P3a
P3a P3 , или новинка , [1] является компонентом синхронизированных по времени (ЭЭГ) сигналов, известных как потенциалы, связанные с событием (ERP) . P3a представляет собой положительный потенциал мозга, регистрируемый скальпом, который имеет максимальную амплитуду над участками лобных/центральных электродов с пиковой задержкой, попадающей в диапазон 250–280 мс. P3a связан с активностью мозга , связанной с привлечением внимания (особенно ориентацией и непроизвольными изменениями в окружающей среде) и обработкой новизны. [2]
История
[ редактировать ]В 1975 году Сквайрс и его коллеги провели исследование, пытаясь ответить на некоторые вопросы, касающиеся того, какие нервные процессы отражает P300 . В то время несколько исследователей предположили, что необходимо активное внимание к целевым стимулам, чтобы вызвать P300, отчасти потому, что игнорированные стимулы приводили к P300 с меньшей амплитудой или к отсутствию P300 вообще. С другой стороны, некоторые исследования показали, что испытуемые демонстрируют P300 к непредсказуемым стимулам в продолжающейся повторяющейся серии стимулов, даже когда стимулы были классифицированы как нерелевантные и испытуемых просили игнорировать их при выполнении другого задания (например, при чтении книги). . Было интригующе, что вы могли вызвать P300 в условиях активного внимания и в условиях отсутствия внимания. При дальнейшем исследовании выяснилось, что при сравнении двух типов потенциалов Р300 они различались латентностью и топографией скальпа. Это привело Сквайрса и др. предположить, что существовало две отдельные психофизиологические сущности, которые вместе назывались P300. [3]
Более конкретно, Сквайрс и др. записал ЭЭГ во время слуховой странной парадигмы с различными условиями. Двумя типами стимулов были тоновые импульсы мощностью 90 дБ и 70 дБ, которые возникали с интервалом 1,1 секунды. Громкие звуки возникали с вероятностью 0,9, 0,5 или 0,1, тогда как тихие тона возникали с дополнительной вероятностью. Кроме того, испытуемые заполняли блоки стимулов по инструкции подсчитывать количество громких звуков, подсчитывать количество тихих звуков или игнорировать звуки и спокойно читать. Таким образом, каждый набор инструкций выполнялся при каждой из вероятностных комбинаций. Сквайрс и др. обнаружили, что, когда испытуемым предлагалось игнорировать звуки, менее частые или редкие звуки (вероятность 0,1) вызывали положительный потенциал, который возникал между 220 и 280 мс. Они назвали этот потенциал P3a, чтобы отличить его от его родственника P3b , который представлял собой положительный потенциал, который возникал через 310–380 мс, когда были учтены редкие тоны. Распределение по скальпу также помогло им дифференцировать эти два потенциала. Вновь созданный «P3a» имел пиковую амплитуду в участках лобной средней линии, тогда как пиковая амплитуда P3b наблюдалась в участках теменной срединной линии. [3]
Характеристики компонента
[ редактировать ]В соответствии с историческим разделением двух компонентов, обычно, если стимул редко является нецелевым, то записанная форма волны ЭЭГ имеет характеристики, связанные с P3a, тогда как посещаемые цели вызывают P3b . Благодаря обширным исследованиям теперь также возможно разъединить эти компоненты, даже если экспериментальный контекст отличается и/или менее хорошо изучен. Амплитуды P3a имеют тенденцию быть максимальными в лобных/центральных участках кожи головы, например, FCz/Cz в международной системе 10-20 , которая является стандартной системой размещения электродов во многих лабораториях ERP по всему миру. Амплитуды P3b обычно больше в таких местах, как Pz. [1] Задержка — еще одна отличительная характеристика. Хотя на задержку P3b может влиять множество факторов, [2] Задержки P3a часто возникают на 75–100 мс раньше, чем пиковые задержки P3b, и составляют около 250–280 мс. [3] Наконец, эти две реакции имеют разную функциональную чувствительность и связанные с ней психологические корреляты.
