Taak 3
Aandacht
H22 - Fundamentals of human neuropsychology.
Aandacht en bewustzijn
Mensen hebben een grote sensorische en motorische capaciteit. Wanneer deze groot is, is selectie van belang.
Hierbij speelt geheugen een rol: stimulus interpretatie en respons selectie. Bij een uitbreidend brein
veranderen/ontwikkelen ook andere processen zich die een rol spelen bij selectiviteit. Bijvoorbeeld aandacht:
zorgt voor selectief bewustzijn van een deel of aspect van de zintuiglijke omgeving of een selectieve
responsiviteit op bepaalde stimuli. Deze focus kan bewust of onbewust.
- Koch & Tsuchiya: aandacht en bewustzijn zijn fundamenteel verschillend en vereisen twee verschillende
brein processen; verschil: aandacht is top-down en selecteert, is gefocust op specifieke kenmerken
omgeving. Bewustzijn vat informatie samen/geeft de kern en is minder selectief.
Aandacht
Vroeger geen aandacht besteed aan aandacht. Of helemaal genegeerd of te simplistisch uitgelegd.
Automatische en bewuste verwerking vergeleken
- Automatische processen: sturen gedrag dat optreedt zonder bedoeling, onvrijwillig, zonder bewustzijn en
zonder interferentie met andere activiteiten. Zou aangeboren kunnen zijn of geproduceerd door extensieve
training bottom up: data driven: steun op stimulus informatie uit de omgeving.
- Bewuste verwerking: gedrag dat niet automatisch is en dat gecontroleerd is, inspanning, gefocuste aandacht
en bewustzijn vereist top down: conceptually driven: steunt op informatie in geheugen – actief zoeken.
Treisman:
Experiment waarbij target geïdentificeerd moet worden:
- Pop out effect: target valt op.
- Serial search: meer aandacht/inspanning vereist, bv. wanneer target geïdentificeerd moet worden waar iets
ontbreekt.
Conclusie: bepaalde aspecten van visueel verwerken zijn automatisch - andere aspecten van visueel verwerken
vereisen gefocuste aandacht om conjuction (combinatie van kenmerken) te lokaliseren conjunction search:
vindt serieel plaats.
Perceptueel model voor feature search (afbeelding): de cognitieve strategie om
specifieke kenmerken van stimuli te scannen:
- Stimulus wordt waargenomen in V1 en wordt verdeeld in verschillende
feature maps.
- Verschillende soorten informatie worden serieel verwerkt in parallelle
paden: bv. naar V3, V4 of V5.
- Op een bepaald punt worden de kenmerken samengevoegd/geïntegreerd: er
is geen gebied specifiek voor de integratie, dus stukjes uit de visuele wereld
moeten serieel verwerkt worden aandacht wordt gericht naar elke locaties
en kenmerken in dezelfde fixatie van de aandacht worden gecombineerd om
1 object te vormen.
Wat zijn kenmerken?
- Treisman: eigenschappen waarvoor cellen in het visuele systeem gecodeerd
zijn om te detecteren.
- Eigenschappen mogelijk ook biologisch significante stimuli.
o Experiment Eastwood e.a.: makkelijker verdrietig gezicht te detecteren
dan blij gezicht, want biologisch/evolutionair gezien meer belangrijk
Neurofysiologisch bewijs van aandacht
Experiment dat laat zien dat de focus van de aandacht de respons van neuronen bepaald. Dezelfde stimulus
activeert een bepaald neuron op een bepaald moment en niet op een ander moment. Experiment van Jeffrey
Moran en Robert Desimone: aap moest bar vasthouden en fixeren op bepaalde punt op het scherm.
- Na training vuurden de neuronen alleen nog wanneer de visuele stimuli in de beloonde locatie waren.
Zelfde stimuli buiten fixatiepunt geen reactie.
- DUS een neuron kan leren selectief te reageren op info in receptieve veld.
Was vooral in TE en V4 dus het wat-pad. Posterior parietale cellen: ook gevoelig voor aandacht, namelijk
wanneer iemand naar een object reikt om het te pakken, maar niet bij dezelfde beweging voor andere redenen.
Visuele aandacht voor de selectie en richting van bewegingen.
