ЕЕГ альфа і тета сигнатур соціально і несоціально керованої робочої пам'яті у віртуальній реальності

Анотація

У цьому попередньо зареєстрованому дослідженні (https://osf.io/s4rm9) ми досліджували поведінкові та неврологічні [електроенцефалографія; альфа (увага) і тета (зусилля)] вплив динамічних непередбачуваних соціальних і несоціальних ознак на робочу пам'ять. У віртуальному середовищі реалістичні людські аватари динамічно дивляться ліворуч або праворуч від столу. Рухома палиця служила несоціальним контролем.

Віртуальне середовище — це новий спосіб отримання досвіду, який принесли нам сучасні технології. У цьому середовищі ми можемо втекти від реальності, розслабитися та відчути себе несхожими на реальність.

Віртуальне середовище може мати позитивний вплив на наш мозок, особливо завдяки покращенню пам’яті. Багато досліджень показали, що, граючи в ігри у віртуальному середовищі, ми можемо покращити наше просторове пізнання та просторову пам’ять, що допомагає нам краще запам’ятовувати та справлятися зі складними проблемами, з якими ми стикаємося в реальному житті.

Віртуальне середовище також може допомогти нам розслабитися та зняти стрес. Оскільки темп життя прискорюється, люди відчувають дедалі більший тиск, і віртуальне середовище є дуже хорошим способом втекти від реальності. У цьому середовищі ми можемо тимчасово забути про турботи та стреси в реальності, розслабити наше тіло та розум, і таким чином краще підтримувати свій психічний стан та пам’ять.

Звичайно, віртуальні середовища підходять не всім, і якщо ми залежні від них, це зашкодить нашому фізичному та психічному здоров’ю. Тому ми повинні вміти вибирати та контролювати свій час і досвід у віртуальному середовищі, щоб справді насолоджуватися перевагами, які приносить нам віртуальне середовище.

Підводячи підсумок, між віртуальними середовищами та пам’яттю справді існує позитивний зв’язок. Граючи в ігри та відпочиваючи у віртуальному середовищі, ми можемо покращити наше просторове пізнання та можливості просторової пам’яті, щоб краще справлятися з проблемами, з якими ми стикаємося в реальному житті. Ми повинні добре використовувати можливості, які надає нам віртуальне середовище, і відігравати позитивну роль у покращенні якості нашого життя. Можна побачити, що нам потрібно покращити пам’ять, і Cistanche deserticola може значно покращити пам’ять, оскільки Cistanche deserticola є традиційним китайським лікарським матеріалом, який має багато унікальних ефектів, одним із яких є покращення пам’яті. Ефективність м’ясного фаршу пов’язана з різними активними інгредієнтами, які він містить, включаючи кислоти, полісахариди, флавоноїди тощо. Ці інгредієнти можуть сприяти здоров’ю мозку різними способами.

Клацніть дізнатися про 10 способів покращити пам’ять

Кухонні предмети були представлені в дійсному або недійсному місці для кодування. Поведінкові дані показали подібний вплив сигналів на продуктивність робочої пам'яті. Зміни потужності альфа-каналу були еквівалентними для сигналів під час сигналізації та кодування, що відображає подібну обробку уваги. Однак зміни тета-потужності виявили різні шаблони для сигналів.

Тета-потужність збільшилася сильніше для несоціального сигналу порівняно з соціальним сигналом під час початкового сигналу. Крім того, у той час як для несоціального сигналу під час кодування відбулося значно більше збільшення тета-потужності для дійсних порівняно з недійсними умовами, це було зворотним для соціального сигналу зі значно більшим збільшенням тета-потужності для недійсних умов порівняно з дійсними умовами, вказуючи на відмінності у впливі сигналів на когнітивні зусилля. Таким чином, хоча соціальні та несоціальні сигнали уваги впливають на продуктивність робочої пам’яті однаково, основні нейронні механізми, здається, відрізняються.

Ключові слова: ЕЕГ; погляд; соціальні; спільна увага; віртуальна реальність.

Погляд очей дуже важливий у людському спілкуванні (Kleinke, 1986), і люди, як правило, слідкують за поглядом інших людей, залучаючи спільну увагу (див. Frischen та ін., 2007). Спільна увага пов’язана з теорією розуму (наприклад, Charman et al., 2000), яка веде до менталізованості та сприйняття перспективи (Frith and Frith, 2006). Ця поведінка слідкування за поглядом зазвичай досліджується за допомогою адаптованого завдання Познера (наприклад, Posner, 1980), згідно з якими цілі представлені в дійсному місці з підказкою або в недійсному місці без підказки. Незважаючи на неінформативність підказок, на об’єкти з правильною вказівкою, як правило, реагують швидше, ніж на ті, на які вказано неправильно, причому це виявлено як для підказок погляду в очі (наприклад, Friesenand Kingstone, 1998; Driver et al., 1999; Frischen et al., 2007; Gregory , 2021; Грегорі та Джексон, 2021) та для інших несоціальних комунікативних сигналів, таких як стрілки та вказівні слова (наприклад, Hommel та ін., 2001; Рістич та ін., 2002; Типплс, 2002, 2008; Грегорі та Джексон, 2021).

