P3b

P3b
서로 다른 건강한 피험자의 P300 반응은 투톤 청각 홀수볼 패러다임이다. 그림에는 홀수볼(빨간색) 및 표준(파란색) 시행에 대한 평균 반응과 그 차이(검은색)가 표시된다. 압축 메모리 상태에 대한 프로브로서의 서프라이즈 응답.[1] 이러한 예는 여러 피사체에 걸쳐 진폭, 지연 시간 및 파형 형태의 유의미한 개별 변동성을 보여준다.

P3b는 인간의 뇌 전기적 활동 기록에서 관찰할 수 있는 이벤트 관련 전위(ERP) 성분인 P300의 하위 성분이다. P3b는 과제와[2] 개별 주체 응답에 따라 250~500ms 이상의 대기 시간(부작용과 반응 사이의 지연)이 다르지만(일반적으로 귀 뒤의 기준이나 그러한 기준 두 개의 평균에 상대적인) 양진폭이다.[1] 진폭은 일반적으로 두피에서 두피 이상의 뇌 부위에서 가장 높다.[2]

P3b는 수십 년 동안 인지 과정을 연구하는데 사용되는 중요한 도구였다. 좀 더 구체적으로 말하면, 이 ERP 구성요소는 정보처리에 관한 인지심리 연구에 핵심적인 역할을 해왔다. 일반적으로 말해서, 일어날 가능성이 없는 사건은 P3b를 유도할 것이고, 사건이 일어날 가능성이 낮을수록 P3b는 더 커진다.[3] 단, P3b를 유도하기 위해서는, 실현 가능성이 없는 사건은 어떤 식으로든 당면한 과제와 관련되어야 한다(예를 들어, 실현 가능성이 희박한 사건은, 피험자가 버튼을 눌러 응답할 수 있는, 일련의 문자에서 드물게 대상 문자가 될 수 있다). 또한 P3b는 인지 작업량에 대한 작업이 얼마나 까다로운지를 측정하는 데 사용될 수 있다.[3]

역사

P3b에 대한 초기 관찰은 1960년대 중반에 보고되었다. 1964년에 채프먼과 브래든을 연구했다.[4] 시각 자극에 대한 ERP 반응은 자극이 의미를 갖는지에 따라 다르다는 것을 발견했다. 그들은 실험 대상자들에게 두 가지 종류의 시각적 자극, 즉 빛의 숫자와 섬광을 보여주었다. 피실험자들은 이 자극들을 순서대로 하나씩 보았다. 두 숫자마다 피험자는 두 숫자 중 어떤 숫자가 수적으로 작거나 큰지, 순서에서 1등인지 2등인지, 또는 같은지 등 간단한 결정을 하도록 했다. 채프먼과 브래든은 이러한 자극(즉, ERP)에 대한 발생 잠재력을 검사할 때 숫자와 섬광 모두 예상 감각 반응(예: 시각적 N1 성분)을 도출했으며, 이러한 반응의 진폭이 자극의 강도에 따라 예상된 방식으로 변화한다는 것을 발견했다. 그들은 또한 이 숫자에 대한 ERP의 반응들이, 조명 점멸에 대한 것이 아니라, 자극이 나타난 후 약 300ms에 정점을 찍은 큰 긍정이 포함되어 있다는 것을 발견했다.[4] 그들은 또한 이 긍정의 진폭은 자극의 강도에 영향을 받지 않는다는 점에 주목했다. 채프먼과 브래든은 P300 응답으로 알려지게 된 숫자에 대한 이러한 차등적인 반응은 참가자들에게 요구된 과제를 바탕으로 그 숫자가 의미 있는 숫자였기 때문이라고 추측했다.

1965년, 서튼과 동료들은 이 늦은 긍정을 더 탐구한 두 실험의 결과를 발표했다. 그들은 실험 대상자들에게 다음과 같은 자극이 클릭인지 플래쉬인지 또는 다음 자극이 클릭인지 플래쉬인지 추측하도록 요구하는 큐를 제시하였다. 그들은 피실험자들이 다음과 같은 자극이 무엇일지 추측하도록 요구되었을 때, 자극이 무엇일지를 알았을 때보다 "늦은 양성 복합체"[5]의 진폭이 더 크다는 것을 발견했다. 두 번째 실험에서,[5] 그들은 두 가지 유형의 큐를 제시했다. 한번은 다음과 같은 자극이 클릭일 확률이 2/3이고, 다음 자극이 섬광일 확률이 3/1이었다. 두 번째 큐 타입은 첫 번째 큐의 역행 확률이었다. 그들은 양성 콤플렉스의 진폭이 덜 일어날 가능성이 있는 자극에 반응하여 더 크거나, 또는 나타날 가능성이 3분의 1밖에 없는 자극에 반응하여 더 크다는 것을 발견했다. 이러한 연구에서 또 다른 중요한 발견은 이 늦은 양성 복합체가 클릭과 섬광 모두에 대해 관찰되었다는 것으로, 자극의 물리적 유형(청각 또는 시각적)은 중요하지 않았음을 나타낸다.[5]

