта (BIS-11; Patton, Stanford, & Barratt, 1995), отражаться в показателях произвольного и непроизвольного внимания.Мы предсказали, что люди с высокой импульсивностью будут демонстрировать более сильные эффекты непроизвольного внимания, чем люди с низкой импульсивностью, тогда как люди с низкой импульсивностью будут демонстрировать более сильные эффекты произвольного внимания, чем люди с высокой импульсивностью.

Метод

Участников

Общая выборка включала 48 участников (33 женщины, 15 мужчин) в возрасте от 17 до 31 года. Были использованы две стратегии набора: двадцать участников были набраны из Калифорнийского университета в Беркли, программы участия в исследованиях, а остальные добровольцы были отобраны на основе предварительного скринингового теста (BIS-11), проведенного для этого пула субъектов, из которого мы набрали тех, чьи оценки BIS были на одно или несколько стандартных отклонений от среднего, что позволило получить широкий диапазон оценок.

Процедура

Последовательность событий в испытании показана на рис. 1. Половина участников начала с условия непрогнозируемой подсказки, а половина — с условия прогнозирующей подсказки. В состоянии непредсказуемой метки местоположение метки было случайным по отношению к целевому местоположению. Это условие состояло из четырех блоков по 80 попыток в блоке. В состоянии прогнозирующей подсказки цель появлялась в указанном месте в 80% испытаний, и было шесть блоков по 80 испытаний.В дополнение к манипулированию вероятностью испытания мы использовали разницу во времени произвольного и непроизвольного внимания, чтобы исследовать два типа внимания. У половины блоков была SOA-метка-цель 40 мс, в то время как для остальных блоков SOA-метка-цель составляла 400 мс. Порядок условий SOA был сбалансирован между участниками. Каждое условие внимания (прогнозируемые или непредсказуемые сигналы) начиналось по крайней мере с одного блока практики в SOA, который будет использоваться для первого блока данных.Перед блоками прогнозирования участникам сказали, что расположение реплики предсказывало целевое местоположение и что им следует обратить на нее внимание. В блоках без прогнозирования участникам говорили, что местоположение сигнала было случайным по отношению к целевому местоположению, и что они должны игнорировать его.

Участники устно отреагировали на цели, назвав целевую букву (F или T) в микрофон, который активировал голосовое реле и записал время реакции (RT).Экспериментатор вручную записывал словесный ответ. Экспериментатор также отслеживал движения глаз с помощью видеокамеры, как описано в Prinzmetal, McCool et al. (2005) и Prinzmetal, Park et al. (2005). Участники получили отрицательные отзывы за неправильные ответы и за перерывы в фиксации в конце испытания. Процент правильных ответов и среднее RT были показаны участнику в конце каждого блока.

Стимулы

Стимулы предъявлялись на 15 дюйм.монитор на расстоянии просмотра 48 см. Это расстояние поддерживалось упором для подбородка. Центры квадратов находились под углом зрения 6,4 градуса от точки фиксации. Буквы были набраны шрифтом Helvetica размером 36 пунктов; фон монитора был белым, а точка фиксации, целевые буквы и реплика были черными. Поля-заполнители были серого цвета шириной в один пиксель и были легко видны всем участникам. Поле с подсказками было черным и шириной три пикселя.

Результаты и обсуждение

Средний балл по BIS-11 составил 65.7 ( SD, = 13,5) и варьировала от 41 до 93. Таким образом, группа участников включала широкий диапазон баллов BIS-11. Мы провели медианное разделение участников, разделив их на группы с высокой (среднее = 77,2) и низкой (среднее = 54,2) импульсивностью. Все испытания, содержащие движения глаз или неправильные ответы, и испытания с RT ниже 100 мс или более 2000 мс были исключены из дальнейшего анализа (1,6% испытаний).

Средние значения RT для правильных испытаний представлены в таблице 1. Мы провели дисперсионный анализ (ANOVA), который включал группу (высоко или низкоимпульсную) как фактор между субъектами и предсказуемость сигналов (прогнозирующая или непрогнозирующая), SOA (40 или 400 мс), и Тип испытания (с отправкой или без) в качестве факторов внутри субъектов.

Таблица 1 Исходное время реакции, полученное в результате эксперимента 1

Был значительный основной эффект типа испытания, но не предсказуемость группы или сигнала. В частности, участники реагировали быстрее, когда цели появлялись в указанном месте, а не в необнаруженном [ F (1, 46) = 95,65, p <0,01]. Эффект метки был больше, когда метка была предсказуемой [Тип испытания × предсказуемость метки: F (1, 46) = 25.27, p <.01], что, как и ожидалось, указывает на то, что, когда сигнал не является прогнозирующим, результаты отражают только непроизвольное внимание, тогда как, когда сигнал является прогнозирующим, задействуются как произвольное, так и непроизвольное внимание. Эффект подсказки был больше с предсказательными репликами на длинном SOA, но больше с непрогнозирующими репликами на короткой SOA (тип испытания × предсказуемость подсказки x SOA), но эта разница не достигла статистической значимости [ F (1, 46) = 3.95, p. = 0,053].Эта тенденция отражает общий вывод о том, что эффекты непроизвольного внимания больше для коротких SOA и что эффекты произвольного внимания больше для более длинных SOA (см., Например, Warner, Juola, & Koshino, 1990).

Имело место значимое трехстороннее взаимодействие, включающее импульсивность (группа). Чтобы проиллюстрировать это, мы вычислили эффект метки как RT без привязки (см. Рис. 2). Когда реплика была предсказательной (произвольное внимание), эффект подсказки составлял 25 мс против 42 мс для групп с высокой и низкой импульсивностью, соответственно.Когда сигнал был непредсказуемым (непроизвольное внимание), картина менялась, 14 мс против 8 мс для групп с высокой и низкой импульсивностью, соответственно. Таким образом, высокоимпульсивные участники продемонстрировали больше непроизвольного внимания, чем низкоимпульсивные участники, а низкоимпульсивные участники продемонстрировали больше произвольного внимания, чем высокоимпульсивные участники.

Рис. 2

Эффекты меток как функция группы, предсказуемости меток и SOA. Планки погрешностей на рисунке рассчитаны на основе взаимодействия высшего порядка, как указано Лофтусом и Массоном (1994) для смешанного дизайна

.

Важно отметить, что имело место значимое четырехстороннее взаимодействие импульсивности, предсказуемости сигнала, SOA и типа испытания, F (1, 46) = 7.50, стр. <.01. Чтобы понять это взаимодействие, мы выполнили отдельные ANOVA для прогнозирующего и непрогнозирующего блоков подсказок.

Для блоков прогноза мы обнаружили значимые эффекты типа исследования [ F (1, 46) = 78,45, p <0,01] и взаимодействие группы и типа исследования [ F (1, 46) = 4,97, р. <0,05]. В частности, участники с низкой импульсивностью продемонстрировали больший эффект подсказки, чем участники с высокой импульсивностью, для блоков с предсказательной репликой.Интересно, что участники с низкой импульсивностью не только используют информацию в прогнозирующей подсказке больше, чем участники с высокой импульсивностью, но и делают это всего за 40 мс. Прецедент быстрого переключения произвольного внимания: Warner et al. (1990) обнаружили, что с практикой участники могут переключать свое произвольное внимание на место, противоположное сигналу, менее чем за 50 мс. Таким образом, наша группа с низким уровнем импульсивности отреагировала как опытные участники.

Для непрогнозируемых блоков мы обнаружили значимое взаимодействие Тип испытания × SOA × Групповое взаимодействие, F (1, 46) = 4.97, стр. <.05. Как и предполагалось, участники с высокой и низкой импульсивностью различались в основном при коротком SOA, когда эффекты непроизвольного внимания были наибольшими (рис. 2). Обратите внимание, что усиленный эффект подсказки в этом состоянии был вызван в первую очередь RT для испытаний без контроля. В частности, у высокоимпульсивных участников были более длительные RT для испытаний без сопровождения, что свидетельствует о том, что они больше отвлекались на сигнал (Таблица 1). Помимо предположения о том, что участники с высокой импульсивностью обладают большим непроизвольным вниманием, эти данные предполагают, что эти участники в основном отвлекаются на непредсказуемую информацию, а не демонстрируют преимущества захвата внимания.Этот вывод является предварительным из-за того, что в нынешнем дизайне не было нейтральной подсказки, с помощью которой мы могли бы оценить, действительно ли более длительные RT без привязки были затратами (в отличие от более быстрых RT, являющихся преимуществами). Кроме того, эксперимент 2 представляет план, в котором объем непроизвольного внимания и его последствия, затраты или выгоды оцениваются более непосредственно.

Мы также провели корреляционный анализ с BIS-11 в качестве непрерывной переменной. Для сеанса без прогнозирования баллы BIS-11 положительно коррелировали с эффектом подсказки, r =.199. Для прогнозирующего сеанса оценки BIS-11 отрицательно коррелировали с эффектом подсказки, r = –260. Эти корреляции существенно различаются: z = 2,21, p <0,05.

Хотя участники с высокой и низкой импульсивностью демонстрировали разные модели следящих эффектов, не было общей разницы в RT между двумя группами участников, F (1, 46) = 0,489, n.s. В целом, участники были довольно точны (97,6%) в сообщении идентичности цели (T или F), и единственным значительным влиянием на точность был тип исследования, F (1, 46) = 7.77, р. <0,01; участники были немного более точными, когда цель находилась в указанном месте (98,1%), а не в необнаруженном (97,0%).

Мы обнаружили, что у участников с низкой импульсивностью больше произвольного внимания, а у участников с высокой импульсивностью — больше непроизвольного внимания. Есть по крайней мере два возможных варианта этих выводов. Согласно учетной записи с вероятностным обучением участники с низким уровнем импульсивности могут быть более чувствительны к информации, передаваемой сигналами.Следовательно, если сигнал был предсказуемым, они более эффективно использовали его (а если он был непредсказуемым, более эффективно игнорировали его), чем импульсивные участники. В качестве альтернативы, согласно учетной записи пространственного распределения , группы импульсивности могут различаться по своей способности ограничивать внимание определенным местоположением и избегать местоположений, которые считаются нерелевантными. Следовательно, участники с низким уровнем импульсивности могут лучше отточить подходящее место, отфильтровывая нерелевантные места.Сильно импульсивный участник может действовать с более широким распределением внимания.