У той час як ефекти підказки не є унікальними для погляду очей, показано, що спільна увага має унікальний вплив на когнітивні процеси вищого порядку, причому еквівалентні ефекти не виявлені для несоціальних елементів контролю. Наприклад, виявлено, що спільна увага покращує розуміння мови у дітей (Tomasello та Farrar, 1986; Tomasello, 1988) та дорослих (Hanna та Brennan, 2007; Knoeferleand Kreysa, 2012), впливає на процеси пам’яті у немовлят (Striano та ін. , 2006; Клівленд та ін., 2007; Ву та Кіркхем, 2010; Ву та ін., 2011) та дорослих (Штейнберг, 2010; Додд та ін., 2012; Річардсон та ін., 2012; Грегорі та Джексон, 2017) , а також впливати на сприйману цінність об’єкта (Bayliss et al., 2007; van der Weidenet al., 2010; Madipakkam et al., 2019). Вважається, що ці унікальні соціальні ефекти відображають стандартну альтерцентричну (інше-центровану) обробку (Кампіс і Саутгейт, 2020), коли люди не можуть не піддаватися впливу точки зору інших. Таким чином, дані свідчать про те, що об’єкти, які бачать під спільною/спільною увагою, піддаються посиленій обробці завдяки унікальному соціальному впливу взаємного погляду (Becchio та ін., 2008; Shteynberg, 2010).

Хоча дані показують, що спільна увага покращує робочу пам’ять для простих об’єктів (Gregory and Jackson, 2017, 2019), механізми цього ефекту наразі невідомі. Наприклад, незрозуміло, чи впливає спільна увага на пам’ять багатовимірної інформації (Baddeley, 2010). Встановлено, що інформація, яка привертає увагу, сприяє робочій пам’яті (Awh та ін., 2006), і ці процеси уваги та пам’яті пов’язані з нейронною коливальною активністю в альфа- (8–12 Гц) і тета (3–7 Гц) діапазонах ( Клімеш, 1999). Альфа-десинхронізація (зменшення потужності) пов’язана з посиленою обробкою уваги цільових стимулів (Hanslmayr та ін., 2005; Sauseng та ін., 2005). Тета-синхронізація (збільшення потужності) пов’язана з процесами когнітивного контролю, які вимагають зусиль (Demiralp and Bas¸ar, 1992; Min and Park, 2010; Cavanagh and Frank, 2014; Noonan et al., 2018). У пам’яті збільшена тета-потужність при кодуванні та пошуку пов’язана з кращим запам’ятовуванням стимулів (огляд див. Hsieh and Ranganath, 2014), а збільшення вимог до завдань призводить до більшої тета-синхронізації (наприклад, Gevins et al., 1997; Jensen and Tesche, 2002).

Зміни в альфа- і тета-ритмах також відображають соціальну обробку. Під час сприйняття перспективи тета-коливання відбуваються в областях мозку, пов’язаних із процесами менталізації (Bogels ¨ et al., 2015; Wang et al., 2016; Seymour et al., 2018). Подальші дефіцити обробки погляду при шизофренії були пов’язані з нерегулярною тета-активністю (Grove та ін., 2021), а тета також пов’язана з соціальною ексклюзивністю (Cristofori та ін., 2013, 2014). При використанні справжніх людей як стимулів (а не фотографій) альфа-потужність виявляється модульованою поглядом. Наприклад, десинхронізація альфа-потужності більш виражена для прямого, ніж для відверненого погляду (Chapman et al., 1975), і прямий погляд викликає альфа-активність, пов’язану з наближенням, тоді як відвернутий погляд викликає активність, пов’язану з уникненням (Hietanen et al., 2008; Ponk ¨ anen ¨ та ін., 2011). Крім того, вища альфа-десинхронізація викликається спільною увагою порівняно з умовою відсутності спільної уваги в іншому ідентичному завданні (Lachat et al., 2012). Нарешті, використовуючи гуманоїдного робота в інноваційному завданні з підказкою погляду, було виявлено, що зоровий контакт перед зсувом ze призводить до більшої альфа-десинхронізації порівняно з відсутністю зорового контакту до зсуву (Kompatsiari та ін., 2021).

Коли фотографії замість реальних людей використовуються як погляди, ефекти погляду на альфа відсутні (Hietanen та ін., 2008). Дійсно, існує низка важливих варіацій у реакціях людей на реальних людей порівняно з фотографічними чи відеостимулами ( див. Risko та ін., 2016). Однак, хоча використання реальних людей як стимулів є корисним і повчальним методом, це може спричинити обмеження щодо складності, застосовності та типів поведінки, які можна досліджувати. Як альтернативу Виковська та його колеги успішно використовували роботів як соціальні стимули в дослідженнях соціального пізнання (Wykowska та ін., 2016; Kompatsiariet та ін., 2018, 2021; Willemse та ін., 2018). Це свідчить про те, що для вивчення суспільних явищ не завжди необхідно використовувати реальних людей. Дійсно, дослідження показують, що взаємодія з віртуальними людьми порівнянна зі взаємодією реальних людей (див. Bombariet al., 2015).

