AISC ANT PeriferPred

Titolo capitolo
1
Capitolo primo
ALLERTA, ORIENTAMENTO E SISTEMA ESECUTIVO: PUÒ L’ORIENTAMENTO ENDOGENO
MODULARE LA RELAZIONE TRA I SISTEMI
ATTENZIONALI?
Diana Martella
Dipartimento di Psicologia - Università di Roma “Sapienza”; Via dei
Marsi, 78 00185 Rome,
Italy; Tel. +39 0649917787, Fax +39 0649917787
diana. [email protected]
Maria Casagrande
Department of Cognitive Psychology, University of Rome “Sapienza”; Via
dei Marsi, 78 00185 Rome,
Italy; Tel. +39 0649917787, Fax +39 0649917787
[email protected]
Mara Sebastiani
Dipartimento di Psicologia - Università di Roma “Sapienza”; Via dei
Marsi, 78 00185 Rome,
Italy; Tel. +39 0649917787, Fax +39 0649917787
[email protected]
Andrea Marotta
Dipartimento di Psicologia - Università di Roma “Sapienza”; Via dei
Marsi, 78 00185 Rome,
Italy; Tel. +39 0649917787, Fax +39 0649917787
[email protected]
Alfredo Spagna
Dipartimento di Psicologia - Università di Roma “Sapienza”; Via dei
Marsi, 78 00185 Rome,
Italy; Tel. +39 0649917787, Fax +39 0649917787
[email protected]
Francesco Cosco
Dipartimento di Psicologia - Università di Roma “Sapienza”; Via dei
Marsi, 78 00185 Rome,
Italy; Tel. +39 0649917787, Fax +39 0649917787
[email protected]
1.1 Abstract
Questo studio si propone di valutare la modulazione emisferica
dell’efficienza e dell’interazione dei sistemi attenzionali: orientamento, allerta e funzioni esecutive. A tal scopo sono state manipolate le componenti volontarie dell’attenzione mediante una versione modificata dell’Attentional
Network Test (ANT). I risultati hanno confermato la sensibilità del compito
nel valutare l’orientamento attenzionale e il sistema esecutivo e hanno evidenziato una modulazione emisferica dell’allerta.
1.2 Introduzione
E’ stato ipotizzato (Posner e Petersen 1990) che allerta, orientamento e
controllo esecutivo siano aspetti relativamente indipendenti di un unico sistema “attenzione”, ciascuno ascrivibile a una specifica area cerebrale. A
supporto di questa ipotesi sono i risultati ottenuti da Fan et al (2002) con
l’ANT, un compito che permette di stimare una misura dell’efficienza di ciascun sistema. Utilizzando l’ANT in uno studio di fMRI, Fan et al (2005)
hanno evidenziato l’attivazione di specifiche aree cerebrali per ciascun sistema, ma ne hanno osservato anche una certa sovrapposizione, suggerendo
un’interazione tra le reti attenzionali. Questo risultato è stato confermato anche da studi comportamentali. Nello studio originale di Fan et al. (2002) si
erano osservate delle significative interazioni, infatti nelle condizioni in cui
venivano presentati i cue che non fornivano informazioni spaziali (il cue centrale e il doppio cue), veniva ridotta l’efficienza del controllo esecutivo. Inoltre, studi che hanno utilizzato un tono acustico per manipolare l’allerta, e ridotto la predittività del cue al 50% per rendere l’orientamento di tipo automatico, hanno osservato che, mentre l’orientamento migliora l’efficienza del sistema esecutivo, l’allerta incrementa la rapidità dell’orientamento, ma inibisce il controllo esecutivo (Callejas et al 2005; Fuentes e Campoy 2008). Que-
Titolo capitolo
3
sti risultati suggeriscono, dunque, che se opportunamente modificato, l’ANT
potrebbe essere molto utile nel comprendere la vera natura della relazione tra
i sistemi attenzionali.
Uno dei sistemi più importanti che può contribuire a questa interazione è
quello di orientamento; nell’ANT originale (Fan et al. 2002) non erano previste prove invalide (il cue segnalava sempre la posizione corretta dello stimolo
target, di conseguenza non venivano analizzate le diverse operazioni di riorientamento dell’attenzione) e questo non permetteva di analizzarne la relazione con gli altri sistemi, che sono state, invece, riscontrate da altri studi
(Callejas et al. 2005; Fuentes e Campoy 2008) in cui il cue era automatico.