Произвольная и непроизвольная ориентация внимания вызывает схожие латерализованные изменения альфа-активности и медленные сдвиги потенциала в зрительной коре

Аннотация

Существует общее различие между эндогенным вниманием, которое относится к произвольной ориентации пространственного внимания в соответствии с текущими целями задачи и экзогенное внимание, которое представляет собой непроизвольную ориентацию на важные события независимо от текущих целей.Оба типа внимания могут облегчить сенсорную обработку информации в обслуживаемом месте, однако, , как они влияют на визуальную обработку и влияют ли они на зрительно-корковую обработку аналогичным или различным образом, неизвестно. В настоящем исследовании мы стремились напрямую проверить этот вопрос, сравнивая связанные с событием потенциалы (ERP) и альфа-активность (колебания ~ 10 Гц) над зрительной корой во время интервала между меткой и целевой серией аудиовизуальных задач по привлечению внимания.В двух внутрисубъектных экспериментах, включая здоровых участников мужского и женского пола, мы варьировали два основных аспекта, по которым обычно различаются произвольные и непроизвольные задачи на внимание: формат реплики (центральный или периферийный) и информативность реплики (пространственно-прогнозирующая или непредсказуемая). . Наши данные демонстрируют, что все эти сигналы вызывают латерализованные ERPs над теменно-затылочной корой, а также запускают снижение затылочной альфа-активности над контралатеральными участками по отношению к месту назначения.Важно отметить, что величина и временные рамки этих нейронных эффектов значительно различаются в зависимости от формата сигнала и информативности, отражая временные рамки ранее описанных поведенческих эффектов. В то время как периферические сигналы вызывают быстрые изменения в зрительной коре головного мозга, эти изменения поддерживаются только тогда, когда сигнал является информативным в отношении будущего местоположения цели. В целом эти данные предполагают, что произвольное и непроизвольное пространственное внимание поддерживается одинаковыми изменениями в зрительно-корковой обработке, сдвинутыми во времени.

Заявление о значимости Дихотомия между эндогенным и экзогенным вниманием является широко распространенной концепцией в литературе по вниманию, однако очень мало исследований напрямую сравнивали, различаются ли и чем они с точки зрения их нейронного воздействия на обработку изображений. Используя новую кросс-модальную парадигму подсказок, мы демонстрируем, что каждый из этих типов внимания вызывает аналогичные латерализованные изменения в зрительной коре в ответ на различные сигналы внимания, что подтверждается латерализованными ERP и осцилляторной альфа-активностью (~ 10 Гц).Важно отметить, что в соответствии с предыдущими поведенческими результатами, ход этих нейронных изменений во времени различается в зависимости от формата и информативности сигнала. В целом, это открытие подразумевает изменения альфа-активности и латерализованные медленные волны ERP как универсальные показатели пространственного внимания.

Введение

Селективное пространственное внимание может быть развернуто эндогенно (т. Е. Добровольно), следуя целям и намерениям наблюдателя, или экзогенно (т. Е. Непроизвольно), посредством захвата внезапным событием в окружающей среде, таким как яркая вспышка или выдающийся звук (Reynolds & Chelazzi, 2004; Wright & Ward, 2008).Десятилетия исследований показали, что эндогенное и экзогенное внимание приводит к поведенческим преимуществам в обслуживаемом месте, что отражается в более высокой точности и более быстром времени отклика в задачах распознавания или обнаружения (Posner, 1980; Posner & Cohen, 1984; обзор см. В Carrasco, 2011). Однако эти поведенческие эффекты обычно возникают в разных временных масштабах: эндогенные преимущества внимания появляются медленно и сохраняются в течение длительного времени, а преимущества экзогенного внимания появляются быстро, но исчезают вскоре после этого (с возможностью последующих поведенческих издержек, т.е., запрет на возврат; Мюллер и Кролик, 1989; Накаяма и Маккебен, 1989; Кляйн, 2000). Из-за этих различий во времени и происхождении (внутренние цели и внешние события) часто предполагается, что эти два режима внимания принципиально разные, включают разные нейронные субстраты (Corbetta & Shulman, 2002) и оказывают различное влияние на зрительные способности корковая обработка (Hopfinger & West, 2006). Однако эндогенное и экзогенное внимание должны постоянно работать вместе, поскольку мы часто одновременно ориентируем свое внимание на физически значимую и поведенческую информацию в нашей среде.Соответственно, было бы полезно, чтобы оба типа внимания оказывали одинаковое влияние на зрительно-корковую обработку.

Предыдущее исследование предоставило некоторые доказательства того, как пространственное внимание влияет на сенсорную обработку для поддержки поведения. Например, несколько исследований показали, что эндогенное управление пространственным вниманием улучшает зрительно-корковую обработку даже до появления целевого стимула. На электроэнцефалограмме (ЭЭГ) наблюдаются два особенно сильных маркера этих инициируемых сигналом изменений нервной активности.Один из них — это затылочный альфа-ритм, колебание 10 Гц, которое имеет тенденцию уменьшаться в затылочных областях, противоположных контролируемому участку, и увеличиваться в ипсилатеральных участках (Worden et al., 2000; Kelly et al., 2006; Thut et al., 2006; Грин и Макдональд, 2010). Другой нейронный маркер — это медленная волна в потенциале, связанном с событием (ERP), называемая поздней направленной позитивностью внимания (LDAP; Harter et al., 1989; Hopf & Mangun, 2000; Eimer, Van Velzen, & Driver, 2002). ; Green & McDonald, 2006).Оба этих латерализованных изменения в затылочной коре возникают относительно поздно после появления сигнала внимания (обычно на ~ 500-700 мс позже), предположительно делая их уникальными маркерами эндогенного внимания. Однако недавние исследования показывают, что периферические, непредсказуемые сигналы, обычно используемые для вызова экзогенных сдвигов пространственного внимания, также могут вызывать изменения затылочного альфа-ритма (Störmer et al., 2016; Feng et al., 2017) и запускать медленные положительные отклонения. в ERP (например, McDonald et al., 2013; Störmer, McDonald & Hillyard, 2019; Feng et al., 2014), возможно, напоминающие некоторые ЭЭГ-сигнатуры эндогенного внимания. Несмотря на это сходство, в настоящее время неясно, как эти нейронные показатели соотносятся друг с другом и с ориентацией на внимание в более широком смысле, поскольку они изучались отдельно для разных участников и разных задач.

Здесь мы стремились напрямую проверить, вызывают ли эндогенное и экзогенное внимание аналогичные изменения в зрительно-корковой обработке до наступления цели, сравнивая ERP и альфа-активность в зрительной коре в течение интервала метка-цель задачи аудиовизуального внимания.Мы использовали слуховые сигналы для ориентации пространственного внимания, чтобы избежать каких-либо смешанных различий в низкоуровневой визуальной обработке, запускаемой разными визуальными сигналами, что позволило нам изолировать нейронную активность, связанную с ориентацией пространственного внимания. В двух экспериментах с использованием внутрисубъектного дизайна мы варьировали два основных аспекта, по которым обычно различаются эндогенные и экзогенные задачи на внимание — формат сигнала (центральное или периферийное представление) и информативность сигнала (пространственное прогнозирование против непредсказуемого) — при этом все остальные параметры постоянны.В целом, наши результаты указывают на схожее влияние на зрительно-корковую обработку для обоих типов внимания, в поддержку высоко кооперативной системы внимания, хотя временные ходы и величина этих эффектов существенно различаются.

Метод

Участники

Шестнадцать участников были включены в окончательную выборку эксперимента 1 (12 женщин; средний возраст 21,7 года), а еще 16 участников были включены в окончательную выборку эксперимента 2 (11 женщин; средний возраст 21 год). .9 лет). Для эксперимента 1 данные трех участников были исключены из-за чрезмерного количества артефактов в ЭЭГ (влияющих на> 33% испытаний). Данные от дополнительного участника были исключены из-за неспособности выполнить задание (участник сообщил, что видел две цели с ортогональной ориентацией в одном и том же месте, что привело к их угадыванию ориентации цели в каждом испытании). Для эксперимента 2 данные трех участников были исключены из-за производительности на уровне случайности или ниже во всех условиях (= / <~ 50% точности).Еще два участника не выполнили задачу ЭЭГ из-за невозможности подавить саккады к сигналу и / или цели в начальных практических задачах.

Все участники дали информированное письменное согласие, одобренное Программой защиты научных исследований на людях Калифорнийского университета в Сан-Диего, и им заплатили за свое время (10 долларов в час) или получили кредит на курс. Все участники сообщили о нормальном или скорректированном до нормального зрении и нормальном слухе. Размеры выборки были выбраны априори на основе ряда других исследований, использующих аналогичные кросс-модальные парадигмы сигналов внимания (McDonald, Teder-Salejarvi, & Hillyard, 2000; Green & McDonald, 2006; Störmer, McDonald, & Hillyard, 2009; McDonald et al. al., 2013; Feng et al., 2014).

Стимулы и аппаратура

Участники сидели примерно в 45 см перед 24-дюймовым монитором в звукопоглощающей и электрически экранированной кабине. Стимулы представлялись на экране с помощью набора инструментов Psychophysics в MATLAB (Brainard, 1997; Pelli, 1997). Маленькая черная точка фиксации (0,5 ° x 0,5 ° угла обзора) всегда присутствовала в центре экрана, который в остальном был равномерно серым (RGB: 127, 127, 127). Черный круг (0,1 ° x 0,1 °) появлялся вокруг точки фиксации в начале каждого испытания, чтобы указать участнику, что испытание началось.Мы выполнили три разные задачи в двух экспериментах, которые различались только типом подаваемых сигналов. В гибридных (периферийно-информативные реплики; эксперименты 1 и 2) и экзогенных (периферийно-неинформативные реплики; эксперимент 2) задачах на внимание реплики представляли собой всплески розового шума ~ 83 мс (0,5–15 кГц, 78 дБ SPL), воспроизводимые с внешнего источника динамики, установленные по обе стороны от монитора компьютера. Слуховые стимулы воспроизводились в стереофоническом режиме, и их амплитуда регулировалась таким образом, чтобы создавалось впечатление, что звуки исходят из возможных целевых мест на экране.В задаче на эндогенное внимание (центральные информационные сигналы; Эксперимент 1) сигналом внимания была либо развертка вверх по частоте в диапазоне от 750 Гц до 1000 Гц, либо развертка частоты вниз от 1250 Гц до 1000 Гц, воспроизводимая обоими динамиками одновременно. время. Мишенью был участок Габора с пространственной частотой 1,3 цикла / градус, повернутый на -45 ° или 45 ° от вертикали. Контраст пластыря Габора определялся для каждого участника калибровочной задачи перед основным экспериментом (см. Ниже).Мишень была представлена ​​в одном из двух периферийных мест, обозначенных черным кружком с диаметром зрения 10 °, с центром под углом обзора 31 ° слева и справа от фиксации. За каждой целью следовала маска визуального шума того же размера.

Эксперимент 1 Процедуры

Все участники выполнили две кросс-модальные задачи на внимание, показанные на рисунке 1A: задачу на эндогенное внимание и задачу на гибридное внимание. В обоих этих заданиях участников просили следить за центральной точкой фиксации на протяжении каждого экспериментального блока.В начале каждого испытания вокруг центральной точки фиксации появлялся черный кружок, указывая участникам, что испытание началось. После начала этого круга при переменной асинхронности начала стимула (SOA) 1000–1300 мс, звуковой сигнал внимания продолжительностью 83 мс указывал местоположение последующей цели с 80% достоверностью (Posner, 1980). Участники были проинформированы о взаимосвязи между сигналом и местоположением цели и, таким образом, получили указание незаметно переключить свое внимание на сторону, на которую указывает сигнал, в ожидании цели.После SOA метки-цели 983 мс цель-патч Габора, ориентированная на 45 ° по часовой стрелке или против часовой стрелки от вертикали, была представлена ​​в одном из двух периферийных местоположений в течение 53 мс и сразу же сопровождалась маской визуального шума в течение 100 мс. Шумовая маска всегда появлялась в месте нахождения цели, чтобы исключить неопределенность в отношении того места, в котором появилась цель. После шумовой маски при ISI 300 мс черный круг, окружающий центральную точку фиксации, стал белым, что побудило участника ответить на вопрос, в каком направлении была ориентирована цель.Участники составили этот отчет, используя клавиши «m» (по часовой стрелке) и «n» (против часовой стрелки).