У поточному попередньо зареєстрованому дослідженні (https://osf.io/s4rm9) ми досліджували вплив динамічного погляду очей на робочу пам’ять за допомогою віртуальних аватарів людей. Важливо, що ми записали електроенцефалографію (ЕЕГ), щоб дослідити зміни потужності коливань в альфа, що відображає вплив уваги, і в тета, що відображає когнітивні зусилля, під час виконання завдання. Наскільки нам відомо, це перше дослідження тета- та альфа-коливань, що стосуються впливу підказок погляду на робочу пам’ять. Примітно, що, наскільки нам відомо, це також перше дослідження тетаосциляцій у підказці погляду в більш загальному плані.

Тривимірні аватари, представлені на дисплеї на голові, дивляться вгору, щоб залучити учасника в зоровий контакт, перш ніж дивитися вниз ліворуч або праворуч. Відображаючи реальну поведінку погляду, очі аватара швидко змінили напрямок погляду в напрямку повороту голови (наприклад, Hayhoe та ін., 2012). На відміну від традиційних завдань з підказкою, де предмети представлені збоку від підказки, тут цільові кухонні предмети (миска, тарілка, чашка та чайник) з’являються зліва чи справа від столу під підказкою. Це дозволило дослідити вплив підказок у більш реалістичному середовищі, де підказка та ціль не знаходяться на одній візуальній площині. Учасників попросили запам'ятати багатовимірну (наприклад, Baddeley, 2010) інформацію про розташування та статус чотирьох представлених елементів. Динамічна тривимірна палиця була представлена ​​як несоціальний контрольний сигнал, який відображав рух соціального аватара (рис. 1), дозволяючи досліджувати вплив руху проти соціального сигналу на робочу пам’ять. Нейроактивність оцінювали під час зсуву сигналу, кодування та пошуку.

Загалом у дослідженнях пам’яті зміни тета-потужності переважають у передніх ділянках, тоді як зміни альфа мають тенденцію до задніх (Jensen та ін., 2002; Khader та ін., 2010; Sauseng та ін., 2010). Таким чином, якщо підказки безпосередньо впливають на кодування робочої пам’яті, очікуються ефекти в цих областях. Однак ці ефекти не перевірялися в контексті соціальних і несоціальних сигналів у віртуальній реальності (VR); тому наш аналіз не зосереджується на конкретних місцях.

Наступні прогнози були попередньо зареєстровані: (i) Лише в умові socialgaze cue ми передбачили, що продуктивність робочої пам’яті буде кращою в дійсному стані порівняно з недійсним. (ii) Ми передбачили, що на альфа- і тета-силу сильніше вплине зміна соціального в порівнянні з несоціальним сигналом (тобто Lachat та ін., 2012; Kompatsiari та ін., 2021). (iii) Лише в умові соціального погляду ми передбачили сильніше збільшення тета-потужності та сильніше зменшення альфа-потужності для дійсної умови порівняно з недійсною як в інтервалах кодування, так і в інтервалах пошуку.

Зауважте, що ми також попередньо зареєстрували передбачення в області пов’язаних із подіями потенціалів (ERP), пов’язаних із відтворенням основних ефектів уваги; однак це не розглядається тут на користь більш конкретних прогнозів, зроблених для функціонування пам’яті в коливаннях (див. Додаткові матеріали).

метод

Учасники

Ми залучили 49 учасників [33 жінки, 16 чоловіків, середній вік 21 рік (sd=3.1, діапазон 18–32), 3 лівші] з Астонського університету за оплату (£10/год.) , готівкою) або кредит на курс. Запланований набір 60 учасників був перерваний через пандемію коронавірусу 2020 року; однак дослідження достатньо потужне, щоб виявити поведінкові та неврологічні ефекти сигналів, якщо вони присутні; план суб’єктів із 49 учасниками має 80% потужності (Westfall, 2016) для виявлення малого та середнього ефекту (наприклад, d {{19 }}.35, Грегорі та Джексон, 2017 р.; d ≈ 0,5; Компаціарі та ін., 2021 р.). Усі учасники повідомили, що мали нормальний або виправлений на нормальний зір. Згоду було отримано Гельсінською декларацією, а етичне схвалення було отримано від Комітету дослідницької етики Університету Астона.

апарат

Дослідження було запрограмовано в Unity з використанням експериментальної системи Unity (Brookes та ін., 2020). Портативний комп’ютер Lenovo Legion Y540-17IRH (процесор Intel Core i7-9750H, 33 ГБ оперативної пам’яті, графічна карта NVIDIA GeForce RTX 2060) запустив програму та бездротовим шляхом передав тригери на ЕЕГ (LSL4Unity;https:// github.com/labstreaminglayer/LSL4Unity). Учасники переглядали дослідження за допомогою накладного дисплея VRGaming (HMD) на ПК Oculus Rift S і відповідали за допомогою сенсорного контролера. Дослідження та матеріали можна завантажити тут:https://osf.io/s9xmu/files/.

стимули

Аватар людини

Було створено чотири чоловічі та чотири жіночі образи з нейтральним виразом обличчя та простим сірим одягом (див. Додаткові матеріали). Аватари були незалежно оцінені (n=61, онлайн-дослідження; див. Додаткові матеріали) за рисами людського характеру (Oosterhof and Todorov, 2008), антропоморфізмом, жвавістю та схожістю (Bartneck et al., 2009). Важливо, що оцінки показали, що аватари сприймалися як людиноподібні (Таблиця 1).

