Стационарная топография
В нейровизуализации , топография устойчивого состояния ( SST ) — это метод наблюдения и измерения активности мозга человека который был впервые описан Ричардом Зильберштейном и его коллегами в 1990 году. [1] Хотя SST в основном использовался в качестве методологии исследования когнитивной нейробиологии , он также нашел коммерческое применение в области нейромаркетинга и потребительской нейробиологии в таких областях, как коммуникация брендов, медиа-исследования и развлечения.
В типичном исследовании SST электрическая активность мозга ( электроэнцефалограмма или ЭЭГ) регистрируется, когда участники просматривают аудиовизуальный материал и/или выполняют психологическое задание. Одновременно на зрительной периферии отмечается тусклое синусоидальное зрительное мерцание. Синусоидальное мерцание вызывает колебательный электрический отклик мозга, известный как зрительно вызванный потенциал устойчивого состояния ( SSVEP ). [2] [3] Связанные с задачей изменения в активности мозга вблизи места записи затем определяются на основе измерений SSVEP в этом месте. Одной из наиболее важных особенностей методологии SST является способность измерять изменения задержки (латентности) между стимулом и реакцией SSVEP в течение длительных периодов времени. Это открывает уникальное представление о функциях мозга, основанное на скорости нейронной обработки, в отличие от более распространенных индикаторов амплитуды ЭЭГ активности мозга.
Три особенности методологии SST делают ее полезным методом в исследованиях когнитивной нейронауки, а также в исследованиях коммуникации, основанных на нейробиологии.
1. Высокое временное разрешение: методология SST способна непрерывно отслеживать быстрые изменения активности мозга в течение длительного периода времени. [4] Это важная особенность, поскольку многие изменения в функции мозга, связанные с когнитивной задачей, могут произойти менее чем за секунду.
2. Высокое соотношение сигнал/шум и устойчивость к помехам и «шуму». Методика SST способна выдерживать высокий уровень шума или помех, вызванных такими явлениями, как движения головы, мышечное напряжение, моргание и движения глаз. [4] [5] Это делает SST хорошо подходящим для когнитивных исследований, в которых движения глаз, головы и тела происходят как нечто само собой разумеющееся.
3. Высокое соотношение сигнал/шум означает, что можно работать с данными, основанными на одном исследовании на одного человека. [1] в отличие от типичной ситуации, возникающей в исследованиях потенциала, связанного с событием (ERP) или фМРТ, связанного с событием , когда существует необходимость усреднить несколько испытаний, записанных от каждого человека, для достижения адекватных уровней отношения сигнал-шум.
Основная парадигма
[ редактировать ]При применении методики SST аудиовизуальный материал предъявляется одновременно с периферийным пространственно-диффузным зрительным мерцанием. [4] [6] и методы Фурье используются для извлечения амплитуды и фазы SSVEP на частоте стимула. Когда частота стимула находится в диапазоне альфа-частот (8–13 Гц), SSVEP можно записать из затылочной области, а также из других «незрительных» областей, таких как лобная и префронтальная кора, а также височная и теменная кора. . [4] [7] [8] В большинстве исследований SST для активации SSVEP используется зрительный стимул в верхнем диапазоне альфа-частот (10–13 Гц) или гамма-диапазоне (30–100 Гц). [9] [10] Изменения амплитуды и фазы SSVEP, совпадающие с когнитивной задачей или другим материалом, например телевизионной рекламой, затем интерпретируются как изменения в региональной активности мозга, связанной с когнитивной задачей. Изменения амплитуды SSVEP интерпретируются аналогично изменениям амплитуды верхней альфа- ЭЭГ, тогда как изменения фазы SSVEP выражаются как изменения латентности SSVEP. Снижение латентности SSVEP физиологически интерпретируется как усиление синаптического возбуждения в нейронных сетях, генерирующих SSVEP, что подразумевает увеличение региональной активности мозга, и наоборот. [9]
Научные и биомедицинские применения
[ редактировать ]Методика SST использовалась для изучения нормальной функции мозга, связанной со зрительной бдительностью. [1] [10] рабочая память, [11] [12] долговременная память , [13] [14] эмоциональные процессы, [5] [15] [16] а также нарушения функций мозга, такие как шизофрения [9] [17] и синдром дефицита внимания с гиперактивностью [6]
Коммерческие приложения
[ редактировать ]Методология SST нашла коммерческое применение в таких областях, как потребительская нейробиология , нейромаркетинг , исследования средств массовой информации и развлечений. В этой области применения SST используется для измерения посекундных изменений активности мозга, связанных с широким спектром средств связи. Измеряя активность мозга в ряде участков кожи головы, можно оценить посекундные изменения ряда важных психологических параметров, включая кодирование долговременной памяти, вовлеченность (чувство личной значимости), мотивационную валентность (привлекает ли материал или нет). отталкивает зрителя), а также эмоциональную интенсивность (возбуждение) и зрительное внимание. Исследования показывают, что основным показателем эффективности рекламы SST является уровень кодирования в долговременной памяти ключевого сообщения или бренда в рекламе. [5] [13] [16] [18] [19]
Компания Twitter Inc, как известно, использовала технологию SST для изучения и тестирования возможностей своей платформы .
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Перейти обратно: а б с Зильберштейн Р.Б., Шир М.А., Пипингас А., Чорчари Дж., Вуд С.Р. и Симпсон Д.Г. (1990). Стационарное состояние визуально вызывает потенциальную топографию, связанную с задачей зрительной бдительности. Топография мозга 3: 337-347.