Potrebbe essere, dunque, interessante manipolare la predittività del cue, per
valutare in che modo un orientamento più volontario (indotto dalle aspettative sulla probabile posizione di comparsa del target) influenza l’efficienza
degli altri sistemi. Un altro limite dell’ANT è dato dalla presentazione degli
stimoli che non è lateralizzata, di conseguenza non è possibile valutare le tre
componenti attenzionali in ciascun emisfero, un fattore che potrebbe essere
molto rilevante, anche da un punto di vista diagnostico, considerando che i
sistemi possono essere selettivamente e asimmetricamente danneggiati in particolari popolazioni. Per ovviare a questo limite, alcuni autori (Greene et al
2007; Fan et al 2009) hanno proposto una versione lateralizzata dell'ANT,
non evidenziando sostanziali modulazioni emisferiche né sull’efficienza di
ciascun sistema attenzionale, né sulle loro interazioni. Solo uno di questi studi (Fan et al 2009) finora ha evidenziato due interessanti interazioni: la prima, quella tra il sistema di allerta e il sistema esecutivo, che conferma che la
condizione di maggiore allerta visiva influenza negativamente il sistema esecutivo; la seconda, quella tra il sistema di orientamento e il sistema esecutivo,
che indica che un cue valido migliora la capacità di risolvere un conflitto.
Nello stesso tempo, però, questa versione dell’ANT non prevede ancora una
manipolazione indipendente dell’allerta.
Questo studio propone una nuova versione dell’ANT (ANTLateralizzato), che prevede la presentazione lateralizzata degli stimoli. Contrariamente agli esperimenti di Greene et al (2007) e di Fan et al (2009) gli
stimoli target e i flanker sono costituiti da lettere piuttosto che da frecce. Utilizzare, infatti, delle frecce può determinare, oltre a una condizione di conflitto tra target e flanker, anche una condizione di conflitto tra la direzione della
freccia e l’emicampo visivo, destro o sinistro, in cui sono presentate le frecce.
Inoltre, questa ricerca si propone di valutare la relazione tra i sistemi attenzionali alla luce dell’orientamento guidato da un cue periferico predittivo che
implica sia componenti automatiche che volontarie. L’introduzione di questo
tipo di cue potrebbe essere rilevante anche perché i due studi (Fimm et al
2006; Versace et al 2006) che hanno osservato un’interazione tra il sistema di
allerta e quello di orientamento visuospaziale avevano usato un paradigma
periferico predittivo. Inoltre, solo con tale paradigma si è osservato un rallentamento dei processi di disancoraggio attenzionale, particolarmente pronunciato nell’emisfero destro.
1.2 Metodo
Hanno partecipato alla ricerca 22 studenti universitari (età: 18-27 anni),
destrimani.
Gli stimoli sono stati programmati e presentati attraverso il software EPrime su un computer Pentium 4 con monitor 21’ ad alta definizione. Le risposte sono state registrate attraverso la tastiera del computer e sono state utilizzate delle cuffie per l’emissione del segnale acustico. Al centro dello
schermo è stata presentata una croce di fissazione (0.8° di angolo visivo). Il
cue consisteva nella comparsa di un quadrato (3.5 cm), a destra o a sinistra
del punto di fissazione. Gli stimoli target (0.6° di angolo visivo), costituiti
dalle lettere “H” o “M”, erano presentati a destra o a sinistra del punto di fissazione (6° gradi di eccentricità). Il target poteva comparire da solo (condizione baseline); affiancato da 4 lettere uguali (condizione congruente); o da
lettere diverse (condizione incongruente). I distrattori erano disposti a semicerchio. Lo stimolo allertante era un tono acustico della frequenza di 2000 Hz
e della durata di 50 ms.
I soggetti, seduti in una stanza buia e insonorizzata, avevano il capo su
un poggiamento in modo da limitare i movimenti della testa e aiutare la fissazione dello sguardo. Ogni prova consisteva della seguente serie di eventi:
all’inizio della prova una croce di fissazione centrale permaneva per un intervallo compreso tra i 200 e i 1000 ms; seguiva il cue con una durata di 50 ms.
Sono state utilizzate quattro condizioni per il cue. Nella condizione valida, il
target è apparso nella stessa locazione del cue nel 50% delle prove (288
trials); nella condizione invalida, il target è comparso nella posizione non occupata dal target (96 prove: 16.6% delle prove), mantenendo così una proporzione tra valide e invalide di 3:1. Anche in questo esperimento erano presenti 96 prove neutre (16.6% dei trials), 96 prove no-cue (16.6% dei trials).
Dopo un SOA di 100 o 1100 ms, compariva il target che aveva una durata di
180 ms; la schermata durava fino alla risposta o fino a 1320 ms, dopodichè
iniziava automaticamente una nuova prova. Nel 25% dei casi, 400 ms prima
del cue, presentato veniva introdotto un tono acustico per 50 ms (fig.1). Erano previsti 3 blocchi sperimentali di 192 prove (2 condizioni per il warning, x
Titolo capitolo
5
2 SOA x 2 emicampi visivi x 4 condizioni del cue x 2 tipi di target x 3 condizioni di congruenza). Prima delle prove sperimentali i soggetti eseguivano un
blocco di addestramento di 32 prove, nel quale era necessario rispondere correttamente ad almeno l’80% delle prove. Il compito richiedeva la discriminazione della lettera “H” e “M”.