Несоціальний кий

Створено в Unity як циліндричний ігровий об’єкт, який простягався на таку ж відстань від учасника та столу, що й аватари (див. Малюнок 1). Показано, що обидва сигнали викликають типові ефекти сигналів (Gregory, 2021).

Цілі

Адаптовано з магазину ресурсів Unity (assetstore.unity.com/packages/3d/white-porcelain-dish-set-demo-82858), чашка та миска були представлені або порожніми, або повними, додавши каву/суп, тарілку містив випічку (assetstore.unity.com/packages/3d/props/food/croissants-pack-112263), яка була розкушена або ціла, а чайник був представлений у тріснутому або не тріснутому вигляді. Предмети були представлені в кольорі в кодуванні та в градаціях сірого atretrieval, щоб уникнути збігу кольорів.

Дизайн

Незалежні змінні всередині суб’єкта були псевдорандомізованими типом репліки (аватар і паличка) та валідністю репліки-цілі (50% дійсні та 50% недійсні). Іншими контрольованими змінними були розташування предмета дослідження (те саме/різне, 50% кожен) і правильна відповідь на запитання про статус (так/ні, 50% кожен). Для кожного типу репліки було 56 дійсних і 56 недійсних проб. Крім того, ми однаково псевдорандомізували, чи з’являлися елементи ліворуч чи праворуч, а також те, чи виглядали сигнали ліворуч чи праворуч. Комп’ютерна програма рандомізувала (проста рандомізація) ідентифікатор аватара, місце розташування предмета (шість можливих місць), досліджував предмет для визначення місця розташування та тестував питання щодо статусу. Запитання щодо розташування та статусу могли досліджувати пам’ять для різних елементів.

Процедура

Основному експерименту передував 5-пробний сеанс ознайомлення, під час якого HMD було налаштовано перед налаштуванням ЕЕГ. Для основного дослідження умова підказки була врівноважена таким чином, що учасники спочатку бачили або соціальний аватар, або умову несоціальної палки, і всі випробування були завершені до того, як побачили іншу умову підказки. Для обох типів київ було проведено 10 практичних і 112 експериментальних випробувань. У кожному 28 випробуваннях заохочувалися перерви, а між двома сеансами типу репліки робили вимушену перерву. Учасники могли зняти HMD під час перерв.

Для обох типів підказок випробування проходило наступним чином (рис. 1): фіксаційний хрест був представлений протягом 1000 мс (інтервал між спробами), а потім замінений підказкою, яка дивилася/вказувала на стіл (1500 мс). Потім підказка дивилася/вказувала на учасника (перехід 500 мс) і після 1000 мс вказав/подивився ліворуч або праворуч (перехід 500 мс: для погляду очі також швидко рухалися протягом перших 30 мс повороту голови на 500 мс), потім були представлені цілі [початок стимулу асинхронність (SOA) 500 мс, розрахована з моменту початку зміщення метки]. Чотири елементи були представлені для кодування (500 мс) у чотирьох із шести можливих місць (Малюнок 1C) на дійсній або недійсній стороні. Учасників пояснили, що репліка не є інформативною і її слід ігнорувати. Після порожнього інтервалу обслуговування (1000 мс) елемент зонду показувався в сірих тонах або в тому місці, де він був спочатку представлений, або в іншому місці (раніше зайнятому іншим об’єктом). Учасники відповіли натисканням кнопки та отримали точний відгук. Далі статус елемента під час кодування перевірявся за допомогою тексту (наприклад, «Чи була в мисці суп?»), учасники відповідали натисканням кнопки та отримували відгук. Експеримент був дослідженням вільного перегляду, і не було відсікання вікна відповіді.

Отримання та попередня обробка ЕЕГ

Ми записували ЕЕГ за допомогою 64-канальної спортивної мобільної системи ЕЕГ eego™ (ANT Neuro, Енсхеде, Нідерланди; електроди Ag/AgCl, міжнародна система 10–10), оцифрованої з частотою дискретизації 500 Гц. Електрод CPz служив онлайн-довідником, а AFz – заземлюючим електродом. Мастоїди та електроди для електроокулограми (ЕОГ) не використовувалися, а імпеданс під час виконання завдання підтримувався нижче 20 кОм.

Дані ЕЕГ були попередньо оброблені за допомогою Fieldtrip toolbox версії 20191028 (Oostenveld та ін., 2011) у MatlabR2019b®. Дані були відмінені, а потім відфільтровані смуговим фільтром між 0,5 і 36,0 Гц. Дані були епоховані від 1 с до початку сигналу до 1 с після відповіді на пробний сигнал, так що час початку сигналу=становив 0. Випробування перевірялися на наявність артефактів і випробування з великі артефакти були видалені (в середньому 221 загальна кількість випробувань/учасника в остаточному аналізі); пошкоджені електроди інтерполювали з використанням середнього методу (загалом 5; максимум 2/учасника); дані були повторно посилалися за допомогою методу середнього порівняння (після інтерполяції). Аналіз незалежних компонентів (фасції) використовувався для ідентифікації компонентів шуму, моргання, саккади, серцебиття та м’язів (середнє значення для 11 видалених компонентів на учасника, діапазон 2–23, див. рис. S3 у Додаткових матеріалах для прикладу компонентів).