Основные парадигмы
[ редактировать ]тремя стимулами Парадигма с является одной из основных парадигм, используемых для выявления выраженного P3a. Как следует из названия, парадигма включает три типа стимулов: частые, посещаемые «стандарты», менее частые, посещаемые «целевые» стимулы и третий «отклоняющийся» тип стимулов. Эта парадигма представляет собой модификацию странной задачи, которая используется для выявления P3b. В этой задаче редкие нецелевые стимулы рассредоточены по последовательности целевых и стандартных стимулов, соответствующих задаче. Когда эти нечастые, новые стимулы (например, звук лая собаки или цветовые формы) представлены в серии более типичных целевых и стандартных стимулов (например, тонов или букв алфавита), P3a больше по сравнению с В лобных и центральных областях мозга вырабатывается в ответ на слуховые , зрительные и соматосенсорные стимулы. Отклоняющихся стимулов со стороны слуховых, зрительных и соматосенсорных модальностей достаточно для возникновения P3a. [1] Например, Гриллон и его коллеги использовали этот дизайн, когда проверяли влияние редких нецелевых (отклоняющихся) слуховых стимулов на активность ЭЭГ испытуемых. В качестве стандартных стимулов они использовали тон частотой 1600 Гц , а тон частотой 900 Гц представлял собой редкие целевые стимулы. В состоянии «Роман» добавили редкий нецелевой тон на частоте 700 Гц. По их результатам было очевидно, что P300, который они записали с редкими нецелевыми тонами, на самом деле был P3a. Редкие нецелевые тона привели к появлению P300 (P3a) с более короткой задержкой, которая распространялась больше к передней части головы по сравнению с P300 (P3b), вызываемым редкими целевыми стимулами. [4]
Парадигма с тремя стимулами обеспечивает гибкий способ изучения P3a в зависимости от модальности стимула и задач. Ямагути и Найт провели исследование с использованием механических тактильных стимулов (постукивания пальцами) и электрошока на запястье в рамках странной парадигмы с тремя стимулами. Им было интересно посмотреть, будут ли испытуемые вызывать P3a к новым соматосенсорным стимулам. Они разработали конструкцию, в которой испытуемые постукивали пальцами по цифрам 2–5 руки и подвергались ударам электрическим током по запястью. Постукивания по 2-му пальцу считались стандартом (вероятность 76%), а постукивания по 5-му пальцу были мишенью (вероятность 12%). Постукивания по 3-му и 4-му пальцам считались «новыми тактильными» стимулами (вероятность 6%), а удары электрическим током по запястью - новыми шоковыми стимулами (вероятность 6%). Они обнаружили, что оба типа новых соматосенсорных стимулов на самом деле вызывают P3a, которые имеют более фронтальное распределение, чем ответы на целевые стимулы. Шоковые романы также привели к значительному сокращению латентного периода P3a. [5]
Функциональная чувствительность
[ редактировать ]Два важных фактора для определения амплитуды P3a включают привыкание и распознавание цели. Одно из основных различий между P3b и P3a заключается в том, что только P3a приучается к повторному предъявлению. Привыкание указывает на то, что для события была создана некая кодировка памяти , и по этой причине событие больше не генерирует ответ при повторении. Каждый раз, когда происходит новое событие, оно сравнивается с ранее созданным нейронным представлением, и, если оно достаточно отклоняющееся, процесс начинается снова. Если это событие недостаточно девиантно (т. е. одно и то же), то происходит привыкание . Быстрое снижение амплитуды P3a при воздействии повторных испытаний новых стимулов подтверждает идею о том, что P3a является электрофизиологическим представлением ориентировочной реакции (которая также приводит к привыканию в поведении). [6] Например, Гриллон и его коллеги использовали парадигму с тремя стимулами, в которой они предлагали испытуемым состояние, в котором девиантные стимулы были постоянными, и состояние, в котором девиантные стимулы всегда были новыми. Их результаты показали наибольшую амплитуду P3a в ответ на новые девиантные стимулы. [4]
Еще одним фактором, влияющим на амплитуду P3a, является различение целей. Интересно, что хотя P3a вызывается нецелевыми девиантными стимулами, природа целевых стимулов влияет на ответ P3a. Похоже, что на амплитуду P3a может влиять способность человека отличать целевые стимулы от стандартных. Когда такое распознавание легкое, нецелевые девиантные стимулы создают P300, который меньше целевого P3b и является самым большим в теменных участках. Однако, если различение цели затруднено, P3a на нецелевые стимулы больше и более смещена вперед с более короткой задержкой - другими словами, более «каноническая» реакция P3a [2]
