P3a

P3a

P3a 또는 신규 P3은 이벤트 관련 잠재력(ERP)으로 알려진 EEG(시간 잠김) 신호의 구성요소다.[1] P3a는 전두/중앙 전극 부위에서 최대 진폭을 가지며 최대 지연 시간이 250–280 ms 범위에서 감소하는 양성으로 두피 기록 두뇌 전위다. P3a는 주의의 참여(특히 환경변화에 대한 방향과 비자발적인 변화) 및 새로운 것의 처리와 관련된 두뇌 활동과 연관되어 왔다.[2]

역사

1975년에 스퀴어스와 동료들은 P300이 어떤 신경 과정을 반영하는지 둘러싼 몇 가지 의문점들을 해결하기 위해 연구를 수행했다. 당시 여러 연구자들은 P300을 유도하기 위해서는 대상 자극에 대한 적극적인 주의가 필요하다고 제안했는데, 이는 부분적으로 무시된 자극이 P300의 진폭이 작거나 아예 없는 결과를 낳았기 때문이다. 한편, 일부 연구에서는 자극이 관련 없는 것으로 분류되어 다른 과제(예: 책을 읽는 것)를 완성하면서 이를 무시하도록 요구되었을 때에도 피험자는 계속 반복되는 일련의 자극에서 예측할 수 없는 자극에 P300을 보인다는 것을 보여주었다. 적극적으로 주의를 기울이는 조건과 주의를 기울이지 않는 조건에서 P300을 유도할 수 있다는 점이 흥미로웠다. 추가 조사 결과 P300 전위의 두 가지 유형을 비교했을 때, 대기 시간과 두피 지형도가 다르다는 것이 밝혀졌다. 이로 인해 스콰이어스 외 연구진은 집합적으로 P300으로 언급된 두 개의 뚜렷한 정신생리학적 실체가 있음을 암시하게 되었다.[3]

좀 더 구체적으로, 스콰이어스 외 연구진은 다양한 조건을 가진 청각 홀수볼 패러다임에서 EE를 기록했다. 두 종류의 자극은 1.1초 간격으로 발생한 90dB와 70db 톤 버스트였다. 시끄러운 톤은 .9, .5 또는 .1의 확률로 발생했고, 부드러운 톤은 보완적인 확률로 발생하였다. 또한, 피실험자들은 큰 톤의 수를 세거나, 부드러운 톤의 수를 세거나, 톤을 무시하고 조용히 읽으라는 지시 하에 자극의 블록을 완성했다. 따라서 각 지침 집합은 각 확률 조합에서 수행되었다. 스콰이어스 외 연구진은 피실험자들에게 음조를 무시하라고 했을 때 덜 빈번하거나 드문 음조(확률 .1)가 220~280ms 사이에 발생한 양성 진행 잠재력을 이끌어냈다는 사실을 발견했다. 그들은 P3a를 P3a와 구별하기 위해 P3a라고 불렀는데, P3b는 간헐적인 톤이 있을 때 310~380ms에서 발생한 양성 진행 잠재력이었다. 두피 분배를 통해 두 가지 가능성을 구분할 수 있었다. 새롭게 만들어진 "P3a"는 두정맥중선 사이트에서 P3b 피크 진폭이 발생하는 동안 정면중간선 사이트에서 피크 진폭이 발생했다.[3]

구성요소 특성

일반적으로 자극이 드물게 타겟이 아닌 경우 기록된 EEG 파형은 P3a와 관련된 특성을 갖는 반면, 참석한 표적은 P3b를 도출한다. 현재 확장적 연구를 통해, 실험 환경이 다르고 또는 덜 연구된 경우에도 이러한 요소들을 분리할 수 있다. P3a 진폭은 전 세계 많은 ERP 연구소의 표준 전극 배치 시스템인 국제 10-20 시스템의 FCz/Cz와 같이 두피의 전두엽/중앙 부위에서 최대치를 보이는 경향이 있다. P3b 진폭은 일반적으로 Pz와 같은 현장에서 더 크다.[1] 대기 시간은 또 다른 구별되는 특성이다. 많은 것들이 P3b의 지연 시간에 영향을 줄 수 있지만,[2] P3a 지연은 종종 P3b 피크 지연보다 75-100ms 더 일찍, 그리고 약 250-280ms 더 빨리 발생한다.[3] 마지막으로, 두 응답은 서로 다른 기능적 민감성과 연관된 심리적 상관관계를 가지고 있다.