1967년에 발표된 이후 연구에서 서튼과 동료들은 피실험자들에게 한 번의 클릭이나 두 번의 클릭 소리를 들을 수 있을지를 추측하게 했다.[6] 그들은 두 번째 클릭이 발생한 후 또는 한 번의 클릭이 발생한 후 약 300ms의 긍정을 관찰했다. 그들은 또한 피실험자들에게 클릭 간격이 얼마나 길지 추측하게 했고, 두 번째 클릭 이후 300ms 후에 후기 긍정성이 발생했다.[6] 이것은 두 가지 중요한 발견을 보여준다: 첫째, 클릭 유형에 대한 불확실성이 해소되었을 때 이 늦은 긍정이 발생했다는 것과 둘째, 과제와 관련이 있을 때 자극의 부재가 후자의 양성 콤플렉스를 이끌어낼 것이라는 것이다. 이러한 초기 연구들은 인지 연구를 위한 ERP 방법의 사용을 장려했고, 그 후 수십 년 동안 P3b에 대한 광범위한 연구를 위한 기초를 제공했다.[7]

이 ERP 구성요소의 최초 발견 이후, 연구는 P300이 단일현상이 아니라는 것을 보여주었다. 오히려 우리는 P300의 두 하위 구성 요소인 참신함 P3 또는 P3a와 고전적인 P3 또는 P3b를 구별할 수 있다.[8] 이 기사는 P3b에 초점을 맞추고 있다.

구성요소 특성

두팔 참조를 사용한다고 가정하면(즉, 코끝이나 턱과 같은 머리 어딘가에 위치한 기준 전극) P3b는 양성으로 진행되며, 최대 진폭에서 대기 시간은 보통 단순한 감각 자극에 약 300ms이다.[5] 진폭은 특정 시간대에 ERP 파형의 평균 전치 기준 전압과 최대치(이 경우 양진) 피크 전압 간의 차이로 정의되었다.[2] P3b 진폭은 일반적으로 상대적으로 크지만(10–20 마이크로볼트[9]) 여러 가지 중요한 요인의 함수로써 체계적으로 변화한다(기능적 유의성: 진폭에 영향을 미치는 요인). 지연 시간은 자극(또는 원하는 측정 지점이 무엇이든)이 시작된 후 최대 진폭 지점까지의 시간으로 정의되었다.[2] P3b의 지연 시간은 대개 약 300ms이지만, 이는 작업 조건 및 대상자의[10] 나이와 같은 요인에 따라 약 250~500ms(또는 그 이후)의 시간 범위 내에서 달라질 수 있다(기능적 유의성: 요인은 지연 시간에 영향을 미친다.

P3b의 두피 분포는 일반적으로 두정 부위에 비해 크다.[2] 그러나, 연구자들은 연결-이어로브 참조와 홀수볼 과제(아래 설명)가 있는 15전극 설정을 사용하여, 긍정성이 전두엽에서 두정엽 사이트로 이동하며, 암컷이 수컷보다 더 많이 증가한다는 사실도 밝혀냈다.[11] 왼쪽 돛대형 기준과 홀수볼 과제를 가진 국제 10-20 시스템을 사용하는 다른 연구는 나이가 들수록 P3b의 분포가 더 전면적으로 이동하는 경향이 있다는 것을 보여주었다.[10] 따라서 정확한 분포는 대상자의 성별과 연령뿐만 아니라 직무에 따라 달라질 수 있다.

주요 패러다임

P3b는 다양한 실험 맥락에서 관찰할 수 있다. 가장 일반적인 패러다임은 P3b를 유도하는 방법으로 드물게 직무 관련 자극을 제시하거나 동시에 두 가지 과제를 채택하여 인지 작업량의 측정으로 P3b를 사용할 것이다. 물론, 참가자들과 충동을 평가에 참석하기 위해서 교육을 받습니다 어떤 실험적인 패러다임, 선택적 주의 작업 명확히 기억 작업 및 시각적 검색 작업(이 성분을 이끌어 내는 데 사용되었다 실험적인 패러다임,에 대한 철저한 리뷰들을 콕, 2001[12]과 Verleger,을 포함한 P3b 부품을 이끌어 내야 한다. 1997[13]).