Figura 1.1. Esempio di una sequenza di eventi utilizzata nell’ANT-L
1.3 Risultati
L’ANOVA generale ha evidenziato un effetto per il Cue (F3,60=
8.14; p<. 0001) e per la Congruenza (F2,40=67.61;p<.0000001). Per analizzare
specificamente gli effetti del Warning e del SOA, sono state eseguite delle
ANOVA Cue x Emicampo x Congruenza per ciascun livello dell’allerta
(warning assente, warning presente) e del SOA che hanno sempre evidenziato un effetto significativo del Cue (p<.001) e della Congruenza (p<.0000001).
L’ANOVA SOA x Emicampo visivo condotta separatamente sugli effetti
di Allerta (TR prove no-cue-) - (TR prove neutre), Validità (TR Cue invalido) - (TR Cue valido) e Congruenza (TR prove Incongruenti) - (TR prove
Congruenti), ha evidenziato un risultato significativo dell’Emicampo visivo
per l’effetto di Allerta visiva (F= 6.98: p< .01), che è risultato minore per
l’emicampo visivo destro (Media= -3.14 ms), rispetto all’emicampo visivo
sinistro (Media= 16.96 ms). Anche l’effetto di Validità è risultato significativo (F= 5.09: p< .03) e minore per l’emicampo visivo sinistro (Media= 17.30
ms), rispetto all’emicampo visivo destro (Media= 33.78 ms; figura 2). Nessun altro effetto o interazione sono risultati significativi (F< 1).
35
30
EVD
25
EVS
ms
20
15
10
5
0
-5
Effetto di allerta
Effetto di validità
Figura 1.2: Effetto di allerta e di validità in funzione dell’emicampo visivo.
1.4. Discussioni
I risultati hanno evidenziato effetti significativi del Cue e della Congruenza, confermando quanto evidenziato da altri autori, che hanno utilizzato
una versione lateralizzata dell’ANT (Greene et al 2007; Fan et al 2009). Inoltre, non si osserva un’influenza specifica del livello di allerta uditivo e del
SOA, né sulle altre componenti attenzionali, né sul coinvolgimento di ciascun
emisfero nel compito, anche se l’interazione Allerta x SOA x Emicampo visivo x Cue tende alla significatività (p=.09). Le analisi effettuate separatamente per ciascun livello dell’allerta e del SOA hanno tutte confermato gli
effetti di validità e di congruenza. Quest’ultimo effetto è risultato sempre
molto forte e poco influenzato sia dai livelli del warning uditivo sia da quelli
del SOA; l’effetto di validità, invece, è apparso modulato dal SOA, con un
Titolo capitolo
7
effetto più robusto al SOA breve, rispetto al SOA lungo. Infine, si è evidenziata una differenza emisferica per l’effetto di validità, che è risultato maggiore per l’emisfero sinistro, caratterizzato da una minore rapidità nel processo di disancoraggio attenzionale. Una asimmetria emisferica si è anche osservata per l’effetto di allerta, che è risultato maggiore nell’emisfero destro, rispetto al sinistro, confermando risultati già noti in letteratura (p.e. Heilman et
al 1980).
Bibliografia
1.
Callejas A, Lupianez J, Funes M, Tudela P (2005) Modulation among alerting,
orienting and executive control networks. Exp Brain Res 167(1), 27-37.
2. Fan J, McCandliss BD, Sommers T et al (2002) Testing the efficiency and indipendente of Attentional Network. J Cogn Neurosc 143, 340-347.
3. Fan J., McCandliss BD, Fossella J et al (2005) The activation of attentional
network. Neuroim 26, 471-479.
4. Fan J, Gu X, Guise KG et al (2009) Testing the behavioural interaction and integration of attentional Network. Brain & Cognit 70, 209-220.
5. Fimm B., Wilmes K., Spijkers W. (2006), The effect of low arousal on visuospatial Attention. Neuropsychol 44, 1261-1268.
6. Fuentes L, Campoy G (2008) The time corse of alerting effect over orienting
in the attention network test. Exp Brain Res 185, 667-672.
7. Greene DJ, Barnea A, Herzberg K et al. (2007) Measuring attention in the
emisphere: The lateralized attentional network task (LANT). Brain and Cognit
66, 21-31
8. Heilman K, Van Den Abell T (1980) Right hemispheric dominance for attention: the mechanism underlying hemispheric asymmetries of attention (neglect). Neurol 30, 327-330.
9. Posner MI, Petersen SE (1990) The Attention System of the Human Brain.
Ann Rev Neurosc 13, 25-42.
10. Versace F, Cavaller C, De Min Tona G et al (2006), Effect of sleep reduction
on spatial attention. Biol Psychol 71, 248-255.
Parole chiave: Attentional Network Test, Orientamento, Allerta, Funzioni esecutive

Download Report