 |
Automatic and task-related information processing: change detection in task context
|
Help 
Print 
|
Here you can view and search the projects funded by NKFI since 2004
Back »
|
| |
Details of project |
|
|
| Identifier |
119587 |
| Type |
K |
| Principal investigator |
Czigler, István |
| Title in Hungarian |
Automatikus és feladatfüggő információ-feldolgozás: változásdetekció feladathelyzetben |
| Title in English |
Automatic and task-related information processing: change detection in task context |
| Keywords in Hungarian |
percepció, cselekvés, változásdetekció, vizuális, akusztikus, figyelem |
| Keywords in English |
perception, action, change detection, visual, auditory, attention |
| Discipline |
| Psychology (Council of Humanities and Social Sciences) | 100 % | | Ortelius classification: Experimental psychology |
|
| Panel |
Psychology and Education |
| Department or equivalent |
Institute of Cognitive Neuroscience and Psychology (Research Center of Natural Sciences) |
| Participants |
Bodnár, Flóra
Bokk, Orsolya Réka
File, Domonkos
György, Erika
Hajdú, Nándor
Horváth, János György
Kecskés-Kovács, Krisztina
Kojouharova, Petia Steftcheva
Molnár, Márk
Oláh, Adrienn Réka
Petró, Béla
Scheiling, Katalin
Sulykos, István
Varga, Sámuel Zsolt
|
| Starting date |
2016-10-01 |
| Closing date |
2022-09-30 |
| Funding (in million HUF) |
47.781 |
| FTE (full time equivalent) |
23.00 |
| state |
closed project |
Summary in Hungarian A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.
A motivált/akaratlagos viselkedés megvalósításához szükség van arra, hogy a kognitív rendszer korlátozott, perceptuális feldolgozásban és cselekvésszervezésben szerepet játszó kapacitása (i) az adott viselkedésre irányuljanak. Ugyanakkor a hatékony alkalmazkodáshoz szükség van a környezet egyéb változásainak észlelésére, tekintve, hogy ezek akár pillanatnyilag, akár később fontosak lehetnek. Az automatikus változásdetekció folyamatainak feltárása döntő mértékben az agyi eseményhez kötött aktivitás elemzésének köszönhető. Korábbi kutatásaink, előbb a hallásban, majd az utóbbi évtizedben a látásban is feltárták a változásdetekció „primitív intelligenciájának” működését. Célunk, hogy ezen ismertetek birtokában a figyelmi és automatikus rendszerek kölcsönhatásait vizsgáljuk. Az eddigiektől eltérően a kutatást nem korlátozzuk az észlelő rendszerekre, hanem bevonjuk a cselekvéssel kapcsolatos működéseket is, egyetértésben a percepciót és akciót közösen kezelő modellekkel. Vizsgálatainkban az automatikus változásdetekció indexeként elsősorban a vizuális eltérési negativitást és a változást követő agyi elektromos tevékenység frekvenciaváltozásait kívánjuk vizsgálni. A feladathoz kötődő események hatásait az agyi elektromos tevékenység figyelmi komponenseinek és viselkedéses mutatók elemzése révén vizsgáljuk. A kifejlesztett új kísérleti elrendezéseket adaptálva, a megfigyelt jelenségek idegrendszeri hátterét agyi képalkotó (fMRI) eljárások segítségével térképezzük fel, valamint megvizsgáljuk azok életkor-függő változásait is.
Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.