오드볼 패러다임

2개의 고전적 패러다임은 2-stimulus oldball 과업과 3-stimulus oldball 과업이며, 그 후자는 P3b와 P3a 모두를 검사하는 데 사용된다.[11] 고전적인 2차원 홀수볼 과제에서는 일련의 시각적 자극이 제시된다. 예를 들어, 피실험자들은 한 번에 하나씩 제시된 일련의 글자를 볼 수 있다. 문자 T와 같은 덜 빈번한 "표적" 또는 "이상한" 자극은 문자 S와 같은 더 빈번한 "표준" 자극과 함께 제시된다. 피험자는 일반적으로 대상자에게만 (버튼 누름 등) 어떤 방식으로만 대응하고, 표준은 무시하라는 지시를 받는다. P3b는 일반적으로 표적(오드볼) 자극의 각 표시 후 약 300ms 후에 관찰된다.[2]

3점 홀수볼 과제는 표적과 기준 외에 문자 "D"와 같은 간헐적이고 일탈적인 자극이 나타나는 것을 제외하면 2점 홀수볼 과제와 정확히 같다. 이것들은 흔히 일탈 표준으로 알려져 있는데, 이는 업무의 대상이 아니라 일반 표준과 다르기 때문이다. P3b는 직무 관련 자극이나 적극적으로 검색되고 있는 대상(이 예에서는 문자 T)에만 반응하는 것으로 나타났다. 따라서 일탈 표준 "D"는 과제와 관련이 없기 때문에 강력한 P3b를 이끌어내지 못할 것이다. 그러나, 이탈 표준은 여전히 P3a로 알려진 전면 부위보다 높은 초기 양성 진행 잠재력을 이끌어낼 것이다. P3b와는 달리 P3a는 반복적인 프리젠테이션을 통해 습관화된다.[2]

이중 작업 패러다임

P3b를 연구하는 데 사용되는 또 다른 패러다임은 이중 작업 패러다임이다. 이중 작업 패러다임에는 여러 가지 변형이 있으며, 인지 작업량을 연구하는 데 사용될 수 있다(Kok, 2001[12] 참조). 워크로드는 특정 작업에 필요한 처리 리소스의 양으로 정의할 수 있다. 듀얼 태스크 패러다임에서 참가자에게는 1차 태스크와 2차 태스크의 2가지 동시에 수행해야 하는 과제가 주어진다. 1차 과제는 거의 모든 유형이 될 수 있지만, 2차 과제는 전통적인 P300 패러다임(예: 홀수볼 과제)을 포함해야 한다. 이러한 과제를 동시에 수행할 때 1차 과제에서 일부 자극 평가 자원이 필요할 경우 2차 과제에 대응하여 P3b 진폭이 감소할 것으로 예상한다. 또한, 이러한 감소의 정도는 주요 업무와 관련된 업무량의 양을 반영하는 것으로 추정된다. 사실 1차 과업과 2차 과업에서 도출한 P3b 응답의 진폭 사이에는 각각 상호관계가 있어야 한다. 1차 과제가 더 쉬우면(즉, 자극 평가 자원을 덜 필요로 하는 경우), 참가자는 2차 과제에 투입할 자원이 더 많이 남는다. 반대로 1차 과제가 더 어려워지면(즉, 더 많은 자극 평가 자원을 필요로 하는 경우), 참가자는 2차 과제에 쏟을 자원이 더 적다.

예를 들어, 피험자는 조이스틱으로 화면의 시각적 물체를 추적하는 것과 같은 1차 과제를 청각 흐름에서 정신적으로 홀수볼을 계산하는 2차 과제와 동시에 수행할 수 있다. 1차 과제의 난이도는 대개 다양한 방법으로 조작되며, 이러한 조작이 2차 과제에 대한 P3b 응답에 미치는 영향을 조사한다. 예를 들어, 한 조건에서 피험자는 물체의 1차원 이동(위아래만)을 추적할 수 있으며, 더 어려운 조건에서는 2차원 이동(컴퓨터 화면의 모든 방향)을 추적해야 할 수 있다.[14] 이와 같은 모터 조작은 일반적으로 보조 과제에 대한 반응 시간에 영향을 미치지만 P3b 응답에는 영향을 미치지 않는다. 그러나 예를 들어 화면에 대상을 추가하거나 화면의 한 부분에 선택적으로만 피사체를 참여시키는 등 1차 과제 중 작업 메모리나 기타 인지 자원에 대한 수요를 증가시키면 2차 과제에서 홀수볼에 대응하는 P3b의 진폭이 줄어들게 된다. 감소하는 양은 1차 과제에서 얼마나 많은 작업 메모리 또는 자극 평가 자원을 사용하고 있는지를 측정하는 척도가 될 수 있다.[12]