, Verdeelde aandacht
Kahneman: bij overload aan informatie bottleneck bij verwerken. Capaciteit voor mentale activiteit is
gelimiteerd en de capaciteit moet verdeeld worden onder huidige activiteiten. Bij niet-automatische processen is
er meer mentale activiteit nodig gaat niet tegelijk met iets anders. Bij verdeling van capaciteit: prestatie op
elke taak gaat achteruit.
Selectieve aandacht:
Experiment Spitzer i.c.m. experiment Moran en Desimone: onderzoeken wat er verandert bij de neuronen in V4
als de taak moeilijker gemaakt wordt.
- Bij moeilijke conditie: firing rate neemt toe met gemiddeld 20% en tuning kenmerken van cel veranderen.
De cel wordt ook selectiever in deze conditie.
- Gedrags- en elektrofysiologische resultaten laten zien dat een verhoogde mate van inspanning beïnvloed
hoe informatie verwerkt wordt in het visuele systeem.
Nog niet bekend hoe dit aandachtseffect de activiteit van een cel verandert. Mogelijk speelt een signaal van de
thalamus een rol. Vooral de pulvinar zou een rol spelen, een kern in de thalamus. Wanneer een visuele stimulus
aanwezig is die geen betekenis heeft lage firing, bij wel betekenis/beloning cel meer actief.
- Pulvinar projecteert naar de posterior parietale cortex, temporale cortex en PFC het speelt een rol in het
richten van de aandacht op bepaalde ruimtelijke aspecten.
- De pulvinar ontvangt input van de colliculus welke een rol speelt bij de oriëntatie van visuele informatie.
Mogelijk verantwoordelijk voor ‘spotlight’/fixatieveld.
Moeilijkheid/eisen van de taak kunnen de activiteit van neuronen in het visuele systeem veranderen.
Parallel verwerken van sensorische input
Neuronen in TE betrokken bij parallelle verwerking. Mogelijke manieren waarop:
- Cellen sensitief voor complexe configuraties.
o Maar: niet genoeg cellen hiervoor.
- Serieel items selecteren: scène verwerken in korte cirkels die het mogelijk maken items parallel te
verwerken.
- Cross-modaal verschillende zintuiglijke inputs. Bij aandacht naar auditief, meer activatie auditief gebied
en minder activatie visueel gebied.
Uitkomsten onderzoek:
- Selectieve aandacht leidt tot verhoogde activatie in relevante sensorische cortices en afnamen in irrelevante
gebieden.
- Bij verdelen van de aandacht over twee verschillende modaliteiten: grootste verandering van activatie in de
linker dorsolaterale PFC.
DUS bij multitasken: betrokkenheid PFC.
Functional imaging en aandacht
Experiment 1 Corbetta e.a.:
Taak bestaande uit:
1. Aandacht verschuiven van box naar beweging onder box/fixatiepunt.
2. Aandacht niet verschuiven en gefixeerd blijven.
Uitkomsten:
- Bij het verschuiven van de aandacht: toename activiteit in de posterior pariëtale cortex.
o Bij stimulus in rechter visuele veld: linker pariëtale kwab actief.
o Bij stimulus in rechter of/en linker visuele veld: rechter pariëtale kwab actief.
- Hierdoor mogelijk: rechter posterior parietotemporale letsel zorgt voor meer neglect.
- Geen activatie in V4, mogelijk doordat taak geen integratie vereiste van verschillende eigenschappen, maar
simpel waar iets was.
Experiment 2 Corbetta e.a.:
- Selectieve aandacht: vereist meer gefocuste aandacht activatie van specifieke visuele gebieden, gebied
variërend met eigenschap (kleur, vorm). Ook activatie van de insula, posterior thalamus (wrs pulvinar),
superior colliculus en orbital frontale cortex.
- Verdeelde aandacht: vereist meer geheugen geen activatie van visuele gebieden o activatie van anterior
cingulaire en DLPFC.
Conclusie
- Pariëtale cortex geactiveerd voor aandacht m.b.t. locatie.
- Occipitotemporale cortex voor aandacht m.b.t. kenmerken als kleur en vorm.
- Anterior cingulaire en PFC activatie bij beide visuele taken (selectief en verdeeld), dus aandacht in het
algemeen vereist activatie in deze gebieden.
- Aparte gebieden in posterior pariëtale cortex hebben een aandachtrol op verschillende sensorische inputs.
