Введение

Когнитивный процесс, связанный с исполнительными функциями Сдвиг внимания (или смещение внимания) происходит, когда направление внимания на точку повышает эффективность обработки этой точки и включает в себя торможение для уменьшения ресурсов внимания на нежелательные или неуместные входы. Необходимо смещение внимания, чтобы распределить ресурсы внимания на более эффективную обработку информации от стимула. Исследования показали, что когда объект или область обслуживаются, обработка работает более эффективно. Затраты на переключение задач возникают, когда производительность выполнения задачи снижается из-за увеличения усилий, связанных с переключением внимания. Напротив, существуют также многочисленные ресурсные модели внимания, которые предполагают, что существуют различные ресурсы внимания для различных сенсорных и ответных способов, что означает, что задачи, требующие различных чувств или различных видов ответов, должны быть легче переключать внимание на и от, и что затраты на переключение будут меньше для аналогичных задач, чем задачи, связанные с различными ресурсами.

Теории прожектора и градиента

В исследованиях внимания одна из наиболее известных теорий, пытающихся объяснить, как визуальное внимание смещается, - это теория движущегося прожектора. Основная идея заключается в том, что внимание - это как подвижной прожектор, который направлен на предполагаемые цели, фокусируясь на каждой цели последовательно. Когда информация освещается в центре внимания, следовательно, присутствует, обработка происходит более эффективным образом, направляя внимание на определенную точку и подавляя вход от любых стимулов за пределами центров внимания. Однако, когда происходит смещение пространственного внимания, фокус, по сути, выключается, пока внимание смещается к следующему месту. Однако также было предложено придерживаться градиентной теории, в которой ресурсы внимания отдаются области в пространстве, а не в центре внимания, так что ресурсы внимания наиболее концентрированы в центре внимания, а затем уменьшаются, чем дальше стимул от центра. Внимание в этой теории отражает как текущее, так и предыдущее распределение внимания, так что внимание может накапливаться и распадаться в более чем одной фиксации внимания с течением времени. Это означает, что время обнаружения цели может зависеть от того, куда было направлено внимание до того, как цель была представлена, и внимание должно было быть смещено.

Три этапа ориентации внимания

Еще одна влиятельная идея пришла от Познера и Петерсена в 1990 году, которые предположили, что ориентация внимания может быть организована в три отдельных этапа. Они утверждают, что для того, чтобы человек ориентировался в новом месте, ему сначала нужно отвлечься или отвлечь внимание от того, на чем оно в настоящее время сосредоточено. Затем внимание перемещается от одного стимула к другому. Наконец, внимание будет сосредоточено на новой цели. В глазу человека только небольшая часть, фовея, способна приводить объекты в ясный фокус. Однако именно эта высокая острота зрения необходима для выполнения таких действий, как чтение слов или распознавание черт лица, например. Поэтому глаза должны постоянно двигаться, чтобы направить фовею к желаемой цели. Перед открытым движением глаз, когда глаза перемещаются к целевому месту, скрытое внимание смещается к этому месту. Однако важно помнить, что внимание может скрытно перемещаться к предметам, местам или даже мыслям, пока глаза остаются на месте. Например, когда человек едет на машине и смотрит на дорогу, но затем, даже если его глаза не двигаются, его внимание смещается с дороги на то, что ему нужно купить в продуктовом магазине. Глаза могут оставаться сосредоточенными на предыдущем объекте, но внимание уже сместилось.

Исследования пациентов и смещение внимания

Некоторые из первых исследований неврологии сдвигов внимания были проведены на пациентах с повреждением мозга. Во-первых, Познер и др. исследовали людей, страдающих прогрессирующим надядерным параличом, состоянием, при котором трудно осуществлять движения глаз добровольно, особенно вертикальные движения. У пациентов были обнаружены повреждения в области среднего мозга и связанных с ним областях коры. Хотя пациенты не могли двигать глазами, они все равно могли скрытно переключать внимание. Однако у этих пациентов замедлился процесс смещения внимания, что говорит о том, что средние области мозга и коры должны быть связаны с скрытыми смещениями внимания. Кроме того, предыдущие исследования показали поддержку скрытых сдвигов внимания, связанных с активностью в теменной доле. С другой стороны, исследования показывают различия в областях мозга, активированных при открытых сдвигах внимания, по сравнению с скрытыми сдвигами. Предыдущие исследования показали, что верхний колликул связан с движениями глаз, или явными сдвигами внимания. Кроме того, медиальная часть мозжечка активируется только при движении глаз.