주요 패러다임

3-stimulus 홀수볼 패러다임은 눈에 띄는 P3a를 유도하는 데 사용되는 1차 패러다임 중 하나이다. 그 이름이 암시하듯이 패러다임에는 세 가지 유형의 자극이 있다: 빈번한, 참석한 "표준", 덜 자주적인, 참석한 "대상" 자극, 그리고 세 번째 "이상한" 자극이다. 이 패러다임은 P3b를 유도하는 데 사용되는 홀수볼 과제를 수정한 것이다. 이 과제에서, 비목표적 자극은 직무 관련 대상 자극과 표준 자극의 순서에 따라 분산된다. 이러한 드물게 나타나는 새로운 자극(예를 들어 개 짖는 소리나 색의 형태)이 보다 전형적인 표적과 표준적인 자극(예를 들어 알파벳의 음이나 문자)의 시리즈에 제시될 때, 뇌의 정면과 중심부에 걸쳐서 더 큰 P3a가 청각, 시각, 기면 자극에 반응하여 생성된다.i. 청각, 시각적, 기면적 양식의 일탈 자극은 모두 P3a를 도출하기에 충분하다.[1] 예를 들어 그릴론과 동료들은 대상(악성)이 아닌 희귀한 청각 자극이 대상자의 EEG 활동에 미치는 영향을 시험할 때 이 설계를 사용했다. 그들은 표준 자극으로 1600 Hz 톤을 사용했고 900 Hz 톤은 희귀한 표적 자극을 나타낸다. "노벨" 조건에서는 700Hz에서 보기 드문 비타깃 톤을 추가했다. 그들의 결과에서 그들이 드물게 비표적 톤에 녹음한 P300은 사실 P3a라는 것이 명백했다. 희귀한 비표적 톤은 P300(P3a)이 두피 전방을 향해 더 짧은 대기 시간을 가져, 희귀 표적 자극에 의해 도출된 P300(P3b)에 비해 더 많이 분산되었다.[4]

3가지 자극 홀수볼 패러다임은 자극 양식과 과제에 걸쳐 P3a를 검사할 수 있는 유연한 방법을 제공한다. 야마구치와 나이트는 기계적인 촉각 자극(손가락 두드림)과 손목에 감전(감전)을 이용한 연구를 3-점수 홀수볼 패러다임 내에서 실시했다. 그들은 피실험자들이 P3a를 새로운 공상감각 자극으로 유도할 수 있는지 보는 데 관심이 있었다. 그들은 실험 대상자들이 손목에 2-5번 손가락 두드림과 전기 충격을 받는 디자인을 고안했다. 두 번째 손가락의 탭은 표준(76% 확률), 다섯 번째 손가락의 탭은 표적(12% 프로브)으로 간주되었다. 3번째와 4번째 숫자에 발생한 탭은 '탁구소설' 자극(6% 프로브)으로, 손목의 전기충격은 충격소설(6% 프로브)으로 평가됐다. 그들은 두 가지 유형의 소설 혼수감각 자극이 실제로 대상 자극에 대한 반응보다 더 전면적인 분포를 갖는 P3a를 만들어 낸다는 것을 발견했다. 충격 소설은 또한 P3a 지연 시간을 현저히 단축시키는 결과를 낳았다.[5]

기능 민감도

P3a의 진폭을 결정하는 두 가지 중요한 요인은 거주화와 대상 차별을 포함한다. P3b와 P3a의 한 가지 주요한 차이점은 P3a만이 반복적인 프레젠테이션을 습관화한다는 것이다. 습관화는 이벤트에 대한 메모리 인코딩의 어떤 종류가 생성되었음을 나타내며, 이러한 이유로 이벤트가 반복될 때 더 이상 응답을 생성하지 않는다. 새로운 사건이 경험될 때마다 이전에 만들어진 신경 표현과 비교되며, 충분히 일탈되면 그 과정이 다시 시작된다. 이 사건이 충분히 일탈되지 않으면(즉, 동일하다) 거주화가 발생한다. 새로운 자극의 반복적인 실험에 노출되는 P3a의 빠른 진폭 감소는 P3a가 방향 반응의 전기생리학적 표현이라는 생각을 뒷받침한다(행동에서도 습관화됨).[6] 예를 들어 그릴런과 동료들은 3가지 자극 홀수볼 패러다임을 사용하여 피험자에게 일탈 자극이 일정하고 일탈 자극이 항상 새로운 조건을 제시하였다. 그들의 결과는 새로운 일탈 자극에 반응하여 가장 큰 P3a 진폭을 보여주었다.[4]

P3a 진폭에 영향을 미치는 또 다른 요인은 표적 차별이다. P3a가 비표적 일탈 자극에 의해 도출되지만, 대상 자극의 성격이 P3a 반응에 영향을 미친다는 점이 흥미롭다. P3a의 진폭은 대상 자극과 표준 자극을 구별하는 개인의 능력에 의해 영향을 받을 수 있는 것으로 보인다. 이러한 차별이 용이할 때, 비표적 일탈 자극은 대상 P3b보다 작고 양변 부위에서 가장 큰 P300을 생성한다. 그러나 표적 구분이 어려운 경우 비표적 자극에 대한 P3a는 더 크고 더 짧은 대기 시간으로 앞쪽으로 기울어진다. 즉, "캐논적" P3a 반응이다[2].