Рисунок 1.

Общий план и выполнение задачи. (A) Участники различали направление вращения (по часовой стрелке или против часовой стрелки) замаскированной мишени Габора. Перед появлением цели участникам предъявляли слуховой сигнал, который был либо информативным (действительным на 80%) в отношении местоположения будущей цели после выполнения ~ 1000 мс SOA (эндогенные и гибридные задачи), либо представлялся случайным образом всего за 130 мс до цель (достоверно 50%; экзогенная задача).Этот звук был восходящим или нисходящим тоном в задаче на эндогенное внимание и боковым всплеском розового шума в гибридных и экзогенных задачах на внимание. (B) Точность распознавания цели, построенная как функция достоверности реплики для каждой из задач в Эксперименте 1 и Эксперименте 2, ясно показывает преимущество в точности в точках с указанием по сравнению с местоположением без отслеживания. Планки погрешностей представляют собой стандартную ошибку ± 1 от среднего.

Гибридная и эндогенная задачи на внимание различались только типом предъявляемого слухового сигнала.В гибридной задаче на внимание сигналом была вспышка розового шума, представленная левым или правым динамиком. Расположение реплики указывало на то, где могла появиться цель. В задаче на эндогенное внимание участникам предъявляли повышающий или понижающий тон в каждом испытании. Направление частотной развертки этого тона (вверх или вниз) указывало, где цель могла появиться в этом испытании (слева или справа; см. Störmer, Green, McDonald, 2009). Отображение направления развертки к местоположению этой реплики было уравновешено для всех участников, так что поднимающийся вверх тон указывал, что цель, вероятно, появится справа для половины участников и слева для оставшейся половины участников. участников.Эти различные форматы сигналов были выбраны для того, чтобы разделить предполагаемые эндогенные и экзогенные компоненты внимания; в то время как всплеск периферического шума включал аспекты как экзогенных, так и эндогенных задач пространственного внимания (т. е. представленных периферией и пространственно предсказывающих), центрально представленный широкий тон включал аспекты только традиционных эндогенных задач пространственного внимания (например, центральные символические сигналы, которые являются пространственно прогнозируемыми). Все типы испытаний были перемешаны случайным образом, но задача была выполнена (гибрид vs.эндогенный) был заблокирован, а порядок между участниками уравновешивался, так что половина участников начала с задачи на эндогенное внимание, а оставшаяся половина — с задачи гибридного внимания. Участники выполнили 7 последовательных блоков по 48 попыток для каждой задачи (всего 14 блоков) после выполнения 32 практических испытаний в каждой задаче. Дополнительный короткий практический блок (24 испытания) выполнялся перед заданием на эндогенное внимание, чтобы ознакомить участников с символическими слуховыми сигналами.В этом практическом задании участникам были представлены звуковые сигналы с восходящим и нисходящим движением, и их попросили сообщить, на какой стороне, на которой сигнал указывает, что цель может появиться, вероятно, при отсутствии какой-либо визуальной информации на экране.

Перед экспериментальными задачами сложность задачи была скорректирована для каждого участника с использованием процедуры пороговой обработки, которая изменяла контрастность целевого пятна Габора для достижения точности около 75% (например, QUEST; Watson & Pelli, 1983). В этой задаче определения порога участники распознавали направление патча Габора, ориентированного на 45 °, в отсутствие каких-либо звуков.Каждый участник выполнил 72 испытания задачи определения порога, и индивидуальные пороги контрастности использовались для основного эксперимента.

Процедуры эксперимента 2

Участники выполняли как гибридные, так и экзогенные задачи на внимание в эксперименте 2. Задача на гибридное внимание была идентична задаче, описанной в Exp. 1 процедура. Задача на экзогенное внимание отличалась от задачи на гибридное внимание по трем параметрам. Во-первых, вместо того, чтобы быть информативным относительно того, где появится будущая цель, сигнал экзогенной задачи на внимание был представлен случайным образом слева или справа и не нес никакой пространственной информации о цели.Следовательно, участникам было приказано игнорировать сигнал, потому что он не будет информативным для задания. Во-вторых, асинхронность начала действия стимула (SOA) в экзогенной задаче была намного короче, чем в гибридной задаче на внимание (130 мс против ~ 1000 мс), чтобы исключить любые эффекты эндогенного внимания и максимизировать эффекты экзогенного внимание. В-третьих, цель была представлена ​​только в 50% случайно выбранных испытаний в задаче на экзогенное внимание. Это было сделано для того, чтобы разделить нейронную активность, вызванную неинформативным периферийным сигналом и целью, которые в противном случае перекрывались бы при коротком SOA.Этот дизайн позволил нам изолировать нервную активность, вызванную сигналом, без искажения активности, вызванной визуальной мишенью. Таким образом, анализ поведенческих характеристик проводился только в исследованиях, в которых появилась цель, а анализ активности ЭЭГ проводился только в исследованиях, в которых цель не появлялась (т. Е. В исследованиях, содержащих только сигналы). В испытаниях, в которых мишень не была представлена, участников просили следить за центральной точкой фиксации и готовиться к следующему испытанию.Все типы испытаний были случайным образом смешаны в каждом экспериментальном блоке. Задача гибридного внимания состояла из 7 последовательных блоков по 48 испытаний в каждом, тогда как задача экзогенного внимания состояла из 7 последовательных блоков по 96 испытаний в каждом, чтобы собрать сопоставимое количество эпох ERP и поведенческих испытаний для анализа обеих задач. Обратите внимание, что каждый экспериментальный блок занимал примерно одинаковое количество времени, так как время испытания было намного короче в задаче на экзогенное внимание.Перед выполнением любой из задач сложность задачи была скорректирована для каждого участника с помощью процедуры определения порога, описанной в Exp. 1. Следуя этой пороговой процедуре, участники выполняли гибридные и экзогенные задачи на внимание в порядке, уравновешенном для всех участников. Перед выполнением каждого задания участники выполнили 32 практических испытания.

Запись и анализ ЭЭГ

Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) записывалась непрерывно с 32 электродов Ag / AgCl, установленных в эластичном колпачке, и усиливалась усилителем ActiCHamp (BrainProducts, GmbH).Электроды располагали по системе 10-20. Горизонтальная электроокулограмма (HEOG) была записана с двух дополнительных электродов, размещенных на наружных уголках глазного яблока, которые были заземлены с помощью электрода, размещенного на шее участника. Вертикальную электроокулограмму измеряли на электродах FP1 или FP2, расположенных над левым и правым глазом соответственно. Все электроды скальпа были привязаны к правому сосцевидному отростку онлайн и оцифрованы с частотой 500 Гц.

Непрерывные данные ЭЭГ фильтровались с полосой пропускания (масляный фильтр) 0.01-112,5 Гц в автономном режиме. Данные были временными от -1000 мс до +2000 мс относительно начала слухового сигнала. Испытания, связанные с морганиями, движениями глаз или мышцами, были исключены из анализа. Артефакты были обнаружены во временном окне от -800 до 1100 мс за два шага. Во-первых, мы использовали автоматизированные процедуры, реализованные в ERPLAB (Lopez-Calderon & Luck, 2014; размах для морганий и пошаговая функция для обнаружения горизонтальных движений глаз в канале HEOG). Во-вторых, для каждого участника каждую эпоху визуально проверяли, чтобы проверить автоматизированную процедуру, и испытания, выбранные для отклонения, были обновлены (см., Störmer, Alvarez, & Cavanagh, 2014). Данные без артефактов были повторно привязаны в цифровом виде к левому сосцевидному отростку. Для задач на эндогенное и гибридное внимание все испытания были включены в анализ ЭЭГ. Для задачи экзогенного внимания были включены только испытания без целевых стимулов, чтобы избежать перекрытия нейронной активности, вызванной мишенью, с нейронной активностью, вызванной сигналом.

ERP, вызванные левыми и правыми всплесками шума, усреднялись отдельно и затем коллапсировали по позиции звука (слева, справа) и полусфере записи (слева, справа), чтобы получить формы волны, записанные ипсилатерально и контралатерально относительно звука.ERP, вызванные центральными сигналами (восходящими и нисходящими тонами), были усреднены отдельно для условий присутствия-левого и правого, а затем также схлопывались по полушарию и полушарию. ERP были отфильтрованы нижними частотами (отсечка по половине амплитуды на 25 Гц; крутизна 12 дБ / октава) для удаления высокочастотного шума. Средние амплитуды для каждого участника и состояния были измерены относительно периода предварительного стимула 200 мс (от -200 до 0 мс от начала сигнала), а средние амплитуды статистически сравнивались с использованием как дисперсионного анализа с повторными измерениями (ANOVA), так и парных t-критериев. (контралатеральный vs.ипсилатеральный к обслуживаемому месту). Наш анализ был сосредоточен на двух компонентах ERP, которые ранее были связаны с экзогенным и эндогенным пространственным вниманием. В частности, мы исследовали акустически-вызванную контралатеральную окципитальную позитивность (ACOP) как показатель экзогенного внимания (McDonald et al., 2013) и позднюю направленность внимания (LDAP) как признак эндогенного внимания (Harter et al. ., 1989; Eimer et al., 2002; Green & McDonald, 2006). Точные временные окна и места расположения электродов для каждого анализа ERP были выбраны априори на основе предыдущих исследований и сопоставлены во всех анализах.Оба компонента ERP были измерены на одних и тех же четырех участках теменно-затылочного электрода (PO7 / PO8 / P7 / P8), но в разных временных окнах. ACOP измерялся в интервале 260–360 мс (McDonald et al., 2013), а LDAP — от 500 до 800 мс (Green & McDonald, 2006). Дополнительные попарные сравнения (контралатеральные и ипсилатеральные) были выполнены на последовательных 50 мс секциях ERP, чтобы лучше охарактеризовать временной ход этих положительных отклонений в каждой задаче (см. McDonald & Green, 2008; Störmer et al., 2009).

Для частотно-временного анализа каналы кожи головы были проанализированы с помощью комплексных вейвлетов Морле перед усреднением, следуя методам Lakatos et al. (2004) и Торренс и Компо (1998). Спектральные амплитуды рассчитывались с помощью четырехпериодных вейвлетов на 60 различных частотах, линейно возрастающих от 2 до 40 Гц отдельно для каждого электрода, момента времени (каждые 2 мс), состояния внимания (слева, справа) и участника. Затем спектральные амплитуды усреднялись по испытаниям отдельно для каждого состояния и участника, и средняя базовая линия от -350 до -150 мс от начала сигнала вычиталась из каждой временной точки для каждой частоты отдельно (Pitts, Padwal, Fennelly, Martínez, & Hillyard, 2014; Störmer et al., 2016). Затем средние спектральные амплитуды, вызванные левыми и правыми всплесками шума (экзогенные и гибридные задачи на внимание) и центральными тонами, направленными влево и вправо (задача эндогенного внимания), были объединены в указанном месте (слева, справа) и в боковом положении электрода ( слева, справа), чтобы выявить индуцированные вниманием модуляции, ипсилатеральные и контралатеральные по отношению к указанному местоположению. Статистический анализ был сосредоточен на модуляциях амплитуды альфа-диапазона в диапазоне 8-13 Гц на участках теменно-затылочных электродов (PO7 / PO8 / P7 / P8) и в те же интервалы времени, что и ACOP (260-360 мс) и Компоненты LDAP (500-800 мс).Повторяя анализ ERP, попарные сравнения выполнялись на последовательных 50 мс секциях средних значений амплитуды альфа-диапазона (т.е. средней амплитуды колебательной активности на 8-13 Гц) ипсилатерального и контралатерального полушарий в каждой задаче. Обработка данных проводилась с использованием наборов инструментов EEGLAB (Delorme & Makeig, 2004) и ERPLAB (Lopez-Calderon & Luck, 2014) и специально написанных скриптов в MATLAB (The MathWorks, Natick, MA).

