Wizualna selektywna uwaga w demencji

Wizualna selektywna uwaga to funkcja mózgu, która kontroluje przetwarzanie bodźców siatkówkowych w zależności od tego, czy są one istotne, czy ważne. Wybiera określone reprezentacje, aby wejść w świadomość percepcyjną, a tym samym kierować zachowaniem. Dzięki temu procesowi pomijane są mniej istotne informacje.

Wizualna selektywna uwaga jest istotnym czynnikiem w tworzeniu skutecznych, ukierunkowanych na cel zachowań. Nasze zasoby przetwarzania jako ludzi są ograniczone i dlatego tak ważna jest umiejętność rozróżniania ważnych informacji w środowisku, które w każdej sekundzie wytwarza ogromne ilości bodźców sensorycznych. Aby kierować zachowaniem, tylko niewielka ilość bodźców sensorycznych może dotrzeć do świadomości percepcyjnej. Dlatego, aby działać skutecznie, w tym ukierunkowanym na cel zachowaniu pośredniczy wizualna selektywna uwaga. To pozwala nam selektywnie skupiać się i zajmować się konkretnymi informacjami, które są ważne lub istotne dla sytuacji lub kontekstu, w którym się znajdujemy. Informacje te uzyskują następnie dostęp do dalszego przetwarzania, w którym wspomagają zachowanie ukierunkowane na cel poprzez poprawę reprezentacji najistotniejszych i odpowiednich bodźców i tłumienie rozpraszających bodźców, które są mniej istotne. Przetwarzanie rozpraszających bodźców może zakłócać realizację zamierzonego zachowania.

Wizualna selektywna uwaga to procesy zaangażowane w wykrywanie jednego źródła informacji sensorycznej nad innym, a zatem ignorowanie lub lekceważenie innych źródeł dostępnych w obecnym środowisku. Wymaga wielu podstawowych procesów poznawczych, w tym wykrywania ważnych informacji sensorycznych/percepcyjnych, zdolności do blokowania informacji nieistotnych dla zadania oraz zdolności do przenoszenia uwagi z jednej cechy lub lokalizacji na inną.

W chorobach neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera , otępienie z ciałami Lewy'ego i choroba Parkinsona , obszary takie jak zwoje podstawy mózgu , kora mózgowa , miejsce sinawe , płaty skroniowe , ciemieniowe i czołowe oraz układ limbiczny , zwłaszcza hipokamp i ciało migdałowate , są upośledzone. . Obszary te są zaangażowane w funkcje wykonawcze , w tym pamięci i uwagi, zwłaszcza uwagi selektywnej wzrokowo, w związku z czym powstają deficyty w tych zdolnościach. Może to skutkować niezdolnością jednostki do skutecznego ignorowania informacji dystraktora podczas zajmowania się określonymi bodźcami.

Wizualna selektywna uwaga i normalne starzenie

Utrata zdolności do skutecznego ignorowania informacji o dystraktorach wzrasta wraz z wiekiem. Wynika to z związanych z wiekiem deficytów selektywnej uwagi i pamięci roboczej, szczególnie w odniesieniu do zmniejszonej zdolności do hamowania rozpraszających informacji sensorycznych. W badaniu przeprowadzonym przez Kotary'ego i Hoyera zbadano różnice w wieku dorosłych pod kątem wpływu interferencji dystraktorów na wyszukiwanie wizualne . Dystraktory były powiązane lub niezwiązane z bodźcami docelowymi, którymi była litera Q. Młodzi i starsi dorośli wykonywali zadanie liczenia celów, które wymagało przeszukania wyświetlacza wizualnego. Liczba pozycji dystraktorów pozostawała stała podczas pokazów, ale typ dystraktora (tj. czy był kategorycznie powiązany z celem, powiązany liczbowo, czy w ogóle nie powiązany) był zmieniany w celu zaobserwowania możliwych różnic w działaniu związanych z wiekiem.

Naukowcy odkryli, że starsi dorośli wolniej liczyli cele niż młodsi dorośli, niezależnie od obecności dystraktora na wyświetlaczu. Wydajność liczenia spadała zarówno u młodych, jak i starszych osób dorosłych, gdy na wyświetlaczu pojawiały się dystraktory, a gdy dystraktory były niezgodne z wymaganą odpowiedzią, zakłócenia były największe zarówno u młodych, jak i starszych dorosłych.