Аналіз даних і результати. Дані про поведінку

Через помилку програмування (див. Додаткові матеріали) попередньо зареєстроване використання d' як міри точності WM було неможливим, замість цього використовувався відсоток точності. Дисперсійний аналіз повторних вимірювань (ANOVA) проводився з відсотковою точністю окремо для даних про місцезнаходження та статус із типом підказки (соціальна та несоціальна) та валідністю підказки (дійсна та недійсна) як суб’єктні змінні. Відповідно до попередньо зареєстрованого плану аналізу результати повідомляються за допомогою стандартного тестування значущості нульової гіпотези з допоміжним аналізом, проведеним за допомогою байєсівської статистики з використанням JASP (Версія 0.12.2.0; Love et al., 2015) із використанням пріоритетів за замовчуванням ( Wagenmakers та ін., 2018) та ефекти ANOVA лише для відповідних моделей (див. Van Den Bergh та ін., 2020). Байєсівський аналіз дозволяє нам робити висновки про силу висновків, а також про природу будь-яких нульових висновків.

Частотно-часовий аналіз

Частотно-часовий аналіз проводили шляхом застосування перетворення Морлетвейвлета для кожного випробування від 2 до 30 Гц (для кожного 1 Гц), з трьома циклами на вікно часу з кроком 50 мс. Потім для кожного учасника випробувань було усереднено в межах кожної умови та застосовано корекцію базової лінії в децибелах (дБ) на початку сигналу від 500 до 100 мс. Частотно-часові подання були створені для повного спектру часо-частоти, а статистичний аналіз зосереджувався на альфа- (8–12 Гц) і тета-діапазонах (3–7 Гц) окремо з усередненням по частотному діапазону. Аналіз керувався даними (без попередньо вибраних часових інтервалів або електродів), а численні порівняння між часовими точками та електродами були виправлені за допомогою непараметричних кластерних перестановочних тестів, реалізованих у Fieldtrip Toolbox (Maris та Oostenveld, 2007), з 5000 перестановками (кластер альфа=P < 0,05, критичний альфа=P < 0,05). Аналіз порівнював дійсні та недійсні умови окремо для кожного типу сигналу. Крім того, щоб зрозуміти потенційну взаємодію між дійсністю репліки та типом репліки (людина/палиця) для кожного учасника, ми відняли недійсну умову з дійсної умови для обох типів репліки окремо, а потім порівняли величину різниці. Цей статистичний підхід рекомендований на веб-сайті Fieldtrip і був реалізований у попередній роботі (Bogels ¨ та ін., 2015; Ван та ін., 2016; Huizeling та ін., 2020); сценарії аналізу та дані доступні з OpenNeuro(https://openneuro.org/datasets/ds003702).

Результати

Поведінковий

Точність визначення місця розташування статистично не відрізнялася для соціального (M {{0}}.89, sd=0.11) і несоціального (M=0.90, sd {{7) }}.09) cueingconditions, F(1,48)=0.959, P=0.332, ηp2=0.020, BFincl=0.398. Було також немає різниці в точності розташування між дійсними (M=0.90, sd=0.10) і недійсними (M=0.90, sd=0.09) умовами, F(1,48)=0.398, P=0.531, ηp2=0.008, BFincl=0.175. Проте спостерігалася значна взаємодія між типом підказки та валідністю, F(1,48)=8.958, P=0.004, ηp2=0.157, BFincl=0 .464. Для соціального сигналу не було істотної різниці в точності визначення місцезнаходження між дійсним (M=0.90, sd=0.10) і недійсним (M=0.89, sd {{53} }.12) умови, t(48)=1.102, P=0.315, Cohen'sd=0.145, BF10=0.68. Однак для несоціального сигналу спостерігалася значна різниця: точність розташування була гіршою в дійсних умовах (M=0.90, sd=0.10) порівняно з недійсними умовами (M {{69} }.91, sd=0.09), t(48)=−2.251, P=0.029, sd Коена=−0.322, BF{{82 }}.54 (Малюнок 2, Панель A, див. також Додаткові матеріали Рисунок S1 для даних індивідуальних відмінностей).

Точність статусу статистично не відрізнялася для соціального (M=0.67, sd=0.09) і несоціального (M=0.68, sd=0.08 ) умови підказки, F(1,48)=0.058, P=0.811, ηp2=0.0001, BFincl=0.16. Був значний основний ефект дійсності, F(1,48)=6.196,P=0.016, ηp2=0.114, BFincl=1.99-тут статус точності був кращим у дійсному стані (M=0.69, sd=0.07) порівняно з недійсним (M=0.66, sd=0.09). Існувала незначна взаємодія між типом підказки та валідністю, F(1,48)=0.142, P=0.798,ηp2=0.003, BFincl {{46} }.22, що вказує на те, що вплив валідності підказки на точність статусу не модулювався типом підказки (Малюнок 2, Панель B і Додаткові матеріали, Рисунок S1).