이중 작업 패러다임의 또 다른 변화에서는 피험자에게 한 번에 하나씩 제시되는 항목들의 시각적 흐름이 제시된다. 이 스트림에는 두 개의 대상이 있는데, 각각 별도의 대응이 필요하다. 두 대상을 구분하는 시간이나 항목이 달라지며, 두 번째 항목에 대응하는 P3b의 진폭을 조사한다. 두 번째 대상에 대한 P3b 응답의 감소된 진폭은 첫 번째 대상이 더 많은 처리 또는 작동 메모리 리소스를 필요로 할 때 예상될 수 있다.[15]

기능적 중요성: 진폭에 영향을 미치는 요인

인지 변수

홀수볼 자극의 전지구적 확률 함수로서의 P300 반응. 압축 메모리 상태에 대한 프로브로서의 서프라이즈 응답.[1] ERP는 홀수볼 자극에 대한 P300 반응 크기가 더 크고, 전지구적 홀수볼 확률이 감소함에 따라 표준 자극에 대한 P300 반응이 더 낮다는 것을 보여준다.
국소 자극 확률의 함수로서 P300 반응. 압축 메모리 상태에 대한 프로브로서의 서프라이즈 응답.[1] 홀수볼과 표준 시험 모두에 대한 P300 응답 크기가 클수록 이전 순서에서 반대 자극의 국소 확률이 높다.

돈친은 사건 발생 가능성이 낮을수록 P3b 진폭은 더 커질 것이라고 말했다.[3] 에는 확률의P3b 진폭:세계적인 확률, 즉 어떻게 빈번한 대상을 기준( 때 목표는 자극의 10퍼센트를 차지한다 예를 들어, P3b 진폭 때 목표는 자극의 20퍼센트를 차지하고 합보다 더 크다)의 번호에 대등에 어떤 영향을 미칠 수 있는 몇가지 형식이 있다.[16]지역 확률 또는 월 안에 개연성이 높아졌다.e 이벤트의 특정 순서(예: 대상이 표준을 따르는지 또는 다른 목표를 따르는지 여부),[16] 시간적 확률 또는 1분 기간 내에 얼마나 자주 대상이 발생하는지(표준이 존재하는지 여부)[17]

현재 퀸즈 칼리지의 교수인 레이 "스킵" 존슨 주니어는 1986년에 P300 진폭의 3극 모델을 출판했다.[18] 본 논문에서 명시적으로 P3b를 언급하지는 않지만 그의 논의는 대부분 P3b를 언급하고 있다. 그는 진폭에 영향을 미치는 세 가지, 즉 주관적 확률, 자극 의미, 정보 전달을 제시했다. 그는 P300 진폭 = f[T x (1/P + M)], 여기서 P는 주관적 확률, M은 자극 의미, T는 정보 전달이라는 공식으로 자신의 견해를 정리했다.[18] 그는 자극이 과제에 얼마나 관련성이 있는가에 대한 인간 판단의 추가된 요소와 함께 주관적 확률을 객관적 확률로 설명하고, P300 진폭은 자극에 의해 감소되는 불확실성의 양과 직접 관련이 있다고 언급한다. P300과 주관적 확률 사이의 밀접하게 관련된 의존성은 P300 응답 규모의 단일 시험 변동성을 설명하기 위해 자극 확률을 흐릿하고 압축적으로 표현한 Levi-Aharoni [1]외 연구진에 의해 나타났다. 그러나 P300 진폭은 확률의 변화가 없을 때 변할 수 있다는 사실도 밝혀졌다. 따라서 자극의 의미는 확률과 관련이 없는 자극의 처리를 설명하는 변수를 가리킨다. (채프먼과 브래든은 그들의 실험에서 의미가 있는 자극만이 후자의 긍정을 이끌어 낸다는 것을 발견했다는 것을 상기하라.)[4] 자극의 의미는 조작할 수 있는 세 가지 독립 변수, 즉 과제 복잡성(과제의 복잡성, 또는 한 번에 얼마나 많은 과제를 수행해야 하는지), 자극 복잡성(지각적 요구, 또는 얼마나 많은 관련 특성을 처리해야 하는지)과 자극 값(의미)을 포함한다.ace 또는 예를 들어 통화 값: 값이 클수록 P300 진폭). 정보 전달은 원래 자극이 얼마나 많은 정보를 포함했는지와 비교하여 개인이 받은 자극 정보의 비율이다.[18] 정보전송의 외적·내적 조작이 있다. 예를 들어 자극이 구별하거나 인지하기 더 어렵기 때문에 외부적인 이유로 많은 정보가 손실될 때, P300 진폭은 더 낮다. 내부 조작은 자극에 대해 얼마나 많은 주의 주체가 요구되거나 허용되는지의 변형이다. P3b는 주의를 요하며 주의를 유지하는 난이도를 증가시키면 그에 따라 P3b 진폭이 감소한다. 요약하면, Johnson은 많은 수준의 확률, 과제에 대한 자극의 관련성, 그리고 자극이 전송하는 정보가 모두 P3b 진폭을 결정할 변수라고 설명한다.[18]