Топографические карты

Чтобы проиллюстрировать распределение скальпа различных ERP и частотно-временных показателей, мы создали топографические карты, используя сплайн-интерполяцию разностей напряжений между контралатеральным и ипсилатеральным полушариями для каждого из интересующих временных окон.В частности, контрлатеральные-минус-ипсилатеральные ERP и разница альфа-активности были рассчитаны для гомологичных участков левого и правого электродов (например, PO7 и PO8), при этом значения на участках электродов средней линии (например, POz) были установлены на ноль (Störmer et al. , 2009). Эти топограммы разностного напряжения проецировались на правую сторону головы.

Статистический анализ

Поведение было проанализировано путем сравнения точности (% правильных) в задаче распознавания Габора отдельно для случаев, когда пластырь Габора появлялся в указанном месте (действительные испытания) ив непроверенном месте (недействительные испытания). Поведенческие данные и данные ЭЭГ были статистически проанализированы с использованием парных t-критериев и ANOVA с повторными измерениями (альфа = 0,05) с использованием MATLAB (The MathWorks, Natick, MA). Чтобы контролировать ложные результаты при анализе данных ЭЭГ во временном окне, статистическая разница между активностью каждого полушария во временном окне считалась достоверной только в том случае, если она была значимой и была частью кластера из четырех или более значимых временные окна (то есть было 4 или более последовательных временных окна с p <.05; Удача, 2014).

Результаты

Exp. 1 Поведение

Как показано на рисунке 1B, точность была выше после действительных и недействительных сигналов как в эндогенной, так и в гибридной задаче на внимание в Эксперименте 1. Чтобы подтвердить присутствие этого преимущества поведенческих сигналов в каждой задаче, двусторонняя Был выполнен дисперсионный анализ ANOVA с повторными измерениями с факторами достоверности подсказки (действительной или недействительной) и задачи (эндогенной или гибридной). Не было значительного основного эффекта задачи, F (1, 15) = 0.15, p = 0,70, η ² <0,001, но был значительный основной эффект достоверности реплики, F (1, 15) = 39,39, p <0,001, η ² = 0,28, Это указывает на то, что точность была значительно выше после действительных по сравнению с недействительными репликами. Интересно, что величина наблюдаемых поведенческих преимуществ была больше в гибридной задаче на внимание, чем в эндогенной задаче на внимание, о чем свидетельствует значительное взаимодействие между достоверностью сигнала и задачей, F (1, 15) = 5.91, p = 0,03, η ² = 0,03. Последующие t-тесты подтвердили, что точность была выше после достоверных, чем недействительных сигналов как в эндогенной задаче, t (15) = 3,45, p = 0,004, d = 0,86, так и при гибридной задаче на внимание, t (15) = 6,12, p <0,001, d = 1,53.

Exp. 1 ERP с сигналом

Как показано на рисунке 2A, сигнал ERP, противоположный указанному местоположению, был более положительным, чем сигнал, ипсилатеральный относительно указанного местоположения, во время и после временного окна ACOP (260-360 мс) в гибридном задача внимания.И наоборот, эта ранняя позитивность отсутствовала в задаче на эндогенное внимание. Чтобы обеспечить статистическую поддержку этих наблюдений, двухфакторный дисперсионный анализ с повторными измерениями с факторами полушария (ипсилатеральный против контралатерального) и задачи (эндогенный против гибридного) был выполнен на форме волны ERP во время временного окна ACOP. Этот анализ выявил значительный главный эффект полушария, F (1, 15) = 11,99, p = 0,004, η ² = 0,02 и задачи F (1, 15) = 26.78, p = <0,001, η ² = 0,14, а также значимое взаимодействие между полушарием и задачей, F (1, 15) = 21,76, p <0,001, η ² = 0,02 , что указывает на то, что основные эффекты были вызваны различиями в величине ACOP между задачами. Последующие t-тесты, сравнивающие величину ипсилатеральных и контралатеральных волновых форм ERP в каждой задаче, показали наличие ACOP в гибридной задаче на внимание, t (15) = 4.52, p <0,001, d = 1,13, но не задача эндогенного внимания, t (15) = 0,08, p = 0,94, d = 0,02.

Рис. 2.

Формы сигналов и топографии общего среднего ERP. ERP на затылочных участках скальпа (PO7 / PO8 / P7 / P8) коллапсировали в условиях левого и правого сигналов, а также в левом и правом полушариях, чтобы получить формы волны, записанные ипсилатерально и контралатерально относительно указанного места. Априори определенные временные окна ACOP и LDAP выделены темно-серым и светло-серым цветом соответственно.Статистически значимые (p ≤ 0,05) различия между контрлатеральными и ипсилатеральными формами волны обозначены фиолетовым цветом под осью времени. Топографические карты напряжения показывают амплитуды контралатеральной минус-ипсилатеральной разницы ERP, спроецированные на правую сторону кожи головы во время временных окон ACOP и LDAP. (A) Значительная поздняя позитивность (то есть LDAP), противоположная указанному месту, наблюдалась в ответ на символические, центральные сигналы задачи эндогенного внимания из Эксперимента 1.Более ранняя контралатеральная позитивность (т. Е. ACOP) наблюдалась в ответ на информативные периферические сигналы гибридной задачи на внимание. (B) Значительная ранняя контралатеральная позитивность (т. Е. ACOP) наблюдалась в ответ на информативные периферические сигналы гибридной задачи на внимание, а также неинформативные периферические сигналы экзогенной задачи на внимание из Эксперимента 2. LDAP не наблюдался в задания, содержащие периферийные звуки.

И наоборот, как видно на рисунке 2a, более поздние контралатеральные vs.Ипсилатеральная положительность (то есть LDAP) была очевидна только в форме волны ERP задачи эндогенного внимания. Чтобы проверить наличие LDAP в каждой задаче, двухсторонний дисперсионный анализ с повторными измерениями с факторами полушария (ипсилатеральный или контралатеральный) и задачи (эндогенный или гибридный) был выполнен на форме волны ERP во время временного окна LDAP ( 500-800 мс). Анализ показал, что не было значимого главного эффекта задачи, F (1, 15) = 0,16, p = 0,70, η ² <0.001, ни взаимодействие между задачей и полушарием, F (1, 15) = 1,48, p = 0,24, η ² = 0,002. Однако этот анализ выявил незначительный основной эффект полушария, F (1, 15) = 3,82, p = 0,07, η ² = 0,01. Чтобы дополнительно исследовать этот предельный эффект, были выполнены последующие t-тесты, сравнивающие ипсилатеральные и контралатеральные формы волны ERP в течение временного окна LDAP для каждой задачи. Эти сравнения показали, что в гибридной задаче на внимание не было надежного LDAP, t (15) = 0.60, p = 0,56, d = 0,15, но указывает на наличие значимого LDAP в задаче целевого внимания, t (15) = 2,54, p = 0,02, d = 0,64. В целом, эти результаты показывают, что значительная контралатеральная позитивность возникла быстро после информативного периферийного сигнала гибридной задачи на внимание (например, ACOP), и что аналогичная, хотя и меньшая, контралатеральная позитивность возникла в более поздних временных рамках (например, LDAP). следуя информативному, центральному сигналу задачи эндогенного внимания.

Для более подробного изучения динамики каждого положительного результата были выполнены попарные сравнения последовательных 50 мсек ипсилатеральных и контралатеральных сигналов ERP каждой задачи. Эти сравнения указали на наличие значимой положительности от 200 до 550 мс в гибридной задаче на внимание (т. Е. ACOP; все p s <0,02) и значительную положительную реакцию от 500 до 700 мс (т. Е. LDAP; все p s <0,03) в задаче на эндогенное внимание.

Exp. 1 Вызванные сигналом альфа-колебания

Как показано на графиках контралатеральных минус-ипсилатеральных различий на рисунке 3А, как эндогенные, так и гибридные задачи на внимание вызвали латерализованные изменения амплитуды альфа-частоты, так что было большее уменьшение альфа-амплитуды по сравнению с полушарие, контралатеральное относительно ипсилатерального по отношению к месту нахождения. Во-первых, чтобы исследовать динамику этой латерализованной альфа-колебательной активности в каждой задаче, парные сравнения были выполнены на последовательных 50 мс секциях средних значений амплитуды альфа-диапазона ипсилатерального и контралатерального полушарий в каждой задаче.Этот анализ выявил значимые различия в альфа-активности между двумя полушариями в задаче на эндогенное внимание от 650 до 900 мс (все p s <0,04), с незначительно незначимой альфа-активностью от 900 до 1000 мс (все p ). s <0,09). Однако в задаче гибридного внимания значительная латерализованная альфа-активность присутствовала намного раньше, продолжительностью от 150 до 1000 мс (все p s <0,04). Во-вторых, чтобы сравнить величину этой латерализованной альфа-активности в разных задачах, были выполнены попарные сравнения значений разницы альфа-амплитуд (контралатеральная минус ипсилатеральная альфа-амплитуда) каждой задачи в заранее определенных временных окнах ACOP (260 - 360 мс) и LDAP (500-800 мс).Эти сравнения показали, что амплитуда латерализованной альфа-активности была выше у гибрида, чем эндогенная задача на внимание в раннем временном окне, t (15) = 2,69, p = 0,02, d = 0,67; эта разница оставалась численно присутствующей в более позднем временном окне (500-800 мс), но тогда была незначительной, t (15) = 1,92, p = 0,07, d = 0,48. В целом, эти результаты показывают присутствие латерализованной альфа-активности после информативных сигналов, причем эта активность проявляется быстрее и с большей степенью после периферической vs.центральные информационные подсказки.

Рисунок 3.

График средней частоты по времени контралатеральной минус-ипсилатеральной активности над теменно-затылочным скальпом (PO7 / PO8 / P7 / P8) показывает четкие латерализованные изменения альфа-диапазона (8–13 Гц). Статистически значимые (p ≤ 0,05; темно-фиолетовые прямоугольники) и почти значимые (p ≤ 0,10; светло-фиолетовые прямоугольники) различия между контралатеральной и ипсилатеральной альфа-амплитудой обозначены на оси времени. Топографические карты напряжения показывают противоположные минус ипсилатеральные амплитуды разности альфа-диапазонов, спроецированные на правую сторону волосистой части головы, в течение предварительно определенных временных окон ACOP и LDAP.(A) Латерализованное и устойчивое снижение контралатеральной (относительно ипсилатеральной) амплитуды альфа-диапазона возникло как после символических, центральных сигналов задачи эндогенного внимания, так и информативных периферийных сигналов гибридной задачи на внимание из Эксперимента 1. (B) Контралатеральные сигналы уменьшение амплитуды альфа-диапазона возникало быстро после как информативных периферических сигналов гибридной задачи на внимание, так и неинформативных периферийных сигналов экзогенной задачи на внимание из Эксперимента 2.Топографические карты показывают четкий контралатеральный затылочный фокус альфа-изменений при любых условиях.