P3a가 P3b와 분리되었지만, P3b를 변조하는 인자의 영향을 받을 수 있다. 이러한 요인으로는 자극 확률, 자극 평가 난이도, 자연 상태 변수(순환, 생리 주기 등), 환경적으로 유도된 상태 변수(약물과 운동 등) 등이 있다. 존 폴리치와 앨버트 콕은 이러한 변수들의 많은 부분을 포괄하는 광범위한 리뷰를 작성했다.[7]

이론

P3a는 환경변화에 대한 신기함이나 방향화 및 비자발적인 이동과 연관되어 있다. 일부에서는 P3a와 P3b가 주의와 과제 요구의 함수로 두피 지형에서 변화하는 동일한 ERP 응답의 변형이라고 제안했다.[8] 그러나 다른 경우, 예를 들어 시간-정두 병변을 가진 환자와 시각적 P3a 반응이 없는 환자는 시각적 목표 P3b를 부분적으로 보존한다. 이러한 결과는 P3a 및 P3b 생성 중에 적어도 부분적으로는 오버랩되지 않는 신경회로가 결합될 수 있음을 나타낸다.[5]

P3a의 신경 선원은 전두엽 기능에서 발생하며 전두엽 주의 메커니즘을 수반하는 것으로 가정되어 왔다. 회색 물질의 부피와 P3a 진폭을 관찰하는 자기공명영상(MRI) 연구는 비표적, 깜짝 놀랄만한 자극을 볼 때 더 강한 상관관계를 보여준다.[1] 병변 연구는 전두엽과 측두엽 피질이 청각 P3a 생성에 기여한다는 것을 보여준다.[9][10] P3a는 초점성 해마 병변이 있는 환자들이 새로운 산만함에서 P3a 진폭을 줄였기 때문에 전두엽과 해마의 상호작용을 반영하는 것으로도 추측된다.[8]

참고 항목

참조

  1. ^ a b c d Comerchero, M. D.; Polich, J. (1999). "P3a and P3b from typical auditory and visual stimuli". Clinical Neurophysiology. 110 (1): 24–30. CiteSeerX 10.1.1.576.880. doi:10.1016/S0168-5597(98)00033-1. PMID 10348317.
  2. ^ a b c 폴리치, J. (2003) P3a 및 P3b 개요 J. Polich(Ed.)에서 변경사항 탐지:이벤트 관련 잠재력 및 fMRI 소견(pp. 83-98). 클루워어 학술 출판사: 보스턴.
  3. ^ a b c Squires, N. K.; Squires, K. C.; Hillyard, S. A. (1975). "Two varieties of long-latency positive waves evoked by unpredictable auditory stimuli in man". Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 38 (4): 387–401. CiteSeerX 10.1.1.326.332. doi:10.1016/0013-4694(75)90263-1. PMID 46819.
  4. ^ a b Grillon, C.; Courchesne, E.; Ameli, R.; Elmasian, R.; Braff, D. (1990). "Effects of rare non-target stimuli on brain electrophysiological activity and performance". International Journal of Psychophysiology. 9 (3): 257–267. doi:10.1016/0167-8760(90)90058-L. PMID 2276944.
  5. ^ a b Yamaguchi, S.; Knight, R. T. (1991). "P300 generation by novel somatosensory stimuli". Electroencephalography and Clinical Neurophysiology. 78 (1): 50–55. doi:10.1016/0013-4694(91)90018-Y. PMID 1701715.
  6. ^ Soltana, M., & Knight, R. (2000). "Neural origins of the P300". Critical Reviews in Neurobiology. 14 (3): 199–224. PMID 12645958.{{cite journal}}: CS1 maint : 복수이름 : 작성자 목록(링크)
  7. ^ Polich, J.; Kok, A. (1995). "Cognitive and biological determinants of P300: an integrative review". Biological Psychology. 41 (2): 103–146. doi:10.1016/0301-0511(95)05130-9. PMID 8534788.
  8. ^ a b Polich, J. (2007). "Updating P300: An integrative theory of P3a and P3b". Clinical Neurophysiology. 118 (10): 2128–2148. doi:10.1016/j.clinph.2007.04.019. PMC 2715154. PMID 17573239.
  9. ^ Knight, R. T. (1984). "Decreased response to novel stimuli after prefrontal lesions in man". Electroenceph. Clin. Neurophysiol. 59 (1): 9–20. doi:10.1016/0168-5597(84)90016-9. PMID 6198170.
  10. ^ Knight, R. T.; Scabini, D.; Woods, D. L.; Clayworth, C. C. (1989). "Contributions of temporal-parietal junction to the human auditory P3". Brain Res. 502 (1): 109–116. doi:10.1016/0006-8993(89)90466-6. PMID 2819449.