- ^ Риган, Д., (1989). Электрофизиология мозга человека: вызванные потенциалы и вызванные магнитные поля в науке и медицине. Эльзевир, Нью-Йорк.
- ^ Виалатте, Ф., Морис, М., Дауэлс, Дж., Чихоцки, А. (2010) Стационарные визуально вызванные потенциалы: сосредоточьтесь на основных парадигмах и перспективах на будущее. Прогресс в нейробиологии 90: 418–438.
- ^ Перейти обратно: а б с д Зильберштейн, Р.Б. (1995)Установившееся состояние визуально вызванных потенциалов, резонансов мозга и когнитивных процессов. В ПЛ Нуньес. Неокортикальная динамика и ритмы ЭЭГ человека. Издательство Оксфордского университета. Нью-Йорк. 1995, стр. 272–303.
- ^ Перейти обратно: а б с Грей М., Кемп А.Х., Зильберштейн Р.Б., Натан П.Дж. (2003)Корковая нейрофизиология предвкушающей тревоги: исследование с использованием зондовой топографии устойчивого состояния (SSPT). Нейровизуализация. 20:975-986.
- ^ Перейти обратно: а б Зильберштейн Р.Б., Фэрроу М.А., Леви Ф., Пипингас А., Хэй Д.А., Джарман Ф.К. (1998). Функциональная электрическая активность мозга; картирование активности у мальчиков с синдромом дефицита внимания и гиперактивности. Архив общей психиатрии 55:1105-12.
- ^ Зильберштейн, Р.Б., Чорчари, Дж. и Пипингас, А. (1995) Стационарное состояние визуально вызывало потенциальную топографию во время теста сортировки карточек в Висконсине. ЭЭГ и Клин. Нейрофизиология. 96:24-35.
- ^ . Шринивасан Р., Биби Ф.А., Нуньес П.Л. (2006) Стационарные зрительные вызванные потенциалы: распределенные локальные источники и волнообразная динамика чувствительны к частоте мерцаний. Мозговой топогр. 18 (3), 167–187.
- ^ Перейти обратно: а б с Зильберштейн, Р.Б., Лайн, П., Пипингас, А., Кополов, Д., Харрис, П. (2000) Стационарная визуально вызываемая потенциальная топография во время непрерывного выполнения задачи у нормальных людей и при шизофрении. Клиническая нейрофизиология. 111:850-857.
- ^ Перейти обратно: а б Нилд Г., Зильберштейн Р.Б., Пипингас А., Симпсон Д.Г. и Беркитт Г. (1998) Влияние задачи на зрительную бдительность на топографию потенциала устойчивого состояния гамма- и альфа-диапазона частот (SSVEP). Топография мозга сегодня. Редакторы Ю. Кога, К. Нагата и Х. Хирата. Эльзевир Наука. стр189-194.
- ^ Зильберштейн Р.Б., Нуньес П.Л., Пипингас А., Харрис П., Даниэли Ф. (2001) Топография стационарного визуально вызванного потенциала (SSVEP) в градуированной задаче на рабочую память. Международный журнал психофизиологии. 42:125-38.
- ^ . Эллис К.А., Зильберштейн Р.Б., Натан П.Дж. (2006) Исследование временной динамики задачи n-back пространственной рабочей памяти с использованием устойчивых зрительных вызванных потенциалов (SSVEP) Neuroimage. 31:1741-51.
- ^ Перейти обратно: а б Зильберштейн, Р.Б., Харрис, П.Г., Нилд, Г.А., Пипингас, А. (2000) Изменения фронтального стационарного потенциала предсказывают долгосрочную работу памяти распознавания. Международный журнал психофизиологии. 39:79-85.
- ^ Макферсон, Х., Пипингас, А., Зильберштейн, Р.Б. (2009) Устойчивое состояние визуально вызвало потенциальное исследование памяти и старения. Мозг и познание. 69:571 – 579.
- ^ Кемп А.Х., Грей М.А., Эйде П., Зильберштейн Р.Б., Натан П.Дж. (2002)Визуально вызываемая потенциальная топография в устойчивом состоянии во время обработки эмоциональной валентности у здоровых субъектов. Нейровизуализация. 17:1684-92.
- ^ Перейти обратно: а б Кемп А., Грей М., Зильберштейн Р.Б., Натан П.Дж. (2004). Увеличение серотонина усиливает приятные и подавляет неприятные электрофизиологические реакции на зрительные эмоциональные стимулы. Нейровизуализация. 22:1084-96.
- ^ Лайн П., Зильберштейн Р.Б., Райт Дж. Дж. и Кополов Д. (1998) Устойчивое состояние, визуально вызванные потенциальные корреляты слуховых галлюцинаций при шизофрении. Нейровизуализация. 1998;.8:370-376.
- ^ Росситер, Дж. Р., Зильберштейн, Р.Б., Харрис, П.Г., Нилд, Г. (2001) Обнаружение кодирования визуальных сцен в долговременной памяти для телевизионной рекламы с помощью изображений мозга. Журнал рекламных исследований. 41:13-21.
- ^ Зильберштейн, Р.Б. Нилд, GE (2008) Мозговая активность коррелирует со сдвигом потребительского выбора бренда, связанным с телевизионной рекламой. Межд. Дж. Реклама. 2008 г.; 27:359 – 380