Folyamatos figyelmi működéseket igénylő helyzetekben a teljesítményt befolyásolják a feladathoz nem kapcsolódó külső hatások. Ezek néha javítják, de gyakrabban negatívan befolyásolják a teljesítményt. A vizuális modalitásban kevéssé ismert a feladathoz kapcsolódó és nem kapcsolódó események kölcsönhatása, különös tekintettel a motivált/akaratlagos viselkedést irányító környezeti hatásoknak a „nem figyelt” eseményekre gyakorolt hatásával. A kutatások célja a kölcsönhatások vizsgálata pszichofiziológiai módszerekkel. A környezet szabályosságáról kialakuló reprezentáció és a szabályosságoktól eltérő események regisztrációja megmutatkozik az eseményhez kötött agyi potenciálok elemzésekor, az előbbi mint inger-specifikus adaptáció, az utóbbi mint eltérési negativitás. Ezek az agyi elektromos jelenségek egy nem-tudatos (automatikusan működő) emlékezeti rendszer meglétére utalnak a látás területén. Pályázatunkban a feladathoz kapcsolódó és a feladatokhoz nem kötődő események vizsgálatán túl elemezni kívánjuk a feladatok mozgásos követelményeinek hatását, mivel egyre nyilvánvalóbb, hogy a viselkedés szabályozásában az észlelési és kivitelezési oldal egymástól elválaszthatatlan (együttesen kódolt). Vizsgálataikban elemezni kívánjuk, hogy az automatikus változásdetekció mutatójaként szolgáló agyi elektromos működéseket miként befolyásolja a feladat ingerei és a feladathoz nem kapcsolódó ingerek hasonlósága, továbbá a feladattal kapcsolatos mozgások és a feladathoz nem kapcsolódó ingerek viszonya.
Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!
A releváns és irreleváns események kölcsönhatása várható eredményeinek egyik elméleti megközelítés az „együttes felfigyelés” (contingent capture) elmélet, mely szerint a releváns inger sajátságai serkentik azoknak a sajátságoknak a feldolgozását, melyek megfelelnek a feladat ingerei sajátságainak. A „dimenziósúlyozás” (dimensional-weighting”) elmélet szerint viszont a releváns esemény lefoglalja a feldolgozó modulokat, így a hasonló irreleváns sajátság feldolgozása gátlás alá kerül. (1) Kérdésünk, hogy mikor érvényesül az együttes felfigyelés, és mikor a dimenziósúlyozás elmélet. (2) Mindkét fenti elképzelés elhanyagolja azt a tényt, hogy a feladatmegoldás során különböző cselekvéseket is végzünk. Kérdésünk, hogy a vizuális ingerek és a cselekvés/mozgás sajátságainak összeillése vagy ennek hiánya miként befolyásolja az információfeldolgozást. (3) Kérdésünk, hogy miként befolyásolják feladathoz nem kapcsolódó események a feladattól való figyelmi elterelődést. (4) A hagyományos vizuális kognitív kísérletezésben az ingerek legtöbbször üres ingerek közötti mezőben jelennek meg, azonban az ilyen ingerbemutatás meglehetősen valóságidegen. Módszereinkben a feladat szempontjából releváns és irreleváns objektumok folyamatosan jelen vannak, és a változások ezeken az objektumokon belül jönnek létre.
Csoportunk az elmúlt évtizedben a téma kutatásnak fő iránymutatójává vált, amit számos cikk és összefoglaló tanulmány is igazol. A jelen kutatás várható eredményei olyan elméleti hátteret nyújthatnak a téma kutatásában együttműködő, de számos részkérdésben eltérő nézeteket valló kutatóközösségnek, ami megteremtheti a különböző kutatási irányok integrációját. Jól működő kapcsolatrendszerünk (amit más csoportokkal közös publikációk sora igazol) lehetővé teszik az új eredmények hatékonyan kommunikációját és átadását. A várható eredmények megteremtik annak a lehetőségét, hogy kutatócsoportunk a terület alkalmazásában (betegcsoportok vizsgálata) egészségügyi intézményekkel közösen végezzen kutatásokat.
A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média, illetve az érdeklődők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI Hivatal számára.
Az emberi tevékenység általában ingergazdag környezetben folyik, ahol az célirányos tevékenység szempontjából lényeges környezeti események észlelését számos hatás befolyásolja. E tényezők megismerése fontos a fokozott figyelmet igénylő tevékenységeknél, de jelentős olyan mindennapi tevékenységekben is, mint például az internet használat. Kutatásaink központjában az agyi elektromos tevékenységek elemzése áll (kiegészítve képalkotó eljárásokkal). Módszertanunk kivételes lehetőséget biztosít a feladathoz nem kapcsolódó ingerek feldolgozásának vizsgálatban, mivel viselkedéses mutatók nélkül szolgáltat adatokat a feladathoz nem kötődő (nem figyelt) változásokról. Kutatócsoportunknak a tágabban értelmezett terület kutatásában jelentős tapasztalatai vannak. A hallás területén a feladathoz nem kapcsolódó események hatásának vizsgálatában a pályázat egyes résztvevői számos alapvetőnek tekintett eredményt értek el. A vizuális automatikus feldolgozás területén a kutatás más résztvevőihez úttörő eredmények köthetők. A pályázat a két terület kutatóinak együttműködése. Ugyanakkor tekintettel vagyunk arra, hogy a hallás területéről származó módszerek egyszerű átvétele helyett a látásra jellemző (azaz a valóságos látási feltételekhez közelítő) kutatási módszertant kell alkalmazni.
| Summary Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.