보다 최근에 앨버트 콕은 인지 작업량에 관한 문헌을 검토했고, P3b 진폭은 인지능력에 대한 수요에 따라 결정된다고 결론지었다.[12] 위에서 설명한 것과 같은 이중 작업 패러다임에서 피험자는 1차 및 2차 작업을 수행해야 한다. 1차 과제가 더 지각적으로 그리고 인지적으로 요구될 때, 2차 과제에서 홀수볼에 반응하는 P3b 진폭은 감소한다. 콕은 또한 어떤 과제에 할당된 주의의 양, 과제에 대한 자극의 관련성, 그리고 자극의 확률은 모두 P3b 진폭이 무엇일지 결정하는 데 도움이 될 것이라고 말하면서 존슨 이론의 측면을 지지한다.[12]

존슨과 콕의 모델과 일관되게 P300 응답 규모 모델은 정보 병목현상 프레임워크와 루빈 외 연구진의 예측 오류 모델에 기초하여 [1]레비 아하로니, 슈리키, 티시비가 제안하였다.[20] 그들의 결과는 P300 응답 규모의 단일 시험 변동성은 과제에 할당된 메모리 용량과 다가올 자극을 예측하기 위한 선행 자극의 관련 특징에 따라 압축된 확률 표현으로 구성되는 주관적인 놀라움으로 설명될 수 있다는 것을 보여준다. 이 모델에 따르면, 할당된 메모리 용량이 클수록, 자극 표현은 정확하고, 응답 편차가 클수록 깜짝 반응을 이끌어낼 것으로 예상된다. 또한 이러한 의존성에 기초하여 그들은 개별적인 최근의 메모리 용량의 추정치를 얻기 위해 개별적인 P300 응답을 활용하는 방법을 제안했다.

성별, 학습 및 비대칭

다른 변수들이 P3b 진폭에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다. 홀수볼 과제를 이용한 일부 연구에서는 암컷이 수컷보다 P3b 진폭이 크고, 진폭이 전면에서 두정 영역으로 더 많이 이동하는 것으로 나타났다.[11] 다른 연구는 주제 영역에서의 학습이 그 영역과 관련된 과제의 P3b 진폭에 영향을 줄 수 있다는 것을 발견했다. 한 연구는 한 무리의 개인들을 취했고, 그들 중 몇몇은 표준 음악적 화음 진행법을 훈련시켰고, 다른 몇몇은 훈련받지 않은 채로 있었다.[21] 그리고 나서 모든 사람들에게 위반사항이 포함된 코드 순서가 주어졌다. 연구원들은 사전 훈련을 받은 사람들이 음악 시퀀스의 조화로운 위반에 반응하여 P3b 진폭이 더 크다는 것을 발견했다. 이는 아마도 훈련을 받은 사람들이 조화학을 지배하는 규칙에 대한 경험이 더 많았기 때문에 화음 진행에 대한 기대치가 더 크고 일탈에 더 민감하기 때문일 것이다.[21] 또한 모든 피험자에서 P3b 진폭이 두피 위에 비대칭적으로 분포한다는 것을 암시하는 일부 증거가 있다. P3b 진폭은 구조적인 원인(두골 두께나 두개골 불규칙성 등)에 의한 것인지 인지적인 원인에 의한 것인지에 대해서는 약간의 논란이 있지만, P3b 진폭이 좌뇌보다 체계적으로 크다는 연구결과가 있다.[22]

