視覚記憶における対側遅延活動とアルファ側方化は網膜と画面中心の参照枠を反映する

2024-05-29 Wed
『Contralateral Delay Activity and Alpha Lateralization Reflect Retinotopic and Screen-Centered Reference Frames in Visual Memory』の学術報告序論視覚システムは側方化された方法で組織されており、左視野と右視野は対側の大脳皮質で処理されます。このような組織方法は、知覚だけでなく認知過程にも適用され、特に視覚情報の短期記憶に影響を与えます。視覚短期記憶（VSTM）において、注意が側位位置に集中すると、対側の視覚皮質の活動が主に調節されます。近年の研究では、視覚短期記憶の対象が対側半球に保存されることが示され、複数の研究で保存量の神経指標が主に対側半球に存在することが明らかになっています。しかし、人間の頻繁な眼球運動が記憶対象の位置変動を引き起こし、特に眼球運動後に記憶が初期の網膜位置に基づいているのか、それとも更新された画面位置に基づいているのかはまだ不明です。
出典この研究は、Wanja A. Mössing、Svea C.Y. Schroeder、Anna Lena Biel、およびNiko A. Buschらの学者によって行われました。彼らはそれぞれドイツのミュンスター大学心理学研究所および行動神経科学オットー・クローゼフェルトセンターに所属しています。この論文は2024年の『Progress in Neurobiology』誌に発表され、オープンアクセスの論文です。
研究の流れ研究方法の概要本研究は2つの実験を含み、眼球運動が視覚短期記憶に与える影響をテストすることを目的としています。実験では、参加者はまず目標物体の色を記憶し、その後、保持期に側向掃視を行い、目標物体が網膜上の位置を変えるようにしました。本研究は電生理学的方法を使用し、対側遅延活動（CDA）およびAlpha波動側化効果が掃視前後でどのように変化するかを評価することに焦点を当てています。
実験1参加者：30名の被験者（女性17名、年齢19-35歳）。
流れ：
1. 準備段階：参加者は中央の菱形マークに注視することで実験を開始します。
2. エンコード表示：目標表示が1000ミリ秒間続き、4つの目標物体がランダムな色で表示され、参加者は目標物体のすべての色を記憶するように求められます。
3. プレスキャナ期間：1000ミリ秒間続き、参加者は注視を保持します。
4. スキャナ期間：500ミリ秒以内に側向掃視の指示線が表示され、参加者は迅速に掃視を行います。掃視は1000ミリ秒以内に完了します。
5. ポストスキャナ期間：1000ミリ秒間続き、参加者は新しい位置に注視を維持します。総間隔は3000ミリ秒です。
6. プローブ刺激：プローブ物体が新しい注視位置に出現し、色の変化を特定するタスクを実施します。
データ収集と分析：
EEGを使用して脳電信号を記録し、MATLABを用いてデータを分析・処理します。電波形態とスペクトルを変換し、ICAを使用して小幅の脳電アーチファクトを補正し、側化効果を評価するために左右の半球の違いを計算します。
実験2参加者：35名の被験者（女性27名、年齢18-27歳）。
新規要素：
「記憶なし」コントロール条件を導入し、プローブ刺激が色識別タスクとなります。階段法により色差を調整し、90％の正確率を確保します。追加で視覚短期記憶容量の独立評価を行います。
結果の要約実験1の主な結果行動パフォーマンス：色の変化の正確な特定率は83％で、記憶対象の位置や掃視方向には影響されません。
CDA効果：掃視前では、対側半球のネガティブな活動が増加します。短期間の掃視後のCDA効果はより複雑な方向性を示しますが、依然として初期の網膜位置に維持されています。
Alpha波動側化：初期遅延期間では、記憶関連の対側半球でAlpha波動パワーが低下し、掃視前後の方向がAlpha波動側化に顕著な影響を与えます。
実験2の結果行動パフォーマンス：記憶対象の正確な特定率は76％および75％、記憶なし条件では87％です。記憶用の色の変化は記憶なしコントロール条件よりも顕著に高いです。
CDA効果：実験1の結果が継続され、掃視前後で記憶関連のCDA効果が顕著に表れます。
Alpha波動側化：掃視後の側化方向は明確ですが、記憶条件とは無関係で、期待される空間座標の更新とは異なり、中心位置に偏る傾向があります。
結論と意義本研究は視覚短期記憶のエンコード参照系を明らかにし、掃視後の記憶維持が空間座標参照系ではなく網膜参照系に主に依存することを強調しています。Alpha波動側化は通常、記憶保持に関連していますが、この研究では掃視後のAlpha波動側化が特定の記憶対象の空間更新ではなく、画面中心の注意力の偏向に関連することを示しています。
研究のポイント網膜参照系の継続性：実験では、対側遅延活動が掃視前後で記憶対象の位置に対する網膜参照系への依存を持続することを確認しました。
掃視後のAlpha波動の特異的な表現：この研究は初めて、掃視後のAlpha波動側化が空間参照系の更新ではなく、中心位置の注意力の偏向を反映している可能性があることを指摘しています。
本研究は視覚短期記憶の神経メカニズムに新しい洞察を提供し、特に眼球運動が記憶保持に与える影響について明らかにしており、将来の研究や応用に有益な参考資料を提供しています。