Due to the unpredicted and disparate effects of the stick cue (i.e. better memory for invalidly cued items in the location task, and better memory for the validly cued items in the status task), we ran an online follow-up to test the effects of the two cues in a simpler memory task; participants indicated if a probe item had been one of five items presented at encoding (see Supplementary materials). This 60-participant study replicated the status memory effects showing a significant main effect of validity, F(1,59) = 33.331, P < 0.001, ηp 2 = 0.361, BFincl >100 з правильно позначеними елементами (M=0.63, sd=0.09), які згадуються точніше, ніж неправильно позначені елементи (M=0.58, sd=0.07) як для соціальних, так і для несоціальних сигналів (рис. 2, панель C).

ЕЕГ

Аналіз ЕЕГ проводився на випробуваннях, де на питання про місцезнаходження була дана правильна відповідь. Для обох сигналів частотно-часові подання (ЧЧР) на малюнку 3 показують очікуване збільшення потужності альфа-сигналу через 3,5 с, коли цілі представлені для кодування, а також очікуване зменшення потужності альфа-сигналу.

Вікно зсуву репліки

Перше важливе порівняння зосереджується на тому, чи альфа- і тетаосциляторні ефекти модулюються типом сигналу під час початкового зсуву сигналу. Період інтересу становить 1000- мс (див. малюнок 1), коли репліка переходить від вказівки/погляду на учасника до погляду/вказівки на бік столу (2,5–3,5 с, починається зміщення вліво/вправо на 3 с), що містить 500-мс період зорового контакту в стані соціального аватара. Дійсність репліки наразі була невідома учаснику.

Результати не показують суттєвих відмінностей у змінах потужності альфа-каналу між типами репліки в цьому інтервалі, причому обидва сигнали показують очікуване зниження потужності альфа-каналу (Малюнок 4, панель A). Однак під час зміни сигналу спостерігалося очевидне зменшення сили дотику для обох сигналів, причому воно було більшим для соціального, ніж для несоціального сигналу (P=0.023, рис. 4, панель A).

Оскільки відмінностей у періоді зорового контакту не спостерігалося, ми провели другий дослідницький аналіз, щоб визначити, чи були присутні будь-які ефекти зорового контакту, коли репліка спочатку переміщувалась, щоб вказати/поглянути на учасника, тобто коли зоровий контакт задіяний у стані погляду. Таким чином, ми порівняли ефекти в альфа-і тета-категоріях між соціальним і несоціальним сигналом в інтервалі від 1.5-s (початок зміни) до 2.5-s. Результати не показують значних відмінностей у змінах альфа- чи тета-потужності між типами сигналів у цьому інтервалі.

Вікно кодування

Наступне порівняння досліджувало, чи змінювалися зміни альфа- і тета-потужності дійсністю підказки протягом {{0}}періоду кодування m (3,5–4 с; див. рис. 1). Розглядаючи спочатку тета-потужність, для соціального сигналу спостерігалося значно менше збільшення тета-потужності (приблизно базової лінії) для дійсної умови порівняно з недійсною (P=0.012; рис. 4, панель B). Навпаки, для несоціального сигналу було значно більше збільшення тета-потужності для дійсної умови порівняно з недійсною (P=0.044; рис. 4, панель C). Порівняння цих відмінностей валідності між двома типами сигналів на всіх електродах виявило незначущу різницю (P > 0,10). Однак для несоціального сигналу ефекти, здається, розташовані над потиличними електродами, тоді як для соціального сигналу ефекти більш розсіяні як у часі, так і в місці. Виконання більш зосередженого аналізу перестановок на основі кластерів на потиличних електродах, які складають значущі кластери (див. заголовок на малюнку 4), під час вікна кодування вказує на те, що зміни тета-потужності в цьому місці суттєво відрізняються між двома типами сигналів (P { {18}}.046).

Дивлячись на зміни в альфа-потужності, спостерігалося значно сильніше зниження альфа-потужності в правильно позначеному стані порівняно з недійсним позначенням для обох соціальних (P {{0}}.002) і несоціальний сигнал (P <0,001; рис. 4, панель C). Порівняння відмінностей валідності між двома типами сигналів на всіх електродах виявило незначну різницю в величині цієї зміни альфа-потужності (P > 0,20).

Вікно зонда

Нарешті, ми досліджували зміни альфа- і тета-потужності протягом інтервалу зондування (відновлення; 5–6 с). Результати для обох типів підказок показали, що дійсність підказок під час кодування не модулювала альфа- та тета-потужність під час пошуку, усі значення P > 0.1.

Обговорення

Тут ми досліджували поведінкові та нервові ефекти віртуальних соціальних і несоціальних сигналів на оперативну пам’ять щодо статусу та розташування представлених об’єктів. Ми передбачили, що соціальний погляд впливатиме на робочу пам’ять, а несоціальний — ні. Крім того, ми передбачили, що соціальний сигнал матиме сильніший вплив на альфа- та тета-коливання, ніж несоціальний сигнал.