Хотя P3a отделен от P3b, на его амплитуду и латентность могут влиять факторы, которые также модулируют P3b. Некоторые из этих факторов включают вероятность стимула, сложность оценки стимула, естественные переменные состояния (например, циркадные и менструальные циклы ) и переменные состояния, вызванные окружающей средой (например, лекарства и физические упражнения ). Джон Полич и Альберт Кок написали обширный обзор, охватывающий многие из этих переменных. [7]
Теория
[ редактировать ]P3a связан с новизной или ориентацией и непроизвольными изменениями в окружающей среде. Некоторые предполагают, что P3a и P3b являются вариантами одной и той же реакции ERP, которая варьируется в зависимости от топографии кожи головы в зависимости от внимания и требований задачи. [8] Однако в других случаях их можно разъединить: например, у пациентов с височно-теменными поражениями и отсутствием зрительной реакции P3a наблюдается частичное сохранение зрительной мишени P3b. Эти результаты показывают, что по крайней мере частично непересекающиеся нейронные цепи могут быть задействованы во время генерации P3a и P3b. [5]
Было высказано предположение, что нервные источники P3a возникают в результате функционирования лобных долей и задействуют механизмы внимания лобных долей. Исследования магнитно-резонансной томографии (МРТ), изучающие объем серого вещества и амплитуду P3a, показывают более сильную корреляцию при просмотре нецелевых, пугающих стимулов. [1] Исследования повреждений показывают, что префронтальная и височно-теменная кора способствуют генерации слухового P3a. [9] [10] Предполагается, что P3a также отражает взаимодействие между лобной долей и гиппокампом , поскольку у пациентов с очаговыми поражениями гиппокампа амплитуда P3a снижается из-за новых отвлекающих факторов. [8]
См. также
[ редактировать ]- Потенциал готовности
- С1 и Р1
- Условное отрицательное изменение
- Разница из-за памяти
- Ранняя левая передняя негативность
- Негатив, связанный с ошибками
- Поздний положительный компонент
- Латеральный потенциал готовности
- Несоответствие негатива
- Н2пк
- Н100
- N170
- Н200
- Н400
- P3b
- Р200
- P300 (неврология)
- Р600
- Соматосенсорный вызванный потенциал
- Визуальный №1
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Jump up to: а б с д Комерчеро, доктор медицины; Полич, Дж. (1999). «P3a и P3b от типичных слуховых и зрительных стимулов». Клиническая нейрофизиология . 110 (1): 24–30. CiteSeerX 10.1.1.576.880 . дои : 10.1016/S0168-5597(98)00033-1 . ПМИД 10348317 . S2CID 17357823 .
- ^ Jump up to: а б с Полич, Дж. (2003). Обзор P3a и P3b. В Дж. Полихе (ред.), «Обнаружение изменений: потенциал, связанный с событиями, и результаты фМРТ» (стр. 83-98). Kluwer Academic Press: Бостон.
- ^ Jump up to: а б с Сквайрс, Северная Каролина; Сквайрс, КК; Хиллард, ЮАР (1975). «Две разновидности долголатентных положительных волн, вызываемых у человека непредсказуемыми слуховыми стимулами». Электроэнцефалография и клиническая нейрофизиология . 38 (4): 387–401. CiteSeerX 10.1.1.326.332 . дои : 10.1016/0013-4694(75)90263-1 . ПМИД 46819 .
- ^ Jump up to: а б Гриллон, К.; Куршен, Э.; Амели, Р.; Эльмасян, Р.; Брафф, Д. (1990). «Влияние редких нецелевых раздражителей на электрофизиологическую активность и работоспособность мозга» . Международный журнал психофизиологии . 9 (3): 257–267. дои : 10.1016/0167-8760(90)90058-L . ПМИД 2276944 .
- ^ Jump up to: а б Ямагучи, С.; Найт, RT (1991). «Поколение P300 с помощью новых соматосенсорных стимулов». Электроэнцефалография и клиническая нейрофизиология . 78 (1): 50–55. дои : 10.1016/0013-4694(91)90018-Y . ПМИД 1701715 .
- ^ Солтана М. и Найт Р. (2000). «Нейронное происхождение P300». Критические обзоры по нейробиологии . 14 (3): 199–224. ПМИД 12645958 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Полич, Дж.; Кок, А. (1995). «Когнитивные и биологические детерминанты P300: интегративный обзор». Биологическая психология . 41 (2): 103–146. дои : 10.1016/0301-0511(95)05130-9 . ПМИД 8534788 . S2CID 20671251 .
- ^ Jump up to: а б Полич, Дж. (2007). «Обновление P300: интегративная теория P3a и P3b» . Клиническая нейрофизиология . 118 (10): 2128–2148. дои : 10.1016/j.clinph.2007.04.019 . ПМК 2715154 . ПМИД 17573239 .
- ^ Найт, RT (1984). «Снижение реакции на новые раздражители после префронтальных поражений у человека». Электроэнцеф. Клин. Нейрофизиол . 59 (1): 9–20. дои : 10.1016/0168-5597(84)90016-9 . ПМИД 6198170 .
- ^ Найт, RT; Скабини, Д.; Вудс, ДЛ; Клейворт, CC (1989). «Вклад височно-теменного перехода в слуховой аппарат человека P3». Мозговой Рес . 502 (1): 109–116. дои : 10.1016/0006-8993(89)90466-6 . ПМИД 2819449 . S2CID 11156612 .