임상 변수

P3b 진폭과 관련하여 연령, 질병, 정신질환, 물질 사용 등 여러 임상 변수가 연구되었다. 이러한 연구들 중 많은 수가 명시적으로 P3b를 언급하지는 않지만, 대부분의 경우 홀수볼 과제를 사용하므로 P3b를 도출했을 가능성이 높다. 앞에서 지적한 바와 같이 P3b의 진폭의 지형은 나이가 들면서 전방으로 더 많이 이동하는 경향이 있지만,[10] 이들 정면 영역의 진폭은 연령에 영향을 받지 않는 것 같다.[23] 청각적 홀수볼 과제를 사용한 또 다른 연구에서는 P300 진폭이 건강한 대조군과 비교했을 때 가벼운 파킨슨 병을 앓고 있는 비치료 개인에서 확대되었다는 것을 보여주었다. 같은 연구에서는 파킨슨병을 앓고 있는 노년층과 젊은 층의 개인들도 이용했으며, 나이 자체는 진폭에 영향을 미치지 않는다는 것을 알아냈다.[24] 다른 연구들은 정신분열증을 가진 개인이 P3b 진폭에서 현저한 감소를 가지고 있다는 것을 보여주었고, 이는 작동 메모리나 다른 처리 과정의 장애를 암시한다.[25] 물질 사용도 P3b에 영향을 미치는 것으로 나타났다. 일부 연구는 알코올 중독자가 청각적 홀수볼 작업에 반응하여 P300 진폭이 더 크지만 알코올 중독자의 친척이 많은 알코올 중독자는 제어 장치에 비해 P300 진폭이 더 낮다는 것을 보여준다.[26] 다른 물질 사용 장애와 관련 정신 질환이 종종 물질 사용이 시작되기 전에 동일한 감소를 보인다는 점에서, 알코올 중독 가족력이 있는 사람들에게 P3b 진폭이 더 약해지는 경향은 더 일반적일 수 있다.[27] 이러한 P3b 진폭의 특별한 감소는 물질 사용 문제를 발생시키기 쉬운 사람들의 뇌의 약한 신경 조절 요인 때문일 수 있다.[28] P300 진폭도 약리학적 개입에 민감한 것으로 보인다. 12명의 건강한 피험자에게 로라제팜(불안, 때로는 우울증을 치료하는 데 쓰이는 벤조디아제핀 약)을 주고 홀수볼 과제를 수행하도록 요청했을 때 이들의 P300 진폭은 줄어들었다.[29] 이러한 연구 등은 인지(연령, 질병, 정신질환, 물질 사용 등)에 영향을 미치는 경향이 있는 조건이 P3b의 진폭이나 그 분포에 영향을 미친다는 것을 보여 주었다.

기능적 중요성: 지연 시간에 영향을 미치는 요인

P3b 성분이 불확실성 분해능을 반영한다는 관점에 따라 ERP(즉, 그 지연시간)에 이 성분이 나타나기 시작하는 시간(즉, 그 지연시간)이 불확실성이 해소되는 시간에 해당한다는 것을 시사하는 증거가 있다. 예를 들어,[6] 서튼 외 연구진(1967)은 불확실성이 해소될 수 있을 때 조작하는 연구를 수행했다. 좀 더 구체적으로, 참가자들에게 강도에 따라 달라지는 한 번의 클릭 또는 두 번의 클릭(오디오)이 제공되었다. 한 가지 조건으로 참가자들에게 들은 클릭 횟수를 보고하도록 했다. 더블클릭이 발생했을 때 P3b 응답은 두 번째 클릭 후 약 300ms 후에 발생했다. 더 중요한 것은 클릭 한 번만 제시했을 때 P3b 응답 시간이 거의 동일해 두 번째 클릭이 발생했을 수 있는 시점을 기준으로 이 구성 요소가 생성됐음을 시사한다. 실제로 두 번의 클릭 사이의 지속시간이 조작되었을 때, P3b의 시작은 그들 사이의 정확한 시간만큼 지연되었다(예를 들어, 첫 번째 클릭 이후 500 ms를 제시했을 때, P3b 응답은 800 ms에서 일어났다). 이와는 대조적으로, 참가자들에게 클릭의 강도를 바탕으로 응답하라는 지시를 받았을 때, P3b 응답은 항상 첫 번째 클릭 후 약 300ms 후에 일어났다. 아마도 참가자들은 첫 번째 클릭을 기준으로 클릭 강도를 결정할 수 있었고, 따라서 첫 번째 클릭은 그들의 불확실성을 해소했다.