Всупереч прогнозам, робоча пам’ять для інформації про статус модулювалася як соціальними, так і несоціальними сигналами, причому об’єкти в дійсному місці згадувалися точніше, ніж об’єкти в неприпустимому місці для обох типів сигналів. Це відкриття було відтворено в експерименті 2 з використанням іншого завдання. Це суперечить попередній роботі, проведеній із використанням стрілок як несоціальних сигналів, де не було виявлено впливу несоціальних сигналів на оперативну пам’ять (Gregory and Jackson, 2017), довготривалу пам’ять (Dodd et al., 2012), або оцінка об’єкта (Bayliss et al., 2006). Через свій розмір і рух, у дослідженнях, представлених тут, несоціальний кий є набагато потужнішим, ніж традиційна стріла. Тому можливо, що підказки зі стрілками легше ігнорувати, якщо це необхідно, наприклад, під час виконання складних завдань вищого порядку, ніж поглядом очей, і тут є ця потужна рухома палиця.

Соціальна підказка не мала впливу на робочу пам'ять для інформації про місцезнаходження; однак, на диво, для несоціального сигналу пам’ять була кращою в недійсному, ніж у дійсному стані. Точність визначення місця розташування була високою в усіх учасників, деякі досягли 100% точності; отже, ефекти підказки погляду могли бути втрачені ефектами стелі, і тому невідомо, чи підказки погляду вплинуть на точність розташування у більш складному завданні. Несоціальний результат може відображати гальмування повернення (Klein, 2000); однак це малоймовірно, оскільки було виявлено, що ця підказка показує сприятливу підказку в цій 500-ms SOA (Грегорі, 2021). Крім того, результат змінюється на протилежний для умови стану, де пам’ять є кращою для елементів у дійсному стані. Таким чином, це, ймовірно, помилковий ефект, імовірно, спричинений ефектами стелі. Однак, якщо коротко припустити, докази свідчать про те, що зорово-просторова робоча пам’ять працює як розподілена мережа, обробляючи інформацію про візуальний вигляд (статус) окремо від інформації про просторове розташування (див. Zimmer, 2008). Цілком можливо, що наявність stickcue збільшила загальну увагу до об’єктів, що використовуються, покращуючи візуальну обробку зовнішнього вигляду, одночасно додаючи додатковий просторовий елемент для обробки, який порушував просторову обробку. Для підказки погляду голова аватара була прикріплена до тіла, що надавало йому більш чіткого та фіксованого просторового розташування порівняно з рухомою палицею.

Не було жодної різниці між двома типами репліки щодо їхнього впливу на потужність альфа під час зміщення репліки, яка включала період зорового контакту (тільки соціальна репліка), а також рух зміщення репліки вліво/вправо, також не було жодних відмінностей протягом попереднього періоду, коли був встановлений зоровий контакт. Це суперечить результатам Kompatsiari et al. (2021), який виявив, що зоровий контакт модулює альфа-потужність із більшим зниженням потужності в умовах зорового контакту порівняно з умовою відсутності зорового контакту. Тут як соціальна репліка погляду, так і несоціальна репліка палиці залучили учасника до зміни репліки або дивлячись або вказуючи на них. Тому цілком можливо, що попередні висновки про те, що зоровий контакт і спільна увага модулюють альфа-силу (Chapman та ін., 1975; Lachat та ін., 2012; Kompatsiari та ін., 2021) пов’язані з тим, що учасник більше відвідує, коли стимул є більш захоплюючим, якщо дивитися на них або дивитися, куди вони дивляться, а не через специфічну соціальну природу подразників. Однак, можливо, що відмінності можуть бути знайдені, якщо зосередити аналіз на конкретних регіонах інтересу. Також не було різниці в альфа-ефектах між двома сигналами під час інтервалу кодування. Для обох сигналів спостерігалося значно сильніше зниження потужності альфа-каналу в правильному стані сигналу порівняно з умовою неправильного сигналу, без різниці в величині ефекту. Це відображає результати пам’яті та вказує на те, що сигнали мали подібний вплив на увагу.

Під час зміщення репліки не було чіткої тета-синхронізації, натомість значно сильніша тета-десинхронізація для соціальної репліки порівняно з несоціальною реплікою. Це вказує на те, що мало місце загальне ігнорування сигналів, які не вимагали ретельної обробки. Значне погіршення соціального стану може бути пов’язане з очевидним автоматичним характером-1прийняття перспективи рівня (Samson та ін., 2010).

Тета-потужність протягом інтервалу кодування також модулювалася за типом сигналу. Для соціального сигналу було значно менше збільшення тета-потужності (приблизно базової лінії) для дійсного стану, де робоча пам’ять для інформації про статус була кращою, ніж у недійсному стані. Тета-сила коливань збільшується внаслідок зусилля (Gevins et al., 1997; Klimesch, 1999; Jensenand Tesche, 2002); отже, цей результат вказує на те, що було потрібно менше зусиль для кодування інформації про стан під час спостереження. Навпаки, для несоціального сигналу було значно більше збільшення тета-потужності для дійсного стану, тоді як робоча пам’ять знову була кращою для інформації про статус порівняно з недійсним станом. Це вказує на те, що було докладено більше зусиль для правильно визначеного розташування, що призвело до кращого кодування інформації про стан.