Aandacht
H22 - Fundamentals of human neuropsychology.
Aandacht en bewustzijn
Mensen hebben een grote sensorische en motorische capaciteit. Wanneer deze groot is, is selectie van belang.
Hierbij speelt geheugen een rol: stimulus interpretatie en respons selectie. Bij een uitbreidend brein
veranderen/ontwikkelen ook andere processen zich die een rol spelen bij selectiviteit. Bijvoorbeeld aandacht:
zorgt voor selectief bewustzijn van een deel of aspect van de zintuiglijke omgeving of een selectieve
responsiviteit op bepaalde stimuli. Deze focus kan bewust of onbewust.
- Koch & Tsuchiya: aandacht en bewustzijn zijn fundamenteel verschillend en vereisen twee verschillende
brein processen; verschil: aandacht is top-down en selecteert, is gefocust op specifieke kenmerken
omgeving. Bewustzijn vat informatie samen/geeft de kern en is minder selectief.
Aandacht
Vroeger geen aandacht besteed aan aandacht. Of helemaal genegeerd of te simplistisch uitgelegd.
Automatische en bewuste verwerking vergeleken
- Automatische processen: sturen gedrag dat optreedt zonder bedoeling, onvrijwillig, zonder bewustzijn en
zonder interferentie met andere activiteiten. Zou aangeboren kunnen zijn of geproduceerd door extensieve
training bottom up: data driven: steun op stimulus informatie uit de omgeving.
- Bewuste verwerking: gedrag dat niet automatisch is en dat gecontroleerd is, inspanning, gefocuste aandacht
en bewustzijn vereist top down: conceptually driven: steunt op informatie in geheugen – actief zoeken.
Treisman:
Experiment waarbij target geïdentificeerd moet worden:
- Pop out effect: target valt op.
- Serial search: meer aandacht/inspanning vereist, bv. wanneer target geïdentificeerd moet worden waar iets
ontbreekt.
Conclusie: bepaalde aspecten van visueel verwerken zijn automatisch - andere aspecten van visueel verwerken
vereisen gefocuste aandacht om conjuction (combinatie van kenmerken) te lokaliseren conjunction search:
vindt serieel plaats.
Perceptueel model voor feature search (afbeelding): de cognitieve strategie om
specifieke kenmerken van stimuli te scannen:
- Stimulus wordt waargenomen in V1 en wordt verdeeld in verschillende
feature maps.
- Verschillende soorten informatie worden serieel verwerkt in parallelle
paden: bv. naar V3, V4 of V5.
- Op een bepaald punt worden de kenmerken samengevoegd/geïntegreerd: er
is geen gebied specifiek voor de integratie, dus stukjes uit de visuele wereld
moeten serieel verwerkt worden aandacht wordt gericht naar elke locaties
en kenmerken in dezelfde fixatie van de aandacht worden gecombineerd om
1 object te vormen.
Wat zijn kenmerken?
- Treisman: eigenschappen waarvoor cellen in het visuele systeem gecodeerd
zijn om te detecteren.
- Eigenschappen mogelijk ook biologisch significante stimuli.
o Experiment Eastwood e.a.: makkelijker verdrietig gezicht te detecteren
dan blij gezicht, want biologisch/evolutionair gezien meer belangrijk
Neurofysiologisch bewijs van aandacht
Experiment dat laat zien dat de focus van de aandacht de respons van neuronen bepaald. Dezelfde stimulus
activeert een bepaald neuron op een bepaald moment en niet op een ander moment. Experiment van Jeffrey
Moran en Robert Desimone: aap moest bar vasthouden en fixeren op bepaalde punt op het scherm.
- Na training vuurden de neuronen alleen nog wanneer de visuele stimuli in de beloonde locatie waren.
Zelfde stimuli buiten fixatiepunt geen reactie.
- DUS een neuron kan leren selectief te reageren op info in receptieve veld.
Was vooral in TE en V4 dus het wat-pad. Posterior parietale cellen: ook gevoelig voor aandacht, namelijk
wanneer iemand naar een object reikt om het te pakken, maar niet bij dezelfde beweging voor andere redenen.
Visuele aandacht voor de selectie en richting van bewegingen.