실제로 P3b 구성요소의 지연 시간이 불확실성 해결 시점을 반영한다면, 이 구성요소의 지연 시간이 평가 또는 분류의 어려움과 밀접하게 관련될 것으로 예상할 수 있다. 사실, 이제 이 주장을 뒷받침할 충분한 증거가 있다. 예를 들어,[30] McCarthy & Donchin(1981)은 참가자들에게 3 x 3 매트릭스를 제시했는데, 각 매트릭스에는 'LEFT'라는 단어 또는 'RIGHT'라는 단어가 포함되어 있었다. 그들의 임무는 매트릭스에서 방향어를 찾았을 때 응답하는 것이었고, 그 단어의 정체성은 그들이 어떤 종류의 응답을 해야 하는지를 결정하게 되었다. 매카시와 돈친은 나머지 항목이 무작위 문자일 때와 비교했을 때, 매트릭스의 나머지 항목이 숫자 기호(#)일 때 P3b 성분이 상당히 일찍 발생했다는 것을 발견했다. 본질적으로 무작위 글자는 '소음' 역할을 해 참가자들이 목표 단어를 파악하는 데 시간이 더 걸렸다. 이와 같은 동일한 선에서 관련된 평가나 분류의 어려움에 영향을 미치는 것으로 생각되는 몇 가지 다른 작업 조작이 P3b 지연 시간에 영향을 미치는 것으로 밝혀졌다(예: 자극의 물리적 강도를 감소시킨다; 검토는 Verleger, 1997년[13] 참조). 집합적으로, 이러한 결과는 P3b 지연 시간이 참가자들이 문제의 자극을 평가하거나 분류하는 데 걸리는 시간을 반영한다는 것을 시사한다.

정신 사건의 지속시간 및/또는 타이밍을 연구하기 위해 인지 심리학에서 오랫동안 수행 지수(응답 시간 등)가 사용되어 왔기 때문에, P3b 지연 시간이 이러한 동일한 과정에 대해 단순히 비교 가능한 신경 지수를 제공하는 것이 아닌가 하는 의문이 제기될 수 있다. 연구 결과 P3b 지연 시간은 참가자가 응답의 정확성을 우선시하도록 지시 받았을 때의 응답 시간과 높은 상관관계를 갖지만, 참가자가 응답 속도를 우선시하도록 지시 받았을 때의 응답 시간과 큰 상관관계가 없는 것으로 나타났다.[31] 이러한 결과 패턴은 P3b 1차 결과가 자극 평가 과정을 반영한다는 것을 시사하는 반면, 반응 시간은 자극 평가와 반응 선택을 모두 반영하는 것으로 생각된다(그러나 이러한 주장에 대한 비판은 Verleger, 1997[13] 참조). 구체적으로는 참가자에게 속도(즉, 가능한 한 빨리 대응하도록)의 우선순위를 정하도록 지시했을 때, 자극 평가가 완료되기 전에 대응할 수 있다(이러한 조건 하에서 참가자가 더 많은 오류를 범하는 경향이 있다는 사실과 일치한다). 이러한 결론에 대한 추가 지원은 P3b 지연 시간이 반응 선택 프로세스에 영향을 미치는 것으로 생각되는 실험 조작(예: 자극-반응 호환성)에 의해 영향을 받지 않는 반면 반응 시간은 (예: McCarthy & Donchin, 1981년[30])이라는 발견에서 나온다. 이 결론의 중요한 함축은 P3b 구성요소가 많은 대중적인 인지 패러다임에서 "간섭의 한계"를 식별하는 데 사용될 수 있다는 것이다. 예를 들어,[15] 행운(1998)은 심리적 내화 기간(PRP) 동안 P3b 지연 시간이 약간만 지연된다는 것을 발견했으며, 이 패러다임의 응답 시간 간섭은 주로 응답 선택 지연을 반영한다는 것을 시사했다.

P3b 반응의 지연 시간에 영향을 미치는 것으로 밝혀진 다른 요인으로는 심장 박동수와 카페인 섭취와 같은 생리학적 흥분과 관련된 요소뿐만 아니라 나이와 개인들이 주의력을 얼마나 빨리 배분할 수 있는지에 대한 차이와 같은 인지능력과 관련된 요소들이 있다.[9][2]

