Neuro- og Informationspsykologi Visuel opmærksomhed: psykologi, neural basis og klinik v / Thomas Habekost

Oversigt Visuel opmærksomhed i psykologien Opmærksomhed på celleplan Hjernescanninger: Opmærksomhedens anatomi Opmærksomhedsproblemer efter hjerneskade

Oversigt Visuel opmærksomhed i psykologien 3

Hvad er opmærksomhed? Selektivitet i perception: det vigtigste udvælges! To hovedtyper af indflydelse på selektionen: Bottom-up “capture” versus top-down “control” Selektion (eller “filtrering”) af information kan ske på mange niveauer og ud fra mange kriterier.

Hovedtyper af opmærksomhed Fokuseret Delt Vedvarende …nødvendig på grund af begrænset kapacitet

”Change blindness”

Kapacitetsbegrænsninger Hastighed af informationsforarbejdning

Visuelle kapacitetsbegrænsninger I: single stimulus report 4. (central fiksation)

Visuelle kapacitetsbegrænsninger I: single stimulus report 5. (vist i 10 – 80 ms)

Visuelle kapacitetsbegrænsninger I: single stimulus report 5. (vist i 500 ms)

Visuelle kapacitetsbegrænsninger I: single stimulus report ? 6.

Kognitiv modellering af single stimulus report Ex.: Forsøgsperson NT P(report) = 1 – exp(-C*(t-t0)) t0 = 13 ms C = 84 letters / s 7.

Kapacitetsbegrænsninger Hastighed af informationsforarbejdning Antal objekter der kan perciperes på samme tid

Visuelle kapacitetsbegrænsninger II: whole report 4. 14

F P A H L B 15

Whole report ? 6. 16

F P A H L B 17

Visuel spændvidde på ca. 3 - 4 elementer

Kapacitetsbegrænsninger Hastighed af informationsforarbejdning Antal objekter, der kan perciperes på samme tid …vi er nødt til at udvælge kun en lille del af sanseindtrykket til bevidstheden. Opmærksomhedens opgave er at prioritere vores begrænsede mentale ressourcer.

Top-down filtrering af distraktorer: partial report 4. 20

L X Z M R T 21

Partial report ? 6. 22

Selektion af objekter: FIRM modellen Shibuya & Bundesen (Journal of Exp. Psychology: HP&P 1988) Visuelt Indput L Z Før-bevidst analyse Væddeløb Visuel bevidsthed

Opmærksomhed mod egenskaber (kategoriel selektion) Rapporter bogstaverne! 7. …

Opmærksomhed mod egenskaber (kategoriel selektion)

Opmærksomhed mod egenskaber (kategoriel selektion) Rapporter farverne! 7. …

Opmærksomhed mod egenskaber (kategoriel selektion)

Opmærksomhed mod egenskaber (kategoriel selektion) Rapporter farven! 7. …

Stroop-effekten: automatisk bias for bestemte kategoriseringer

Stroop: Kongruent RED BLUE YELLOW GREEN

Stroop: Inkongruent RED BLUE YELLOW GREEN

Typiske resultater i Stroop-forsøg

Dobbelt selektion: TVA-modellen Bundesen (Psychological Review 1990) Visuelt Indput Før-bevidst analyse Væddeløb Visuel bevidsthed

Oversigt Visuel opmærksomhed i psykologien Opmærksomhed på celleplan 34

Enkeltcellestudier af opmærksomhed En visuel stimulus præsenteres i cellens receptive felt Abens opmærksomhed i forhold til stimulus varieres Effekt på cellens fyringsrate?

NTVA: TVA på cellulært niveau (Bundesen, Habekost & Kyllingsbæk, Psychological Review 2005) Selektion af objekter remapping af receptive felter Selektion af egenskaber op- eller nedskalering af fyringsrater

Biased Competition teorien (Desimone and Duncan, 1995) De mange objekter i synsfeltet aktiverer i første omgang mange hjernesystemer parallelt. Aktiveringerne konkurrerer: hjerneområder der repræsenterer egenskaber ved samme objekt støtter hinanden, mens de hæmmer andre objekter. => stabil tilstand hvor aktiveringer af samme objekt dominerer hele synssystemet. Konkurrencen er “biased” så objekter med bestemte egenskaber har større chance for at vinde.

Oversigt Visuel opmærksomhed i psykologien Opmærksomhed på celleplan Hjernescanninger: Opmærksomhedens anatomi 38

Det kortikale synssystem

Neurale effekter af visuo-spatial opmærksomhed: ERP

Neurale effekter af visuo-spatial opmærksomhed: PET + ERP

Neurale effekter af opmærksomhed mod bevægelse: fMRI

Neurale effekter af opmærksomhed mod ansigter: fMRI

Opmærksomhedskontrol: fronto-parietale netværk

Tidsligt forløb af fronto-parietal aktivering: ERP + fMRI

Det subkortikale arousalsystem

Vedvarende opmærksomhed Evnen til at fastholde en opmærksomhedstilstand uden engagerende input. Afhænger primært af fronto-parietale netværk i højre hemisfære

Visuel opmærksomhed: neural basis To opmærksomhedsmekanismer på cellulært niveau (”hvilket objekt?” og ”hvor kraftig respons?”) Opmærksomhed giver selektiv aktivering i synskortex Kontrolsignaler fra fronto-parietale strukturer Subkortikal påvirkning af det generelle arousalniveau, viljestyret påvirkning fra kortex (primært højre side).

Oversigt Visuel opmærksomhed i psykologien Opmærksomhed på celleplan Hjernescanninger: Opmærksomhedens anatomi Opmærksomhedsproblemer efter hjerneskade 49

Neglektsyndromet Svær bevidsthedsforstyrrelse med en stærk tendens til kun at være opmærksom på højre side af rummet. Eksempelvis tydelig i visuelle søgeopgaver 2.

En noget sværere scene. De normalpersoner, jeg har testet det på, var i gennemsnit xx sekunder om at lokalisere Holger. Den ene pilotpatient var 50 sekunder om det.

Klinisk testning for neglekt Extinction Linje-deling Visuel søgning Tegning / kopiering

TVA-baseret testning af neglekt 54

Neglektsyndromet Svær bevidsthedsforstyrrelse med en stærk tendens til kun at være opmærksom på højre side af rummet. Eksempelvis tydelig i visuelle søgeopgaver Optræder typisk efter apopleksi i den ene hjernehalvdel - hyppigere og mere længerevarende efter højresidige skader. 2.

MR scanning af typisk ”neglekt slagtilfælde” 13.

Læsionsanalyse hos neglektpatienter

Neglektsyndromet Svær multimodal bevidsthedsforstyrrelse med en stærk tendens til kun at være opmærksom på det ipsilæsionale rum. Eksempelvis evident i visuelle søgeopgaver. Optræder typisk efter apopleksi i den ene hjernehalvdel, men hyppigere og mere længerevarende efter højresidige skader. Generel forstyrrelse af arousal/opmærksomhedskapacitet. Meget hyppig i akut stadium, men betydelig (komplet?) bedring over tid i mange patienter. 2.

Resumé Visuel opmærksomhed kan defineres ved selektion Selektionen afgøres af neurale konkurrenceprocesser Processerne er organiseret i store anatomiske netværk, der kan påvirkes af mange typer hjerneskade Den vigtigste opmærksomhedsforstyrrelse efter hjerneskade er neglektsyndromet (men der er mange andre…)