Jeśli chodzi o wydajność selektywnej uwagi, żadne dowody nie sugerowały, że istnieje różnica wieku w skutkach typu dystraktora. Brak interakcji między wiekiem a kondycją sugeruje związany z wiekiem deficyt procesów hamujących, co można zaobserwować w wydłużonych czasach reakcji w warunkach eksperymentalnych, w których cele prezentowano bez dystraktorów, w porównaniu z celami prezentowanymi z dystraktorami. Ten wzrost czasu reakcji jest większy w przypadku osób starszych niż w przypadku młodszych osób dorosłych, co sugeruje, że przydział uwagi podczas badań jest wrażliwy na spadek związany z wiekiem, a zatem możliwe jest, że związany z wiekiem spadek zdolności do przełączania się między sytuacjami, które wymaga zastosowania hamujących procesów i sytuacji, które nie wymagają selektywnej uwagi.

Łagodne upośledzenie funkcji poznawczych

Łagodne upośledzenie funkcji poznawczych (MCI) jest uważane za etap przejściowy między normalnym starzeniem się a chorobą Alzheimera, chociaż zauważono, że nie u wszystkich osób, u których zdiagnozowano MCI, dochodzi do demencji. Niewykluczone, że na tym etapie nastąpią niewielkie zmiany w selektywnej uwadze wzrokowej, ponieważ nawet we wczesnych stadiach choroby Alzheimera takie deficyty obserwuje się.

Deficyty MCI są zgodne ze zmianami neurologicznymi obserwowanymi w obszarach mózgu, takich jak kora przedczołowa , płaty ciemieniowe, układ cholinergiczny i zmniejszona łączność w sieci czołowo-ciemieniowej we wczesnych stadiach AD. Te zmiany, które, jak wykazano, skutkują nieefektywną szybkością przetwarzania i trudnościami w zmianie skupienia, sugerują, że pacjenci z MCI mają większe trudności z skupieniem się na docelowych bodźcach, gdy obecne są dystraktory, w porównaniu ze zdrowymi kontrolami.

Osoby z MCI, u których rozwinęła się demencja w ciągu 2,5 roku, wykazywały znacznie mniej wydajne wyszukiwanie wizualne niż osoby z MCI, u których nie doszło do demencji w tym samym okresie. Sugerowano również, że deficyty selektywnej uwagi wzrokowej u pacjentów z MCI wydają się być zależne od charakterystyki zadania, wymagań oraz rodzaju i dostępności wskazówki. Odkrycia te są również zgodne z neuropatologicznymi zmiany obserwowane u pacjentów z wczesnym AD w obszarach takich jak układ cholinergiczny oraz okolice przedczołowe i ciemieniowe. Kiedy dane zadanie wymaga pamięci roboczej, u pacjentów z MCI obserwuje się deficyty selektywnej uwagi wzrokowej i wydajności, jednak zauważa się, że kontrolowane przetwarzanie jest na ogół nienaruszone.

Wykazano, że sygnały dźwiękowe wspomagające selektywną uwagę wzrokową w zadaniach poprawiają wydajność ze względu na zmniejszenie zapotrzebowania, dlatego najwyraźniej pacjenci z MCI polegają na informacjach egzogennych, aby pomóc w alokacji uwagi.

choroba Alzheimera

Choroba Alzheimera jest najczęstszą postacią demencji, którą diagnozuje się u około dwóch trzecich osób z demencją. Jest główną przyczyną demencji u osób starszych. AD ma podstępny początek z pogarszającymi się rokowaniami i skutkuje pogorszeniem pamięci, zdolności przestrzennych, języka i wielu innych funkcji poznawczych, w tym wybiórczej uwagi wzrokowej.

Choroba Alzheimera uszkadza i zabija komórki mózgowe. W porównaniu ze zdrowym mózgiem mózg osoby z chorobą Alzheimera ma mniej komórek i jest mniej połączeń między komórkami, które przeżyły. To nieuchronnie prowadzi do kurczenia się mózgu. Choroba ta charakteryzuje się dwoma rodzajami nieprawidłowości: płytkami i splotami. Płytki to skupiska białka zwanego beta-amyloidem . Mogą uszkadzać i niszczyć komórki mózgowe, między innymi poprzez zakłócanie komunikacji między komórkami. Uważa się, że przyczyną tej choroby jest gromadzenie się beta-amyloidu na zewnątrz komórek mózgowych. Sploty to nici innego białka, tau. Tau skręcają się w nienormalne sploty wewnątrz komórek mózgowych, powodując awarię systemu transportowego, co jest również zaangażowane w śmierć komórek mózgowych. Mózg polega na tym wewnętrznym systemie wsparcia i transportu, aby przenosić składniki odżywcze i niezbędne materiały, co wymaga normalnej struktury i funkcjonowania tau.