Exp. 2 Поведение

Как показано на рисунке 1B, точность была выше после достоверных и недействительных сигналов как в экзогенных, так и в гибридных задачах на внимание Эксперимента 2. Следуя стратегии анализа Эксп. 1 был проведен двухфакторный дисперсионный анализ ANOVA с повторными измерениями с факторами достоверности реплик (действительный или недействительный) и задачи (экзогенный или гибридный). Этот анализ выявил значительный главный эффект достоверности реплики, F (1, 15) = 33.42, p <0,001, η ² = 0,09, подтверждая, что более высокая точность после достоверных, чем недействительных сигналов была надежной. Не было ни основного эффекта задачи, F (1, 15) = 1,38, p = 0,26, η ² = 0,02, ни взаимодействия между достоверностью сигнала и задачей, F (1, 15) = 0,00, p = 0,95, η ² <0,001, что указывает на то, что ни общая производительность задачи, ни величина наблюдаемых поведенческих подсказок не различались между задачами.Чтобы согласовать анализы с Exp. 1, мы также провели последующие парные t-тесты, которые подтвердили, что точность была выше после достоверных, чем недействительных сигналов как в экзогенных, t (15) = 3,87, p = 0,002, d = 0,97 и гибридные задачи на внимание, t (15) = 3,24, p = 0,006, d = 0,81.

Exp. 2 ERP, вызванные сигналом

Как показано на рисунке 2B, сигналы ERP были более положительными в противоположном полушарии, чем в противоположном полушарии.ипсилатеральный по отношению к указанному местоположению во время и после временного окна ACOP (260-360 мс) как экзогенных, так и гибридных задач на внимание, аналогично гибридной задаче в эксперименте 1. Двусторонний дисперсионный анализ ANOVA с повторными измерениями с факторами полушария (ипсилатеральное против контралатерального) и задача (экзогенная или гибридная) выполнялась на сигналах ERP во время временного окна ACOP. Этот анализ выявил главный эффект полушария, F (1, 15) = 20,88, p <0,001, η ² = 0.07, что указывает на значительную разницу между амплитудой ипсилатеральной и контралатеральной форм волны (т. Е. ACOP). Величина ACOP была сопоставима для обеих задач, так как не было значимого главного эффекта задачи, F (1, 15) = 0,78, p = 0,39, η ² = 0,01, а также взаимодействия между полушариями. и задание: F (1, 15) = 0,02, p = 0,90, η ² <0,001.

И наоборот, как видно на Рисунке 2B, более поздняя контралатеральная vs.Ипсилатеральная положительность (то есть LDAP) не была очевидна в сигналах ERP ни для одной из задач. Чтобы проверить это статистически, был проведен двухфакторный дисперсионный анализ ANOVA с повторными измерениями с факторами полушария (ипсилатеральный против контралатерального) и задачи (экзогенный против гибридного) на форме волны ERP в течение временного окна LDAP (500-800 мс). . Этот анализ подтвердил отсутствие влияния полушария, F (1, 15) = 0,24, p = 0,63, η ² <0,001, ни взаимодействия между полушарием и задачей, F (1, 15 ) = 1.63, p = 0,22, η ² = 0,002, что указывает на отсутствие намека на LDAP. Однако был значительный главный эффект задачи: F (1, 15) = 24,01, p <0,001, η ² = 0,29, что указывает на общую разницу в средней величине ERP между двумя задачами. В целом, эти результаты показывают, что надежная контралатеральная позитивность сопоставимой величины возникала быстро после появления сигнала (то есть ACOP), независимо от того, был ли сигнал пространственно информативным (гибридная задача) или неинформативным (экзогенная задача).

Для более подробного изучения динамики этих положительных результатов были выполнены попарные сравнения последовательных 50 мсек ипсилатеральных и контралатеральных волновых форм ERP каждой задачи. Эти сравнения показали, что ACOP растянулся от 250 до 550 мс как в задаче на экзогенное внимание (все p s <0,05), так и в гибридной задаче на внимание (все p s <0,04).

Exp. 2 Альфа-колебания, вызванные сигналом

Как показано на графиках контралатерального минус-ипсилатерального различия на рис. 3B, сигналы как в экзогенных, так и в гибридных задачах на внимание вызвали латерализованные изменения амплитуды альфа-частоты, так что было большее уменьшение альфа-амплитуды. контралатеральный по отношению к ипсилатеральному месту нахождения.Чтобы исследовать динамику этой латерализованной осцилляторной альфа-активности в каждой задаче, парные сравнения были выполнены на последовательных 50 мс секциях средних значений амплитуды альфа-диапазона ипсилатерального и контралатерального полушарий в каждой задаче. Этот анализ выявил значительную латерализованную альфа-активность в задаче на экзогенное внимание от 150 до 450 мс ( p s <0,04) с незначительно незначительной альфа-активностью от 450 до 850 мс ( p s <0.10). Напротив, значительная латерализованная альфа-активность присутствовала в гибридной задаче на внимание от 150 до 850 мс ( p s <0,05) с незначительной альфа-активностью от 850 до 1000 мс ( p s <0,07). Чтобы сравнить величину этой латерализованной альфа-активности в разных задачах, были выполнены попарные сравнения значений разницы альфа-амплитуд (контралатеральная минус ипсилатеральная альфа-амплитуда) каждой задачи в заранее определенных ACOP (260-360 мс) и LDAP (500 - 800 мс) временные окна.Эти сравнения показали, что не было существенной разницы в амплитуде латерализованной альфа-активности в раннем временном окне, t (15) = 0,01, p = 0,99, d = 0,003 или в позднем временном окне. , t (15) = 1,49, p = 0,16, d = 0,37. В итоге, эти результаты показывают, что латерализованная альфа-активность аналогичной величины возникает быстро (~ 150 мс после сигнала) после периферических слуховых сигналов, независимо от их пространственной информативности, но имеет тенденцию к снижению раньше (~ 450 мс), когда сигнал не информативен относительно пространственного сигнала. местоположение цели относительно того, когда она предсказывает местоположение цели (~ 850 мс).

Обсуждение

Классическое различие в литературе по вниманию заключается в различии между эндогенным, или произвольным, вниманием, и экзогенным, непроизвольным вниманием. Дифференциация этих двух типов внимания хорошо мотивирована, так как каждый из них инициируется разными событиями, а также, как было показано, различаются по своей временной динамике (Kröse & Julesz, 1989; Müller & Rabbitt, 1989; Nakayama & Mackeben , 1989; Cheal & Lyon, 1991). Однако, несмотря на их различия, также было показано, что каждый из них приводит к сходным поведенческим эффектам — улучшению восприятия стимулов, появляющихся в обслуживаемом месте, по сравнению с оставленными без присмотра (см. Обзор в Carrasco, 2011) — и что аналогичные лобно-теменные участки мозга сети могут быть задействованы в обоих случаях (Peelen, Heslenfeld, Theeuwes, 2004; но см. также Corbetta & Shulman 2002).Здесь мы показываем, что как эндогенное, так и экзогенное внимание оказывают одинаковое влияние на зрительно-корковую обработку в ответ на сигнал и до наступления цели. В частности, мы обнаружили две нейронные сигнатуры, связанные с ориентацией внимания, инициированной разными типами сигналов. Во-первых, осцилляторная альфа-активность была снижена над затылочной корой, противоположной обслуживаемой стороне, как для эндогенного (произвольного), так и для экзогенного (непроизвольного) внимания, хотя эти изменения латерализованной альфы различались по их временному профилю.Во-вторых, мы наблюдали положительные отклонения над теменно-затылочной корой в сигналах ERP. Мы обнаружили раннюю положительную реакцию контралатеральной затылочной коры в ответ на заметные периферические сигналы независимо от их пространственной предсказуемости (ACOP), а также более позднее и относительно более слабое положительное отклонение, распределенное по теменной коре в ответ на центральные, пространственно информативные символические сигналы (LDAP). .

Несколько исследований показали, что альфа-активность снижается в контралатеральной затылочной коре по отношению к добровольно посещаемому месту после сигнала внимания (Worden et al., 2000; Риз, Мишель и Тут, 2007; Дженсен и Мазахери, 2010; Дусбург, Бедо и Уорд, 2016 г.). В этих исследованиях использовались парадигмы пространственных подсказок, где центрально представленная символическая (визуальная) подсказка предсказывала местоположение последующей визуальной цели. Наблюдаемые изменения в альфа-активности были интерпретированы как отражающие опережающие визуально-пространственные сигналы внимания, которые подготавливают зрительную кору головного мозга к смещению последующих входных сигналов в пользу места, где вы наблюдаете, и часто обсуждались как признак произвольного внимания (Doesburg et al., 2016; Klimesch et al., 1998; Worden et al., 2000; Thut et al. 2006). Эти латерализованные изменения альфа-активности возникли в этих исследованиях в относительно медленном временном масштабе, подразумевая, что пространственно-специфические изменения альфа-колебаний могут быть по своей природе вялыми и требовать времени для развития, что делает их уникальным маркером произвольного внимания. Однако недавние данные указывают на возможность гораздо более быстрого начала латерализованной альфа-активности. Используя периферические, заметные звуки, было показано, что латерализованные изменения альфа-колебаний могут быть вызваны быстро и могут быть относительно недолговечными (Störmer et al, 2016; Feng et al., 2017; см. также Bacigalupo, & Luck, 2019). Здесь, систематически меняя формат представления реплики и ее пространственную информативность во внутрисубъектном дизайне, мы смогли напрямую сравнить изменения альфа-активности в произвольных и непроизвольных задачах на внимание. Данные выявили четкие латерализованные изменения затылочной альфа-активности при выполнении всех задач. Эти латерализованные альфа-изменения показали аналогичное топографическое распределение с четким фокусом на контралатеральных участках затылочной части головы, что свидетельствует об общем нервном источнике, но они различались по своей временной динамике между задачами.В то время как латерализованная альфа-активность возникала быстро после периферических сигналов и уже присутствовала примерно через 150 мс после сигнала, эта активность проявлялась позже для символических сигналов (примерно через 650 мс) и сохранялась на протяжении всего интервала сигнал-цель только тогда, когда сигнал был пространственно информативным. Эти данные указывают на два важных аспекта затылочных альфа-колебаний. Во-первых, альфа-активность, по-видимому, отслеживает пространственное внимание независимо от того, как оно изначально было распределено. Во-вторых, временной ход альфа-активности чувствителен как к формату реплики (периферийный или центральный), так и к пространственной информативности (пространственно информативной или случайной) реплики.В целом это указывает на то, что латерализованная альфа-активность отражает общий эффект пространственного внимания, независимо от типа сигнала, и предполагает, что повышенная возбудимость активности зрительной коры до наступления цели (т. Е. Сдвиг базовой активности) представляет собой общий механизм внимание.