Motivated/voluntary behavior requires the (limited) capacity of cognitive system. This basic principle is relevant in the perception and motor organization domains. At the same time successful adaptation requires continuous registration of environmental events, both the regularities and the potentially important changes, even in case of demanding tasks. Research on brain electric activity provided the most important evidences about the automatic systems capable of dealing with task-unrelated (non-attended) events, initially in the auditory modality, and subsequently in vision research. The aim of this proposal is to disclose the interaction between this “primitive intelligence” and the systems of attentional processing. An important aspect of the project is the involvement of the output (action) processes into our investigations. We share the view that the perceptual and effector activity are intimately connected (common coding principle) and represented. As the index of automatic processes we concentrate on the visual mismatch negativity (vMMN) component of event-related brain potentials, and post-stimulus synchronization / desynchronization. Task-related processes can be investigated via analysis of attentional components of event-related activity and behavioral measures. To investigate the putative involvement of executive processes, brain imaging (fMRI) investigations are planned. Our aim is to construct paradigms relevant in vision (i.e. not only the copies of the auditory research), and to consider the economic validity of the studies
What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.
Performance of demanding tasks are frequently influenced by environmental changes unrelated to the ongoing activity. Sometimes such events facilitate the performance, but usually the effects are inhibitory. In comparison to the auditory modality, in vision little is known about the interaction between the task-related and unrelated (non-attended) processes. Our aim is to investigate the interaction by using psychophysiological methods. Analysis of event-related brain activity is capable to follow the build-up of automatic memory representation and the processes of registration of events violating the regularities. The former is manifested by stimulus specific adaptation; the latter is indicated by the visual mismatch negativity (vMMN) component. Both effects support the view that in vision there is an automatic (non-conscious) memory system. Beyond the interaction between the automatic and attentional input systems, our aim is to investigate the effects of task-related output (movement-related) systems. This is because we suppose that perception and motion are closely connected, forming a common representation system. On this end task-related effect on the vMMN components are the subject of the proposal, varying the features of task-related and unrelated stimulation and motor activity. Investigation of brain structures involved in automatic change detection is also the part of our project, with specific interest in the role of anterior (executive) areas.
What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.
1. One of the explanations of the interaction between task relevant and distracting events is the ‘contingent capture’ theory. According to this approach characteristics of task-relevant stimuli sensitize certain perceptual modules; consequently the effects of irrelevant stimuli sharing the characteristics of the relevant ones become effective distractors. On the contrary, according to the ‘dimensional weighing’ hypothesis, relevant stimuli take over the specific processing modules; consequently irrelevant stimuli sharing the characteristics of the task-relevant ones are less efficient distractors. We want to investigate the specific conditions favoring either the contingent capture or the common capacity account.
2. According to our knowledge no in vision no study investigated the effects of congruity vs. incongruity between task-related actions and task-irrelevant information uptake and vice versa.. Our aim is to investigate such interactions.
3. In the field of distraction effects in vision it is important to set up adequate paradigms. A silent (or quiet) inter-stimulus interval is an economically valid approach the auditory modality, but empty inter-stimulus fields are only exceptional in vision. On this end we concentrate on design applying regular and irregular changes of permanently present objects.
4. Contribution of anterior brain structures (executive processes) is debated in the field of automatic visual change detection. Using brain imaging methods (fMRI) we plan to investigate this issue.
Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NRDI Office in order to inform decision-makers, media, and others.