Kurczenie się mózgu w chorobie Alzheimera

Sugerowano, że spadek uwagi w łagodnym AD jest prawdopodobnie zależny od degeneracji sieci mózgowej odpowiedzialnej za uwagę. Ta sieć obejmuje płat potyliczny , sąsiednie obszary skroniowe i ciemieniowe, płat czołowy i obszary podkorowe. W miarę postępu choroby kora przedczołowa zaczyna ulegać degeneracji, a dolne układy SAS tracą cechy autonomiczne.

Selektywna uwaga wzrokowa jest zwykle upośledzona w chorobie Alzheimera. Zdolność do hamowania niewłaściwych reakcji jako składnik ciągłej uwagi wydaje się być wrażliwa w łagodnych stadiach AD, przy czym selektywna uwaga jest najbardziej wrażliwym i odpornym elementem uwagi. Pacjenci z AD wykazywali deficyty w testach selektywnej uwagi wzrokowej, takich jak przeszukiwanie mapy i zadanie Stroopa .

Badania Pignattiego i in. stwierdzili, że w zadaniach badających selektywną uwagę wzrokową wyniki pacjentów z AD różniły się znacznie od wyników zdrowych osób starszych z dłuższymi czasami reakcji i wyższymi wskaźnikami błędów, zarówno na poziomie ilościowym, jak i jakościowym. W podobnym badaniu obejmującym zadanie, w którym uczestnicy musieli zareagować albo na wykrycie przedmiotu docelowego, albo na rozróżnienie kilku elementów na wyświetlaczu, Rizzo i in. stwierdzili, że AD wykazywał większe trudności w porównaniu z grupą kontrolną we wszystkich pomiarach selektywnej uwagi wzrokowej i powodował więcej błędów w odpowiedziach. Sugeruje to, że pacjenci z łagodną postacią AD wykazywali upośledzenie uwagi wzrokowej i szybkości przetwarzania, a zmniejszona umiejętność koncentracji była silnie skorelowana z deficytami poznawczymi w określonych obszarach i zdolnościami poznawczymi jako całością. Zmniejszone wyniki w testach uwagi można przypisać temu deficytowi.

Foldi i in. zastosowali wielocelowe zadanie eliminacji wizualnej, aby zbadać selektywną uwagę wzrokową u pacjentów z AD w porównaniu ze zdrowymi kontrolami. Badacze stwierdzili wolniejsze działanie i czas ukończenia w porównaniu z osobami bez AD, co można postrzegać jako bardziej nieefektywną i poważniejszą formę procesów uwagi występujących w normalnym starzeniu. Pacjenci z AD uzyskali dwa razy dłuższe wyniki dla każdego celu lub anulowania, niezależnie od rodzaju anulowania, w porównaniu z dobranymi wiekowo zdrowymi kontrolami. Stwierdzono również, że grupa kontrolna spowalnia czas wyszukiwania zgodnie z kompromisem między szybkością a dokładnością. To znaczy, gdy podobieństwo między celami a dystraktorami wzrosło i rozróżnienie celu stało się trudniejsze. Utrzymali jednak dokładność wykrywania bez wzrostu współczynnika błędów. Odkrycie to sugeruje, w przeciwieństwie do pacjentów z AD, że grupa kontrolna zwolniła wyszukiwanie tylko po to, aby uniknąć odpowiedzi na dystraktory, a tym samym uniknąć błędów i zademonstrować kompromis między szybkością a dokładnością. Pacjenci z AD spowalniali poszukiwania w miarę wzrostu podobieństwa między celem a dystraktorem, jednak nadal popełniali więcej błędów i nie trafiali w cele. Ta wydajność nie wykazała kompromisu między szybkością a dokładnością. Sugeruje to, że u pacjentów z AD, w przeciwieństwie do zdrowych kontroli, stopień podobieństwa między wyszukiwanymi elementami wpływa na zdolność selektywnego zajmowania się odpowiednimi celami. Podobne wyniki zaobserwowano u Schaefera, gdzie przeprowadzono badanie selektywnej uwagi wzrokowej w AD, zmieniając cechy fizyczne zadania selektywnego anulowania.