Мы также наблюдали сходство в формах волны ERP в ответ на разные сигналы. Периферийные реплики вызвали относительно раннее и временное положительное отклонение над теменно-затылочной корой, контралатеральнее местоположению реплики, которое не зависело от пространственной информативности реплики (т.е., ACOP), тогда как меньшая и более поздняя латерализованная париетальная позитивность наблюдалась после центральных символических сигналов (то есть LDAP). Об этих компонентах ERP сообщалось ранее, и каждый из них был связан с процессами непроизвольного и произвольного внимания соответственно (McDonald et al., 2013; Van Velzen, Forster, & Eimer, 2002). Оба эти компонента ERP проявились как латерализованные положительные отклонения в форме волны ERP; однако они существенно различались по времени и величине, а также по топографическому распространению.В наших задачах ACOP был распределен как по теменным, так и по затылочным участкам скальпа, тогда как LDAP показал четкий теменный фокус без активации на затылочных участках (см. Топографические карты на рис. 2). Хотя ранее предполагалось, что оба эти компонента могут отражать один и тот же процесс внимания, просто сдвинутый во времени (Hillyard et al., 2016), текущие данные показывают, что это не всегда так. Теменная направленность LDAP, вместе с открытием того факта, что она рассеивается до наступления цели, согласуется с описанием LDAP как индексации ориентации внимания на символически обозначенное место (Green & McDonald, 2006; Nobre, Sebestyen, & Miniussi, 2000; Van Velzen, et al., 2002), а не учетные записи, которые предполагали, что LDAP отражает упреждающее смещение визуальной обработки (Hopf & Mangun, 2000; Kelly et al., 2010). ACOP, с другой стороны, показывает активацию на теменных и затылочных участках кожи головы, что, возможно, указывает на то, что он отражает комбинацию ориентировочной реакции и начального смещения в зрительной коре (Feng et al., 2014; Hillyard et al., 2016; McDonald и др., 2013). Вместе эти данные предполагают, что два компонента ERP отражают общий процесс внимания — начальную ориентировочную реакцию — но что затылочная активация, присутствующая в ACOP, может также представлять раннее и рефлексивное смещение нейронной активности в зрительной коре.

Наиболее заметное и установленное различие между произвольным и непроизвольным вниманием — это разница во времени их воздействия на поведение (Nakayama & Mackeben, 1989; Müller & Rabbit, 1989). Настоящие результаты дополнительно подтверждают эти различия и показывают, что нейронные эффекты параллельны динамике поведенческих выгод. Чем же тогда объясняются эти различия во времени? Одна из возможностей состоит в том, что более медленное время произвольного внимания просто связано с дополнительными процессами, задействованными в интерпретации символической реплики, отображении ее на соответствующее целевое местоположение и планировании переключения внимания на соответствующее место (Hazlett & Woldorff, 2004).Более того, точное время этих процессов интерпретации и картирования, вероятно, варьируется в разных испытаниях, и эта временная изменчивость может лежать в основе различий в величине периферийных и символических эффектов подсказок, наблюдаемых здесь. По-видимому, таких временных вариаций не происходит при непроизвольной ориентации внимания, когда не требуется дополнительных процессов картирования или планирования. Таким образом, на данный момент трудно однозначно определить, вызваны ли различия в величине ACOP и LDAP и латерализованные изменения альфа-активности фактическими различиями в величине эффектов на зрительно-кортикальную обработку или же они являются просто результатом большая вариабельность времени переключения внимания на произвольное по сравнению с непроизвольным.

Одна из проблем при сравнении эффектов произвольного и непроизвольного внимания состоит в том, что, по определению, каждое из них запускается разными событиями (например, типами сигналов). Здесь, чтобы разделить эффекты различных типов внимания, мы систематически варьировали формат сигнала (периферийный или центральный) и информативность сигнала (пространственно-предсказательный или нет). Это стало возможным благодаря включению новой гибридной задачи на внимание, в которой использовалась информативная, периферийная подсказка, сочетающая свойства реплик, обычно используемых в задачах произвольного и непроизвольного внимания.Эта гибридная задача на внимание не только позволила нам отделить влияние формата реплики и информативности, но также представляет собой более экологически обоснованную парадигму подсказки. В повседневной жизни важные события часто указывают на объекты, на которые мы хотим обратить внимание. Таким образом, он кажется особенно адаптивным к непроизвольному пространственному вниманию, которое может первоначально быть захвачено значительным событием, чтобы оказывать такое же влияние на зрительно-корковую обработку, что и последующие эффекты произвольного внимания, чтобы оптимизировать выбор стимула.

В целом, наши данные показывают, что ориентация пространственного внимания вызывает изменения в затылочной альфа-активности и медленные отклонения в формах волны ERP — независимо от типа сигнала. Хотя эти вызванные сигналом эффекты значительно различаются по своим временным курсам, подобно поведенческим эффектам произвольного и непроизвольного внимания, они кажутся поразительно похожими с точки зрения нейронной обработки. Это говорит о том, что произвольное и непроизвольное внимание поддерживается одними и теми же механизмами зрительного смещения коры головного мозга и, таким образом, могут легко работать вместе для обеспечения наиболее эффективной обработки стимулов.

Эффект трудности восприятия

Helmholtz, H. von. (1925). Руководство по физиологической оптике [Трактат

по физиологической оптике] (Том 3). Ланкастер, Пенсильвания: Оптическое общество

Америки.

Хендерсон, Дж. М., и Маккистан, А. Д. (1993). Пространственное распределение

внимания по экзогенному сигналу. Восприятие и психофизика, 53,

221–230.

Хорстманн, Г. (2002). Доказательства захвата внимания удивительным синглом цвета

при визуальном поиске.Психологическая наука, 13, 499–505.

Йонидес, Дж. (1976, ноябрь). Произвольный или рефлексивный контроль движения мысленного взора

. Документ, представленный на собрании Хономического общества Psy-

, Сент-Луис, Миссури.

Йонидес, Дж. (1980). К модели движения мысленного взора.

Канадский журнал психологии, 34, 103–112.

Йонидес, Дж. (1981). Произвольный или автоматический контроль над движением глаз

ума. В J.Б. Лонг и А. Д. Баддели (ред.), «Внимание» и

, исполнение IX (стр. 187–204). Хиллсдейл, Нью-Джерси: Эрлбаум.

Йонидес, Дж. (1983). Далее к модели движения мысленного взора.

Бюллетень Психономического общества, 21, 247–250.

Кингстон, А., Смилек, Д., Ристич, Дж., Фризен, К. К., и Иствуд, Дж. Д.

(2003). Внимание исследователи! Пора взглянуть на реальный мир.

Текущие направления психологической науки, 12 (5), 176–180.

Кляйн, Р. М., и Дик, Б. (2002). Временная динамика рефлексивного внимания

смен: двухпотоковая последовательная визуальная презентация. Психологическая наука,

13, 176–179.

Кляйн, Р. М., и Тейлор, Т. Л. (1994). Категории когнитивного торможения

со ссылкой на внимание. В D. Dagenbach & T. Carr (Eds.), Inhibitors

процессы внимания, памяти и языка (глава 3, стр. 133–150).

Нью-Йорк: Academic Press.

Ламберт, А., и Дадди, М. (2002). Визуальное ориентирование с центральными и

периферийными прецедентами: устранение вкладов эксцентриситета кия, различения сигналов

и пространственного соответствия. Визуальное познание, 9,

303–336.

Лэнгтон, С. Р. Х., Уотт, Р. Дж., И Брюс, В. (2000). Это есть в глазах?

Подсказки к направлению общественного внимания. Тенденции в когнитивных науках,

4 (2), 50–59.

Лофтус, Г. Р., И Массон, М. Е. Дж. (1994). Использование доверительных интервалов в

внутрипредметных дизайнах. Psychonomic Bulletin & Review, 1, 476 — 490.

Lu, Z.-L., & Dosher, B. (1998). Внешний шум выделяет внимание

механизмов

. Vision Research, 38, 1183–1198.

Люс Р. Д. (1977). Дискриминационные процессы Терстона пятьдесят лет спустя.

Psychometrika, 42, 461–489.

Лак, С., Хиллард, С., Мулуа, М., и Хокинс, Х. (1996). Механизмы

зрительно-пространственного внимания: распределение ресурсов или уменьшение неопределенности?

Журнал экспериментальной психологии: человеческое восприятие и производительность —

mance, 27, 725–737.

Удача, С. Дж., И Томас, С. Дж. (1999). Какое разнообразие внимания автоматически захватывают периферийные сигналы? Восприятие и психофизика, 61,

1424–1435.

МакЛауд, К. М. (1991). Полвека исследований эффекта Струпа: интегративный обзор

. Психологический бюллетень, 109, 163–203.

McDonald, J. J., Teder-Saelejaervi, W. A., & Hillyard, S. A. (2000,

, 19 октября). Непроизвольная ориентация на звук улучшает зрительное восприятие.

Природа, 407, 906–908.

Мур К. М. и Эгет Х. (1998). Как особенное внимание влияет на визуальную обработку

? Журнал экспериментальной психологии: Human Per-

ception and Performance, 24, 1296–1310.

Мур, К. М., Янтис, С., Воган, Б., и Хандверкер, Д. А. (нет данных).

Функциональное различие между пространственным и объектным визуальным представлением

лекция. Неопубликованная рукопись.

Мордков, Дж. Т., & Эгет, Х. Э. (1993). Время отклика и точность

Еще раз

: Конвергентная поддержка интерактивной модели гонки. Journal of

Experimental Psychology: Human Perception and Performance, 19,

981–991.

Норман Д. А. и Боброу Д. Г. (1975). По данным и ресурсам —

ограниченных процессов. Когнитивная психология, 7, 44 — 64.

Пачелла, Р. Г. (1974). Интерпретация времени реакции в исследованиях обработки информации —

.В Б. Х. Кантовица (ред.), Обработка человеческой информации

: Учебные пособия по производительности и познанию (глава 2, стр. 41–

82). Хиллсдейл, Нью-Джерси: Эрлбаум.

Познер, М. И. (1978). Хронометрические исследования разума. Хиллсдейл, Нью-Джерси:

Эрлбаум.

Познер, М. И. (1980). Ориентация внимания. Ежеквартальный журнал экспериментальной психологии

, 32, 3–25.

Познер, М. И., и Бойс, С. Дж. (1971). Компоненты внимания. Психолог —

ical Review, 78, 391–408.

Познер, М. И., и Коэн, Ю. А. (1984). Компоненты визуального ориентирования. В

H. Bouma и D. Bouwhuis (Eds.), Attention & performance X: Control

языковых процессов (стр. 531–556). Хиллсдейл, Нью-Джерси: Эрлбаум.

Познер, М. И., Коэн, Ю., и Рафаль, Р. Д. (1982). Управление нейронными системами

пространственной ориентации. Философские труды Королевского общества B,

298, 187–198.

Познер, М. И., Ниссен, М. Дж., & Огден, В.С. (1978). Обслуживаемый и

автоматических режимов обработки: Роль набора для пространственного расположения. В Х. Дж.

Пик и Э. Зальцман (ред.), Режимы восприятия и обработки информации (стр. 137–158). Хиллсдейл, Нью-Джерси: Эрлбаум.