Нейронное перекрытие для открытого и скрытого внимания

Хотя, после рассмотрения исследований Познера, может показаться логичным сделать вывод, что скрытые и явные сдвиги внимания используют разные нейронные механизмы, другие более поздние исследования показали большее совпадение, чем нет. Многочисленные исследования показали активность, очевидную в лобной коре, сосредоточенную в прецентральной сульке, париетальной коре, в частности, в внутрипариетальной сульке, и в латеральной окупитальной коре как для явных, так и скрытых сдвигов внимания. Это подтверждает теорию о премоторном внимании. Хотя эти исследования могут соглашаться в этих областях, они не всегда согласны с тем, вызывает ли открытое или скрытое смещение внимания большую активацию. Используя технологию функциональной магнитно-резонансной томографии (fMRI), Корбетта и др. обнаружили, что открытые и скрытые задачи по смещению внимания проявляли активацию в одних и тех же областях, а именно в лобной, теменной и височной долях. Кроме того, в этом исследовании сообщалось, что скрытые сдвиги внимания показали более высокий уровень активности, чем в состоянии открытого внимания. Однако важно отметить, что для скрытого и открытого условий использовались разные задачи. Одна задача включала в себя пробу, которая была просветлена в фовее субъекта, в то время как другая задача показала зонд в периферическом зрении участника, что ставит под сомнение возможность прямого сравнения этих результатов. Бошам и другие. В последнее время попытки воспроизвести эти же результаты были предприняты путем проведения исследования, использующего одну и ту же задачу для обоих условий, а также для нескольких частот смен. Результаты были едины в том, что скрытые и явные сдвиги внимания задействуют одни и те же нейронные механизмы. Однако это исследование отличалось тем, что явные сдвиги внимания показали большую активацию в этих нейронных областях, и это произошло даже при частоте многократных сдвигов. Опять же, нейронные области, вовлеченные в это исследование, включали внутрипариетальную сулькус, прецентральную сулькус и боковую затылочную кору. Эта более значительная активация, явная при явных сдвигах внимания, была объяснена дополнительным участием движений глаз. Было показано, что нейронные механизмы в мозге производят различные модели активности для эндогенного и экзогенного внимания. Один вид визуальных входов выделяется для первичной зрительной коры (V1), но не для зрительного осознания или для других кортикальных областей, они отличаются в том, получает ли вход левый или правый глаз, например, яблоко, показанное левому глазу среди многих других яблок того же вида, показанных правому глазу. Тем не менее, такие входы, например, яблоко левого глаза, также могут сильно привлекать внимание чрезмерно и скрытно (даже перевешивая направление внимания эндогенными целями), подразумевая V1 для экзогенных сдвигов внимания в соответствии с гипотезой выделения V1. Хотя для этих двух процессов внимания существуют отдельные регионы, остается вопрос о том, взаимодействуют ли эти регионы друг с другом, что указывает на необходимость дальнейших исследований в этом вопросе.

Нейронное перекрытие для добровольного и рефлексивного внимания

Существует согласие, что несколько областей мозга участвуют в сдвигах внимания, однако исследования не столь убедительны в отношении количества перекрытий, очевидных при добровольном и рефлексивном внимании. Розен и др. Исследование показало значительное совпадение между эндогенными и экзогенными сдвигами внимания. Оба состояния показали активацию в спинной и париетальной преддвигательных областях. Однако в добровольном состоянии также проявлялась активация в правой дорзолатеральной префронтальной коре, которая не проявлялась в рефлексивном состоянии. Поскольку эта область, как было показано, связана с рабочей памятью, это может указывать на то, что рабочая память задействована добровольно. Подкорковый глобальный бледный участок также активировался только в добровольном состоянии. Кроме того, активизация, продемонстрированная в височно- париетальном стыке [TPJ], была немного различной в обоих случаях, при этом эндогенное состояние демонстрировало большее распространение в боковых, передних и верхних областях. Хотя эти различия и существовали, в целом было много совпадений, продемонстрированных для добровольных и рефлексивных сдвигов внимания. В частности, оба показали активацию в спинной преддвигательной области, в области лобного поля глаз и верхней париетальной коры (SPC), хотя SPC продемонстрировал большую активацию в эндогенном состоянии. Внимание может быть направлено сверху вниз или снизу вверх. Модель внимания Познера включает в себя заднюю систему внимания, участвующую в разобщении стимулов через теменную кору, смещении внимания через верхний колликул и привлечении новой цели через пульвинарный. Передняя система внимания участвует в обнаружении выделяющихся стимулов и подготовке моторных ответов.