Demencja z ciałami Lewy'ego

Otępienie z ciałami Lewy'ego charakteryzuje się powstawaniem ciał Lewy'ego w korze mózgowej, istocie czarnej , locus coeruleus i elementach układu cholinergicznego przodomózgowia podstawy . Objawy kliniczne obejmują otępienie korowe i splątanie, parkinsonizm, wrażliwość na neuroleptyczne oraz objawy psychiatryczne, takie jak nawracające i dobrze uformowane omamy, szczególnie we wczesnych stadiach choroby.

Ze względu na nakładanie się objawów klinicznych, różnicowanie otępienia z ciałami Lewy'ego od otępienia typu Alzheimera może czasami okazać się trudne. Stwierdzono jednak, że różnice w zdolnościach funkcjonowania uwagi u pacjentów odróżniają te dwa zaburzenia neurodegeneracyjne. Chociaż obszary przetwarzania uwagi, takie jak podzielność uwagi, procesy przesuwania lub hamowanie, są upośledzone zarówno w chorobie Alzheimera, jak i otępieniu z ciałami Lewy'ego (DLB), badania wykazały, że te deficyty są bardziej widoczne u pacjentów z DLB niż u pacjentów z AD, zbiegając się z upośledzoną selektywnością uwagę, szczególnie w modalności wzrokowej, lub ich zdolność do selektywnego przydzielania uwagi określonym bodźcom.

Wizualna selektywna uwaga jest zwykle upośledzona w tej chorobie. W badaniu przeprowadzonym przez Petersa i wsp. osoby z AD lub DLB wykonały zadanie szybkiej seryjnej prezentacji wizualnej (RSVP) . Ten paradygmat RSVP obejmuje prezentację bodźców wzrokowych w tym samym miejscu w szybkiej sekwencji. Każdy bodziec był prezentowany szybko, a bodziec docelowy miał inny kolor (pokazany na czerwono) niż dystraktory (czarny). Zestaw bodźców składał się z 24 angielskich liter jako celów (z wyłączeniem I i O), a cyfry 2–9 służyły jako dystraktory. Wyniki sugerują, że istnieją wyraźne różnice pod względem zdolności do hamowania informacji dystraktorowych w dynamice uwagi między pacjentami z AD i DLB a zdrowymi kontrolami, jednak wybiórcze deficyty uwagi są bardziej dotkliwe u pacjentów z DLB niż u pacjentów z AD. Zarówno pacjenci z DLB, jak i AD wykazywali spadek dokładności w teście. Pacjenci z DLB mieli cięższe upośledzenie selektywnej uwagi wzrokowej w porównaniu zarówno z pacjentami z AD, jak i zdrowymi osobami z grupy kontrolnej.

Wizualna selektywna uwaga wymaga wielu podstawowych procesów poznawczych, w tym wykrywania ważnych informacji sensorycznych i percepcyjnych, zdolności do blokowania informacji, które nie mają związku z zadaniem, oraz zdolności do przenoszenia uwagi z funkcji lub lokalizacji na inną. W tym badaniu stwierdzono, że pacjenci z DLB w tym zadaniu radzili sobie znacznie gorzej niż zarówno pacjenci z AD, jak i osoby zdrowe z grupy kontrolnej w warunkach pojedynczego celu. Sugeruje to, że percepcyjny składnik filtrujący selektywnej uwagi jest znacznie upośledzony w DLB. Trudności w rozróżnianiu bodźców wzrokowych u pacjentów z DLB mogą wynikać z ograniczonej zdolności do wybierania i kodowania istotnych lub ważnych informacji w wyszukiwaniu docelowym. Ogólna powolność pacjentów z DLB mogła zwiększyć zakłócenia percepcyjne z powodu maskowania dystraktorami, a wybór celu i przetwarzanie (w zadaniach takich jak zadanie RSVP) musi odbywać się pod presją czasu.

Inne badanie przeprowadzone przez Calderona i in. porównali pacjentów z DLB i AD, aby ocenić zdolności uwagi i wzroku, funkcje wykonawcze oraz semantyczne i epizodyczne pamięci za pomocą specyficznych testów neuropsychologicznych. Aby przetestować wzrokową selektywność uwagi, zastosowano zadanie przeszukiwania mapy, w którym uczestnik musi zidentyfikować symbole celu z konkurujących dystraktorów. Wyniki sugerują, że selektywna uwaga wzrokowa w DLB była bardziej upośledzona niż w AD, chociaż pacjenci z AD byli znacznie bardziej upośledzeni niż zdrowi kontrolni. Badanie to potwierdza, że ​​pacjenci z DLB mają większe upośledzenie zdolności uwagi i zdolności wzrokowo-percepcyjnych, zadań uwagowych i wykonawczych, a duża liczba pacjentów z DLB nie była w stanie wykonać niektórych pomiarów selektywnej uwagi wzrokowej, takich jak zadanie Stroopa. Jest zatem oczywiste, że procesy uwagi są znacznie bardziej upośledzone u pacjentów z DLB niż u pacjentów z AD, zwłaszcza w ich wizualnych selektywnych zdolnościach uwagi.