Вплив на соціальні умови можна пояснити схильністю людей автоматично відслідковувати чужу точку зору (наприклад, Michelon та Zacks, 2006; Kessler та Rutherford, 2010; Samson та ін., 2010; Kessler та ін., 2014). У стані дійсного погляду може знадобитися менше зусиль завдяки цій легкості (Рівень -1) отримання перспективи. Дійсно, було стверджено, що «… об’єкти, які потрапляють під погляди інших, набувають властивостей, які вони б не демонстрували, якби на них не дивилися» (Becchio та ін., 2008, стор. 254), а дослідження Штейнберга (2010) показують, що подразники переживають як частину соціальної групи, є більш помітними завдяки тому, що називається ефектом «соціального налаштування». Крім того, можливо, що через відстеження перспективи аватара, але без цілі, важче від’єднатися від недійсного розташування, що призведе до більшої потужності тета, необхідної в такому стані.

На відміну від наших очікувань, не було жодного впливу валідності сигналу на альфа- і тета-потужність протягом інтервалу пошуку, що вказує на те, що ефекти є специфічними для кодування. Дослідження показали сильнішу тета-потужність на тім’яних і центральних електродах під час успішного кодування (Khader et al., 2010), хоча, як правило, пов’язані з пам’яттю зміни тета-потужності, як правило, відбуваються в передніх відділах (Jensen and Tesche, 2002). Для ефекту підказки погляду з’являються на скроневому, тім’яному та потиличному електродах з деякими відмінностями в передніх електродах, тоді як для підказки від палиці відмінності виникають ззаду. Тім’яна тета може сприяти успішному кодуванню пам’яті, тоді як лобова тета може опосередковувати загальну обробку уваги (Khader et al., 2010). Через характер дослідження ми не маємо чіткої інформації про джерела змін влади; однак відмінності в природі та розташуванні ефектів свідчать про те, що існують відмінності в тому, як соціальні та несоціальні сигнали впливають на процеси пам’яті під час кодування.

Тут ми мали на меті зрозуміти вплив соціального сигналу на робочу пам’ять, розширюючи попередні роботи в цій галузі (Додд та ін., 2012; Грегорі та Джексон, 2017). Використовуючи реалістичне середовище занурення та динамічні соціальні та несоціальні сигнали, ми виявили, що соціальні та несоціальні сигнали мають подібний вплив на продуктивність робочої пам’яті, але це було підкріплено відмінностями в нейронних активаціях. У той час як альфа-коливання були порівнянними за своїми модуляційними ефектами, тета-коливання під час кодування розповідали іншу історію. Таким чином, результати вказують на те, що, незважаючи на те, що підказка про увагу однаково впливає на оперативну пам’ять для представлених соціальних і несоціальних сигналів, нейронні механізми, що лежать в основі, відрізняються, при цьому об’єкти, які спостерігаються під час спільної уваги, вимагають меншої потужності обробки для кодування. Це є додатковим доказом ідеї про те, що погляд очей подає спеціальний сигнал у людському пізнанні (Becchio та ін., 2008; Самсон та ін., 2010; Штейнберг, 2010; Кампіс та Саутгейт, 2020).

Список літератури

Awh, E., Vogel, EK, Oh, SH (2006). Взаємодія між увагою та оперативною пам'яттю. Нейронаука, 139 (1), 201–8.

Baddeley, AD (2010). Робоча пам'ять. Поточна біологія, 20 (4), 136–40.

Бартнек, К., Куліц, Д., Крофт, Е., Зогбі, С. (2009). Інструменти вимірювання антропоморфізму, жвавості, привабливості, сприйманого інтелекту та сприйманої безпеки роботів. Міжнародний журнал соціальної робототехніки, 1(1), 71–81.

Бейліс, А. П., Пол, Массачусетс, Кеннон, PR, Самосвал, SP (2006). Дивлення та афективне судження про об’єкти: Мені подобається те, на що ти дивишся. Psychonomic Bulletin and Review, 13(6), 1061–6.

Бейліс, А. П., Фрішен, А., Фенске, М. Дж., Тіппер, С. П. (2007). Афективні оцінки об'єктів залежать від спостережуваного напрямку погляду та емоційного виразу. Пізнання, 104 (3), 644–53.

Becchio, C., Bertone, C., Castiello, U. (2008). Як погляд інших впливає на обробку предмета. Тенденції в когнітивних науках, 12(7),254–8.

Богельс, С., Барр, Ді-Джей, Гаррод, С., Кесслер, К. (2015). Розмовна ¨взаємодія в сканері: менталізація під час обробки мови, як виявлено MEG. Кора головного мозку, 25 (9), 3219–34.

Бомбарі, Д., Шмід Маст, М., Канадас, Е., Бахманн, М. (2015). Вивчення соціальних взаємодій за допомогою технології занурення в віртуальне середовище: переваги, підводні камені та майбутні виклики. Frontiersin Psychology, 6 (червень), 1–11.

Брукс, Дж., Уорбертон, М., Алгадієр, М., Мон-Вільямс, М., Муштак, Ф. (2020). Вивчення поведінки людини з віртуальною реальністю: основа експерименту єдності. Методи дослідження поведінки, 52 (2), 455–63.

Cavanagh, JF, Frank, MJ (2014). Фронтальна тета - це механізм ефективного та ефективного контролю. Тенденції в когнітивних науках, 18(8),414–21.

For more information:1950477648nn@gmail.com