이론

P3b가 어떤 인지 과정을 반영하는지 여러 이론이 제시되어 왔다. 돈친은[3] "컨텍스트 업데이트 모델"을 제안했다. 이 모델은 뇌가 환경과 그것이 경험하려고 하는 것에 대한 가설을 끊임없이 그리고 자동으로 만들어 낸다고 주장한다. P3b를 포함한 P300 파동은 뇌가 이러한 가설을 바꾸거나 세계의 정신적 모델을 갱신할 필요가 있다는 것을 나타내는 정보를 수신할 때 발생한다. 즉, P300은 뇌가 작동 기억을 갱신할 필요가 있다는 것을 나타내는 충분한 정보가 있을 때마다 도출된다.[3] '컨텍스트 갱신' 계정은 기존 연구에서 잘 뒷받침되고 있지만, 몇 가지 대안 이론이 제시되었다. 예를 들어, Verleger와 동료(2005)[32]는 P3b 구성요소가 지각 분석과 반응 개시 사이를 중재하는 프로세스를 반영할 것을 제안하였다. 좀 더 구체적으로 말하면, 이 과정은 자극의 분류를 적절하게 행동으로 옮겼는지 여부를 감시할 책임이 있는 인지 메커니즘에서 나온다.[32] 이 이론은 P3b 구성요소가 인식에 관여하는 과정을 반영하지만 대응 개시 과정은 반영하지 않는다는 널리 알려진 관점에 대한 직접적인 도전을 구성한다(Verleger, 1997[13] 참조).

Kok이[12] 제안한 또 다른 이론은 P3b가 사건 분류에 관련된 메커니즘 또는 외부 자극이 특정 범주나 자극의 내부 표현과 일치하는지 또는 일치하지 않는지에 대한 결정을 유도하는 과정을 반영한다고 제안했다. 분류에는 주의력, 지각, 작업기억 등의 과정이 필요하며, 이 모든 과정이 P3b 진폭에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다(위에서 검토한 바와 같이). 따라서 이 모델은 P3b에 대한 연구 결과를 통합한다. 콕은 또 다른 '템플릿 매칭 모델'에 대해서도 논하는데, 피험자는 대상을 감지해 자극의 표현이나 '템플릿'을 만들어내야 하며, P3b는 제시된 자극에 의해 템플릿이 일치할 때 가장 강하다. 템플릿 일치 모델은 이벤트 분류 모델과 유사하며, P3b는 인식 메모리의 기초가 되는 프로세스(작업 메모리가 필요할 수도 있음)[12]를 반영한다고 제안한다. 이벤트 범주화 모델은 Verleger가 제안한 모델과 유사하며, P3는 지각 주기의 "폐쇄" 동안에 생성된다는 것을 암시한다.[12] Verleger 모델의 인지 버전은 자극이 작업 관련 범주에 속한다는 결정이 내려질 때 P3b가 생성된다는 것을 암시한다.[33] Kok이[12] 요약했듯이, P3b는 자극을 식별하고 내부 표현과 일치시키는 데 필요한 프로세스를 통합하는 것으로 보인다.

신경 기원

P3b의 신경생성기는 크게 논의되고 있다. 뇌에 이식된 전극을 사용한 초기 연구는 해마가 P300을 생성할 수 있다는 것을 보여주었다.[33] 그러나 나중에 연구한 결과 해마가 병변 또는 손상된 경우에도 P300은 여전히 생성되며, P300의 진폭이나 지연 시간에서 신뢰할 수 있는 차이가 관찰되지 않는 것으로 나타났다. 후속 연구 결과, 측두엽-정두엽 접합부의 병변이 P300 생산에 크게 영향을 미쳤다는 사실이 밝혀져, 이 영역에 하나 이상의 P3b 발전기가 포함될 수 있음을 알 수 있었다.[33] 이것은 P3b가 전두엽과 측두/두엽 뇌 영역 사이의 어떤 종류의 회로 경로를 나타낼 수 있음을 시사한다.[2] P3b는 주의력 자원 활성화가 일시적 정두 영역에서 작업 기억과 다른 프로세스를 촉진할 때 도출되는 것처럼 보이기 때문에 시간적 정두 발생기는 논리적일 수 있다.[2] 대체 뇌 영상법(예: fMRI, MEG), 뇌내 기록 및 뇌손상 환자를 이용한 연구와 함께 소스 모델링 기법을 활용한 추가 EEG 연구도 P3b 성분이 대뇌피질의 두정엽과 측두엽에서 활성화되는 것에서 비롯된다는 것을 보여주었다.[2] 또한 활성화가 전측 응고 피질과 같은 특정 변연체 구조라는 일부 증거가 P3b 성분에 기여할 수 있다.[12]

어떤 신경전달물질 시스템이 P3b 생성을 담당하는지는 아직 알려지지 않았다. 측두엽 지역은 노레페네페린 입력에 의해 밀집되어 있으며,[2] 로쿠스 코에룰루스 노레피네프린 시스템이 P3b 생성을 담당할 수 있다는 증거가 있다.[2] 이러한 연구들 중 상당수는 동물을 이용해 수행되었기 때문에 P3b 생성을 담당하는 신경전달물질을 결정하기 위해서는 추가적인 연구가 필요하다.

참고 항목

참조

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