Познер, М. И., Снайдер, К. Р. Р. и Дэвидсон, Б. Дж. (1980). Внимание и обнаружение сигналов

. Журнал экспериментальной психологии: Общий, 109,

160–174.

Познер, М. И., Уокер, Дж. А., Фридрих Ф. Дж. И Рафаль Р. Д. (1984). Влияние

париетальной травмы на скрытую ориентацию внимания. Journal of Neuro-

science, 4, 1863–1874.

Prinzmetal, W. (в печати). Восприятие местоположения: притча из Секретных материалов. Per-

Воспитание и психофизика.

Prinzmetal, W., Amiri, H., Allen, K., & Edwards, T. (1998). Феномен внимания: I. Цвет, расположение, ориентация и «ясность». Journal of Experimental Psychology: Human Perception and Performance,

24, 261–282.

Prinzmetal, W., Nwachuku, I., Bodanski, L., Blumenfeld, L., & Shimizu,

N. (1997). Феноменология внимания: II. Яркость и контраст.

Consciousness and Cognition, 6, 372–412.

Prinzmetal, W., Park, S., & Garette, R. (2004). Автоматическое внимание и перцептивное представление

. Рукопись отправлена ​​в печать.

Prinzmetal, W., & Wilson, A. (1997). Влияние внимания на длину феномена

.Восприятие, 26, 193–205.

Рафаль Р., Хеник А. и Смит Дж. (1991). Экстрагеничный вклад в

рефлекторного зрительного ориентирования у нормальных людей: преимущество височного полушария

. Журнал когнитивной нейробиологии, 3, 322–328.

Рафаль Р. Д., Познер М. И., Фридман Дж. Х., Инхофф А. В. и Бернштейн Е.

(1988). Ориентация зрительного внимания при прогрессирующем надъядерном параличе.

Мозг, 111, 267–280.

Раушенбергер, Р.(2003). Захват внимания с помощью авто- и аллок-сигналов.

Psychonomic Bulletin & Review, 10, 814 — 842.

Ренсинк, Р. А., О’Реган, Дж. К., и Кларк, Дж. Дж. (1997). Видеть или не видеть:

Необходимость внимания для восприятия изменений в сценах. Психологический

Наука, 8, 368 –373.

Ристич, Дж., Фризен, К. К., и Кингстон, А. (2002). Глаза особенные? Это

зависит от того, как на это смотреть. Психономический бюллетень и обзор, 9,

507–513.

Руз, М., & Лупианез, Дж. (2002). Обзор захвата внимания: об автоматичности

и чувствительности к эндогенному контролю. Psicologica, 23,

283–309.

Санти, Дж. Л. и Эгет, Х. Э. (1980). Вмешательство в идентификацию букв: тест

на специфическое ингибирование. Восприятие и психофизика, 27,

321–330.

Санти, Дж. Л. и Эгет, Х. Э. (1982). Время реакции и точность

91

ВНИМАНИЕ

Холинергическое усиление усиливает эффекты произвольного внимания, но не влияет на непроизвольное внимание

Задача, препятствующая сигналу (Познер и др., 1982; Уорнер и др., 1990; Серено и Хольцман , 1996) использовался для измерения эффектов произвольного и непроизвольного внимания.Каждое испытание начиналось с сигнала в одном из четырех мест, предсказывающего последующее появление цели в противоположном месте для 80% испытаний (рис. 1). В оставшихся 20% испытаний цель появлялась в том же месте, что и реплика. Во всех испытаниях непроизвольное внимание сначала привлекается к появлению заметного сигнала. По мере увеличения времени после предъявления сигнала произвольное внимание может быть направлено на противоположное место (где цель была представлена ​​в 80% испытаний).Чтобы отдельно изучить эффекты непроизвольного и произвольного внимания, SOA между репликой и целью варьировалась между блоками.

Сначала мы опишем эффекты пространственной подсказки после введения плацебо. Для половины блоков SOA составлял 40 мс, что соответствует интервалу, в течение которого непроизвольное внимание все еще присутствует у большинства субъектов, но произвольное внимание еще не распределено (Posner et al, 1982). В этих блоках время реакции (RT) на целевое представление было быстрее в месте реплики (518 мс, SD: 75 мс) по сравнению с противоположным местом (538 мс, SD: 82 мс) (Рисунок 2).Обратите внимание, что различия во времени реакции между субъектами довольно велики. Чтобы изолировать эффекты внимания независимо от общих различий RT между субъектами, мы вычислили величину эффекта подсказки внутри субъекта, определяемую здесь как разницу между средним RT, когда цель находилась в месте сигнала, и средним RT, когда цель был в противоположном месте. Средний эффект подсказки для коротких испытаний SOA составлял -20 мс и был значительно меньше нуля (запланированное сравнение, t ₁₈ = 8.2, p <0,05, с поправкой на множественные сравнения; Рисунок 3). Этот показатель был отрицательным у 17 из 20 субъектов, что позволяет предположить, что непроизвольное внимание было успешно захвачено в 40-мс SOA состоянии у большинства участников.

Рисунок 2

Влияние местоположения мишени, асинхронности начала стимула (SOA) и состояния лекарства на время реакции (RT). RT в сеансах плацебо (белый) и донепезила (серый). Для испытаний, в которых SOA составлял 40 мс (слева), RT были значительно быстрее для 20% испытаний, в которых цель появлялась в том же месте, что и сигнал, что указывает на захват непроизвольного внимания.Для испытаний, в которых SOA составляла 600 мс (справа), RT были значительно быстрее для 80% испытаний, в которых цель появлялась в противоположном месте, что указывает на распределение произвольного внимания. Донепезил уменьшал RT только в одном из четырех условий: испытания SOA на 600 мс, в которых цель появлялась в месте, противоположном сигналу. Планки погрешностей — это внутрипредметные ошибки, рассчитанные из члена ошибки во взаимодействии наивысшего порядка в дисперсионном анализе (Loftus and Masson, 1994).

Слайд PowerPoint

Рисунок 3

Холинергическое усиление увеличивает эффект реплики для произвольного, но не непроизвольного внимания.Эффект подсказки определяется как разница между средним временем реакции (RT) для испытаний, в которых цель появлялась в месте реплики, и средним RT для испытаний, в которых цель появлялась в противоположном месте. Эффекты подсказки были рассчитаны для каждого субъекта в каждом состоянии, и средние эффекты подсказки представлены для плацебо (белый цвет) и донепезила (серый цвет). Для 40-миллисекундной асинхронности начала стимула (SOA) (слева) эффект подсказки был отрицательным, что указывало на захват непроизвольного внимания в месте сигнала.Для 600-миллисекундного SOA (справа) эффект метки был положительным, указывая на то, что произвольное внимание было направлено на место напротив метки. Холинергическое усиление увеличивало величину эффекта реплики только для 600-миллисекундных испытаний SOA. Планки погрешностей такие, как на Рисунке 2.

Слайд PowerPoint

В остальных блоках SOA составляла 600 мс. Это давало достаточно времени для рассеивания непроизвольного внимания в месте реплики и для распределения произвольного внимания на противоположное место, где могла появиться цель (вероятность 80%).В этих блоках среднее время RT было быстрее, когда цель появлялась в противоположном месте (491 мс, стандартное отклонение: 62 мс) по сравнению с местоположением метки (522 мс, стандартное отклонение: 59 мс) (Рисунок 2). Эффект подсказки для этих длительных испытаний SOA был положительным для всех 20 субъектов, как и средний эффект подсказки (32 мс, плановое сравнение, t ₁₈ = 12,7, p <0,01, с поправкой на множественные сравнения; Рисунок 3). Более того, дисперсионный анализ показал, что взаимодействие SOA и реплики было значительным (F _{1, 18} = 75.4, p <0,01), демонстрируя, что короткие и длинные SOA производят разные модели RT. Действительно, разница между сигнальным эффектом в условиях длинного и короткого SOA была положительной для всех 20 испытуемых (среднее значение = 52 мс). Эти результаты (в условиях плацебо) повторяют предыдущие результаты, полученные с использованием процедуры предотвращения сигналов (Posner et al, 1982; Warner et al, 1990; Sereno and Holzman, 1996).

Чтобы проверить влияние ACh на произвольное и непроизвольное внимание, был введен ингибитор холинэстеразы донепезил.Каждый участник получил 5 мг донепезила перед одним сеансом и плацебо перед другим сеансом. Не наблюдалось основного эффекта от приема препарата на общую RT (плацебо = 517 мс; донепезил = 514 мс; F _1,18 = 0,3, p = 0,6). Подобно условию плацебо, эффект подсказки был значительным при применении донепезила как для короткого (плановое сравнение, t ₁₈ = 8,7, p <0,01), так и для длительного SOA (плановое сравнение, t ₁₈ = 16,7, p <0,01, оба исправлены на множественные сравнения).

Чтобы проверить эффекты холинергического усиления, запланированные сравнения были проведены для всех комбинаций SOA / целевое местоположение, и донепезил оказал значительный эффект только в одном из этих четырех условий: SOA 600 мс и цель в месте, противоположном сигналу ( плацебо = 491 мс; донепезил = 483 мс; t ₁₈ = 3,3, p <0,05, с поправкой на множественные сравнения). При запланированных сравнениях с тремя другими состояниями не было обнаружено никакого эффекта от препарата. Кроме того, ANOVA показал, что трехстороннее взаимодействие введения лекарства, местоположения мишени и SOA также было значимым (F _{1, 18} = 4.4, p <0,05). Наконец, в условиях длительного SOA эффект сигнала был больше для донепезила, чем для плацебо (плановое сравнение, t ₁₈ = 2,6, p <0,05, с поправкой на множественные сравнения), что дает дополнительные доказательства того, что холинергическое усиление произвольно, но не непроизвольное внимание. Взятые вместе, результаты RT и cueing effect демонстрируют, что холинергическое усиление увеличивало влияние произвольного внимания на производительность. В частности, было избирательное преимущество, когда произвольное внимание усиливало обработку стимула, а именно, когда было достаточно времени для развертывания произвольного внимания и когда цель была представлена ​​в противоположном (обслуживаемом) месте.

Отсутствие основного эффекта препарата на общую RT или на любые комбинации SOA / целевое местоположение, кроме длинного SOA / противоположного местоположения, исключает возможность того, что лекарство оказало неспецифическое общее влияние на производительность. Более того, высокая степень сходства требований задачи и характеристик стимула в разных SOA и целевых местоположениях предполагает, что эффекты лекарств, измеренные на длинных SOA, отражают конкретное усиление произвольного распределения внимания (а не взаимодействия между лекарственными средствами и свойствами стимулов).

Существенное взаимодействие порядка сеансов и лекарственного средства (F _{1, 18} = 33,3, p <0,01) указывает на то, что практика оказывает общее влияние на производительность. В частности, RT были быстрее во втором сеансе (501 мс), чем в первом сеансе (531 мс). При дисперсионном анализе не было взаимодействий более высокого порядка между порядком введения лекарств и другими факторами, что указывает на то, что эффект практики (снижение RT во второй сессии) не был специфичным для какого-либо отдельного состояния внимания.