, Verdeelde aandacht
Kahneman: bij overload aan informatie bottleneck bij verwerken. Capaciteit voor mentale activiteit is
gelimiteerd en de capaciteit moet verdeeld worden onder huidige activiteiten. Bij niet-automatische processen is
er meer mentale activiteit nodig gaat niet tegelijk met iets anders. Bij verdeling van capaciteit: prestatie op
elke taak gaat achteruit.
Selectieve aandacht:
Experiment Spitzer i.c.m. experiment Moran en Desimone: onderzoeken wat er verandert bij de neuronen in V4
als de taak moeilijker gemaakt wordt.
- Bij moeilijke conditie: firing rate neemt toe met gemiddeld 20% en tuning kenmerken van cel veranderen.
De cel wordt ook selectiever in deze conditie.
- Gedrags- en elektrofysiologische resultaten laten zien dat een verhoogde mate van inspanning beïnvloed
hoe informatie verwerkt wordt in het visuele systeem.
Nog niet bekend hoe dit aandachtseffect de activiteit van een cel verandert. Mogelijk speelt een signaal van de
thalamus een rol. Vooral de pulvinar zou een rol spelen, een kern in de thalamus. Wanneer een visuele stimulus
aanwezig is die geen betekenis heeft lage firing, bij wel betekenis/beloning cel meer actief.
- Pulvinar projecteert naar de posterior parietale cortex, temporale cortex en PFC het speelt een rol in het
richten van de aandacht op bepaalde ruimtelijke aspecten.
- De pulvinar ontvangt input van de colliculus welke een rol speelt bij de oriëntatie van visuele informatie.
Mogelijk verantwoordelijk voor ‘spotlight’/fixatieveld.
Moeilijkheid/eisen van de taak kunnen de activiteit van neuronen in het visuele systeem veranderen.
Parallel verwerken van sensorische input
Neuronen in TE betrokken bij parallelle verwerking. Mogelijke manieren waarop:
- Cellen sensitief voor complexe configuraties.
o Maar: niet genoeg cellen hiervoor.
- Serieel items selecteren: scène verwerken in korte cirkels die het mogelijk maken items parallel te
verwerken.
- Cross-modaal verschillende zintuiglijke inputs. Bij aandacht naar auditief, meer activatie auditief gebied
en minder activatie visueel gebied.
Uitkomsten onderzoek:
- Selectieve aandacht leidt tot verhoogde activatie in relevante sensorische cortices en afnamen in irrelevante
gebieden.
- Bij verdelen van de aandacht over twee verschillende modaliteiten: grootste verandering van activatie in de
linker dorsolaterale PFC.
DUS bij multitasken: betrokkenheid PFC.
Functional imaging en aandacht
Experiment 1 Corbetta e.a.:
Taak bestaande uit:
1. Aandacht verschuiven van box naar beweging onder box/fixatiepunt.
2. Aandacht niet verschuiven en gefixeerd blijven.
Uitkomsten:
- Bij het verschuiven van de aandacht: toename activiteit in de posterior pariëtale cortex.
o Bij stimulus in rechter visuele veld: linker pariëtale kwab actief.
o Bij stimulus in rechter of/en linker visuele veld: rechter pariëtale kwab actief.
- Hierdoor mogelijk: rechter posterior parietotemporale letsel zorgt voor meer neglect.
- Geen activatie in V4, mogelijk doordat taak geen integratie vereiste van verschillende eigenschappen, maar
simpel waar iets was.
Experiment 2 Corbetta e.a.:
- Selectieve aandacht: vereist meer gefocuste aandacht activatie van specifieke visuele gebieden, gebied
variërend met eigenschap (kleur, vorm). Ook activatie van de insula, posterior thalamus (wrs pulvinar),
superior colliculus en orbital frontale cortex.
- Verdeelde aandacht: vereist meer geheugen geen activatie van visuele gebieden o activatie van anterior
cingulaire en DLPFC.
Conclusie
- Pariëtale cortex geactiveerd voor aandacht m.b.t. locatie.
- Occipitotemporale cortex voor aandacht m.b.t. kenmerken als kleur en vorm.
- Anterior cingulaire en PFC activatie bij beide visuele taken (selectief en verdeeld), dus aandacht in het
algemeen vereist activatie in deze gebieden.
- Aparte gebieden in posterior pariëtale cortex hebben een aandachtrol op verschillende sensorische inputs.