Wydaje się, że istnieje globalny podział uwagi na wszystkie aspekty u pacjentów z DLB, jak podkreślono w tym badaniu. Możliwą przyczyną tego jest hipoteza, że ​​ciężka delecja cholinergiczna może być podstawowym składnikiem deficytu uwagi w DLB.

Choroba Parkinsona

Choroba Parkinsona (PD) charakteryzuje się degeneracją istoty czarnej w obrębie zwojów podstawy mózgu i miejsca sinawego. Regiony te są zaangażowane w procesy uwagi, zwłaszcza selektywną uwagę wzrokową. Badania na zwierzętach i pozytronowej tomografii emisyjnej (PET) wykazały rolę jąder podstawy w procesach selektywnej uwagi, co sugeruje, że deficyty w tych obszarach mogą prowadzić do upośledzenia funkcji uwagi u pacjentów z chP. Możliwe jest również, że inne obszary mózgu, takie jak płaty czołowe lub górny wzgórek , które są połączone ze zwojami podstawy mózgu, leżą u podstaw deficytów uwagi u pacjentów z PD. Uszkodzenie tych obszarów może skutkować upośledzeniem funkcjonowania uwagi i może być wynikiem deaferentacji tych konkretnych obszarów leżących u podstaw.

PD jest postępującą chorobą neurodegeneracyjną. Jest to związane ze zwyrodnieniem neuronów istoty czarnej i locus coeruleus. Objawy kliniczne choroby Parkinsona obejmują drżenie spoczynkowe, sztywność, akinezę , trudności z rozpoczęciem lub utrzymaniem ruchu oraz spowolnienie ruchu. Jedno z głównych ustaleń z różnych badań sugeruje, że u pacjentów z PD występują upośledzenia selektywnej uwagi wzrokowej. Na przykład pacjenci z PD wykazują nieprawidłowe wyniki w zadaniu Stroopa i upośledzoną zdolność selektywnego zwracania uwagi na cele wśród dystraktorów lub selektywnego zajmowania się pokazami wizualnymi podczas jednoczesnego wykonywania innych zadań. Neuropatologia tej choroby jest zgodna z deficytem uwagi. Chociaż nie u wszystkich osób z PD również rozwija się otępienie, jest to częsta choroba współistniejąca i dotyczy tych samych obszarów selektywnej uwagi wzrokowej, które są upośledzone u osób z MCI, AD i DLB.

Percepcja wzrokowa obejmuje kilka procesów składowych, w tym zdolność selektywnego zwracania uwagi na odpowiednie bodźce, przy jednoczesnej zdolności do skutecznego ignorowania nieistotnych informacji rozpraszających uwagę. Ten deficyt u pacjentów z PD odnosi się również do deficytu w ogólnych procesach uwagi.

Zwyrodnienie istoty czarnej jest zaangażowane w przyczynę choroby Parkinsona. Te regiony zwojów podstawy są również zaangażowane w procesy uwagi, zwłaszcza selektywną uwagę wzrokową. Dlatego sugeruje się, że deficyty w zwojach podstawy mózgu i pokrewnych regionach mogą prowadzić do upośledzenia selektywnej uwagi wzrokowej u tych osób.

Osoby z PD mogą mieć upośledzoną zdolność do selektywnego uczęszczania z kilku różnych powodów. Pacjenci ci mogą wykazywać deficyty w zdolności do hamowania przetwarzania prezentowanych informacji nieistotnych, dlatego nieistotne informacje mogą przeszkadzać w przetwarzaniu informacji docelowych; lub pacjenci z PD mogą rzeczywiście być w stanie zahamować przetwarzanie nieistotnych bodźców, ale wykazywali upośledzenie w utrzymaniu selektywności swojej uwagi na odpowiednie bodźce, wspierane przez nienormalnie szybkie oderwanie uwagi od miejsca, w którym ostatnio pojawiła się wizualna wskazówka.