Чтобы дополнительно охарактеризовать эффект порядка, мы измерили влияние донепезила на подсказки отдельно в двух группах (субъекты, которым вводили донепезил на первом сеансе, и те, которым вводили донепезил на втором сеансе). В обеих группах наблюдалось последовательное облегчающее действие донепезила на эффект подсказки в условиях произвольного внимания (сначала донепезил: 11,8 мс; донепезил второй: 6,4 мс), и разница между группами не была значимой (двусторонний t -тест, t ₉ = 0.43, p = 0,68). Что касается непроизвольного внимания, донепезил оказал небольшое влияние на эффект подсказки, и действие препарата было противоположным в двух группах (первый донепезил: 2,6 мс; донепезил второй: -4,8 мс). Разница между группами снова не была статистически значимой (двусторонний тест t , t ₉ = 0,74, p = 0,48). Наконец, не было значительных различий между группами ни в одном из восьми экспериментальных условий (комбинации препарата, SOA и местоположения мишени).

Испытуемые были проинструктированы отвечать как можно быстрее и точнее. Эффективность была намного выше 90% правильных во всех условиях (в среднем 94,5%), и анализ RT был ограничен испытаниями, в которых был получен правильный ответ. Тем не менее, мы измерили влияние произвольного и непроизвольного внимания и холинергического усиления на точность поведения. Подобно результатам RT, наблюдалось значительное взаимодействие целевого местоположения и SOA на процент правильных ответов (F _{1, 18} = 27.4, p <0,01). Этот эффект был умеренным по величине, что привело к эффекту метки на 1,5% правильных в длинных блоках SOA (большая точность для противоположного местоположения по сравнению с испытаниями местоположения метки). В коротких блоках SOA влияние метки на точность было -1,7% правильных, что указывает на снижение производительности для целей, находящихся в противоположном местоположении относительно местоположения метки, из-за захвата непроизвольного внимания меткой. Важно отметить, что введение препарата в целом не повлияло на точность (F _{1, 18} = 1.3, p = 0,3), и не было значительного взаимодействия введения лекарственного средства ни с целевым местоположением, ни с SOA при анализе точности выполнения.

Внимание, технологии и мозг

Ресурсы

Доббс, Д. (2013) Restless genes, National Geographic , январь, 45-57. Описывает примерно 20% населения, у которых, по-видимому, метаболизируется дофамин иначе, как у имеющих ген «исследователя».

Дойдж, Н. (2007) Мозг, который меняется сам. (Нью-Йорк: Penguin Books). Узнайте больше о пластичности мозга.

Гоулман Д. (2013). Фокус. ( Нью-Йорк: HarperCollins). Описывает непроизвольное и произвольное внимание по названиям соответствующих нейронных путей «снизу вверх» и «сверху вниз», а также преимущества сильных нисходящих путей, особенно в отношении управляющих функций.

Кацуки, Ф. и Константинидис, К. (2014). Внимание снизу вверх и сверху вниз: различные процессы и перекрывающиеся нейронные системы, Neuroscientist , October, 20 (5) , 509-521.DOI: 10,1177 / 1073858413514136. Научная статья о сложности нервных путей, которые соответствуют произвольному и непроизвольному вниманию.

Мишель, В. (2014). Зефирный тест. (Нью-Йорк: Little, Brown & Company). Знаковое исследование, показывающее, что когнитивный контроль — намеренное стратегическое распределение внимания — предсказывает будущий жизненный успех лучше, чем любой другой фактор.

Палладино, Л.Дж. (1999). Мечтатели, первооткрыватели и динамо. (Нью-Йорк: Баллантайн). Описывает 20% населения, у которых, по-видимому, метаболизируется дофамин по-разному, в зависимости от их сильных и слабых сторон, включая изобретательность и дивергентное мышление.

Палладино, Л.Дж. (2015). Воспитание в эпоху похитителей внимания. (Бостон: Шамбала). Включает несколько глав, описывающих влияние экранного времени на произвольное и непроизвольное внимание, когнитивный контроль и мозг.

Паскуаль-Леоне А. и др. (2005).Пластиковая кора головного мозга человека. Annual Review of Neuroscience, 28, 377–401. DOI: 10.1146 / annurev.neuro.27.070203.144216. Пластичность человеческого мозга проявляется на протяжении всей жизни.

Peterson, S.E. И Познер, М. (2012). Система внимания мозга: 20 лет спустя », Annual Review of Neuroscience, 35, 73-89. DOI: 10.1146 / annurev-neuro-062111-150525. После двух десятилетий исследований в области визуализации мозга, в том числе около 5000 работ по визуализации, посвященных вниманию, Познер опубликовал обновленную версию своего окончательного обзора 1990 года, который был основан в основном на поведенческих исследованиях, теперь подтвержденных новыми данными визуализации мозга.

Познер, М. И. и Петерсон, С. Э. (1990). Система внимания человеческого мозга. Annual Review of Neuroscience, 13, 25-42. Обновлено, 2012 г. Трехсторонняя «сеть внимания» Познера организована по функциям, нейрохимии и анатомии мозга: 1. Предупреждение (реакция на тревогу; норэпинеферин; возбуждение ствола мозга и правое полушарие) и 2. Ориентация (реакция на сенсорные события; холинэргический ; теменная доля) непроизвольны. Напротив, 3. Исполнительный (контроль с усилием; дофамин; средняя линия лобной / передней поясной извилины) является произвольным.

Шульман, Г. Л. и Корбетта, М. (2011). Две сети внимания: идентификация и функционирование в рамках более широкой когнитивной архитектуры. В Cognitive Neuroscience of Attention, Second Edition , ed. Майкл Познер (Нью-Йорк: Guilford Press). Научная статья о нейронных основах двух типов внимания.

Развивайте осведомленность для управления своим произвольным вниманием

Как вы знаете из личного опыта, проводка нашего мозга позволяет отвлекаться.Только подумайте, сколько раз в день вы проверяете свою электронную почту, свою любимую ленту в социальных сетях или просто смотрите в космос?

Если мы хотим усилить наше произвольное внимание — внимание, которое мы непосредственно контролируем, — мы должны улучшить нашу концентрацию и способность проактивно завершать нашу работу.

Первый шаг в этом процессе включает в себя развитие осведомленности . Обучение этому начинается с простого, но удивительно мощного упражнения — упражнения на осознание внимания.В качестве периода отслеживания для этого упражнения выберите интервал в четыре часа в течение рабочей недели или выходных. Затем выберите подходящий вам инструмент отслеживания внимания: ручку и бумагу, функцию заметок на смартфоне или устройство для диктовки. Каждый раз, когда ваше внимание блуждает, вы теряете фокус или вас прерывают другие или вы, сделайте пометку на своем инструменте отслеживания внимания.

Вы можете придумать разные символы для обозначения ваших личных «отвлекающих факторов». Например, у меня были клиенты, которые использовали решетки для обозначения количества раз, когда их внимание отвлекалось, и создавали аббревиатуры для обозначения людей, вещей, идей и эмоций, задействованных, например: P = человек, F = чувство, C = ребенок, E = электронная почта, W = веб-серфинг и S = ​​социальные сети (FaceBook, Twitter, LinkedIn и т. д.).

И да, само упражнение тоже отвлекает ваше внимание. Однако у этого процесса есть свой метод. Упражнение на осознание внимания позволяет вам увидеть буквально черным и белым, как часто ваше внимание блуждает, и триггеры, которые вызывают это. Вы должны заметить, что ваше внимание рассеивается, чтобы что-то с этим сделать. Я предлагаю вам повторить упражнение на концентрацию внимания несколько раз в течение рабочей недели и в разное время дня. Вы хотите иметь достаточно данных, чтобы тщательно проанализировать тенденции вашего внимания.

Теперь, когда у вас есть данные о внимании, вы можете приступить к внесению изменений. Просмотрите данные и обратите внимание на любые тенденции или темы:

§ Было ли вам труднее сосредоточиться перед обедом или ужином?

§ Было ли трудно сосредоточиться после долгой встречи или тяжелого разговора с членом семьи?

§ Было ли легче сосредоточиться после прогулки или тренировки в тренажерном зале?

§ Были ли в течение четырех часов определенные периоды времени, на которые было легче сосредоточиться?

§ Были ли конкретные проекты или типы задач, на которых вы могли сосредоточиться в течение более длительного периода времени?

Делайте заметки о тенденциях и темах, которые возникают для вас.

Второй шаг в усилении вашего произвольного внимания включает оптимизацию физиологических условий , необходимых для идеального управления вниманием. Вы хотите создать среду, которая поддерживает ваши уникальные потребности в управлении вниманием и сводит к минимуму влияние аппаратных средств вашего мозга. Если вы устали, голодны или находитесь в состоянии стресса, вы ведете тяжелую битву с вашим вниманием. Угадай, кто всегда будет побеждать — твой мозг! Если вы ложитесь поздно ночью перед завершением проекта, у вас может не быть возможности сосредоточиться на сложной задаче в восемь утра следующего дня.Если у вас только что был очень трудный разговор с коллегой или вы потратили час, утешая расстроенного друга, знайте и планируйте соответственно; ваша мышца произвольного внимания уже устала из-за этого взаимодействия.

Планируйте свою деятельность по самоуправлению с учетом всех этих факторов. Храните пакеты с орехами, батончиками мюсли или сухофруктами в ящике офиса, карманной книжке, портфеле и / или в бардачке в машине, чтобы заправляться топливом для максимальной концентрации. Создайте плейлист с успокаивающей и заряжающей энергией музыкой, которая поможет вам расслабиться или восстановить силы после напряженных взаимодействий и разговоров.Держите удобную обувь в ящике стола, в машине или в рабочей сумке, чтобы можно было быстро прогуляться по коридорам офисного здания или за пределами офисного здания. Физическое движение — один из самых эффективных способов психологической перезагрузки и разрядки отрицательной энергии. И вам не нужно долго ходить, чтобы получить пользу — всего десять минут.

Когда телеведущую и медиа-магната Марту Стюарт спросили, как ей удается так многого добиться за день, она ответила: «Раньше я устала, прежде чем начала тренироваться ежедневно.Даже полчаса имеет огромное значение для уровня энергии тела в течение дня. Очень важно есть здоровые свежие продукты. Благодаря питательной диете и упражнениям я могу многое сделать за день ».

Оптимизируйте физиологические условия, необходимые для управления вниманием, и вы тоже должны иметь возможность усилить чувство концентрации.

Последний шаг требует, чтобы вы переобучили свой мозг с помощью перезагрузки мозга . Перефокусировать сложно, потому что мы тренировали свой мозг работать над множеством вещей одновременно.Как часто вы проверяли электронную почту во время конференц-связи или кормили ребенка завтраком, выгружали посудомоечную машину и упаковывали ланчи одновременно? Эта привычка не улучшает вашу продуктивность; вместо этого это подрывает вашу способность сосредотачиваться.

Чтобы перефокусироваться, визуализируйте кнопку сброса в своем мозгу и скажите: «Мне нужно перезагрузить компьютер и вернуться в нужное русло». По словам доктора Срини Пиллэй, клинического профессора психиатрии Гарвардской медицинской школы, это отвлекает внимание и переключает внимание на вашу задачу.Часто перезагружая свой мозг, вы настраиваете его для оптимального функционирования.

Еще один подход к перезагрузке мозга — использование дыхания для восстановления концентрации. Попробуйте сделать глубокий вдох, вытолкнуть пупок, а затем мощно выдохнуть воздух, слегка втянув живот.