Everyday environment of human life is rich in various stimuli. However, only a small set of stimulation is connected to the ongoing behavior, nevertheless task-irrelevant events are processed and influence the intake of task-related behavior. Our aim is to investigate the facilitatory and inhibitory characteristics of stimuli, not directly connected to the actual activity. Almost equally important is the investigation of our spare capacity of detecting potentially important environmental changes. The central method of our investigations is the analysis brain electric activity (supported by brain imaging methods). An advantage of this method is that task-irrelevant events do not elicit overt behavior, but brain electric activity is highly sensitive to such stimulation. Furthermore, due to the high temporal acuity of the brain electric activity we are able to disclosing the microstructure of the interaction between the effects of relevant and irrelevant events. Our research group has considerable experience in two aspects of this methodology. Considering action-related effects on auditory perception and the effects of distractor stimuli in hearing the results are internationally acknowledged. As for the investigation of automatic visual change detection some pioneer studies and theoretical assessments of the field is connected to our group, and we were organizers most of the conference symposia of the field. Indicated by the authorship of many relevant publications, important aspects of the topic are characterized by international cooperation (instead of competition). To apply the results for specific samples we have long-term cooperation with health institutions.
|
|
|
|
|
|
|
|
| |
List of publications |
|
|
| File,D., Czigler,I.: Automatic detection of violation of statistical regularities in the periphery is affected by the focus of spatial attention? A visual mismatch negativity study, European Journal of Neurosciences, 49, 1348-1356, 2019 | | Kojouharova, P., Rostalski, S_M., Sulykos, I., Kovács, G., Czigler, I.: Localizing the visual mismatch negativity: an ERP and fMRI study (preliminary results), The Predicive Brain Conference, Marseille, 26-27 Sept., 2019 | | Volosin, M., Horváth, J., Czigler, I.: Delayed processing of fast auditory changes in older adults suggests deteriorated temporal resolution of auditory system with aging, ESCOP Conference, Tenerife, 25-28 Sept., 2019 | | Petro, B., Kojouharova, O., Gaál Zs.A., Nagy, B. Csizmadia, P., Czigler, I.: The effect of hand motion and object orientation on the automatic detection of orientation : A visual mismatch negativity study, Plos One, 15:2 e02292223, 2020 | | Kouharova, P., Gaál, Zs., Nagy, B. Czigler, I.: Age effects on distraction in a visual task requiring fast reakczions: An event-related potential study, Frontiers in Aging neuroscience 12 #596047, 2020 | | Petro, B., Lénart, Á., Gaál Zs. A., Kojouharova, P., Kökény, T., Ökrös, Cs., Czigler, I.: Automatic detection of peripheral stimuli in shooters and handball players: An event-related potential study, Experimental Brain Research, 239, 1531-1538, 2021 | | Csizmadia, P., Petro, B., Kojouharova, P., Gaál Zs.A., Schelling, K., Nagy, B., Czigler, I.: Older adults automatically detect age of older adults' pgotographs: A visual mismatch negativity study, Frontiers in Human Neuroscience, 15, #707702, 2021 | | Volosin, M., Czigler, I., Horváth, J.: Pre-attentive auditory change detection for rapid auditory transient combination: Insight from age-related processind chabges, Biological Psychology, 159, #108024, 2021 | | File, D., Sulykos, I.Czigler, I.: Automatic change detection and spatial attention. a visual mismatch negativity study, European Journal of Neuroscience, 52, 4423-4431, 2020 | | Csikós, N., Gaál, Zs.A., Petro, B., Czigler, I.: Automatic prediction of simultaneously prsented sequences: A visual mismatch response study, The 5th Conference of Acognitive and Affective Neuuoscience, Budapest, 23-26 June, 2021 | | Kojouharova, P., Rostalsky, S_M., Sulykos, I., Kovács, G., Czigler, I.: A novel paradigm for investigating the source og "genuine' visual mismatch negativity (vMMN), The 5th Conference of Cognitive and Affective Neuroscience, Budapest, June 23-26, 2021 | | Czigler I.: A látás rejtett intelligenciája., Magyar Tudomány, 183, 768-779., 2022 | | Czigler I., Kojouharova, P.: Visual mismatch negativity: A mini-review of non-pathological studieds with special populations and stimuli, Frontiers in Human Neuroscience, 15, 781234, 2022 | | Duranrt, S., Sulykos, I., Czigler, I.: Automatic detection of orientation variance., Neuroscience Letters, 658, 43-47, 2017 | | File D., Perto, B., Gaál, Z.a., Czigler, I.: Automatic change detection: Mismatch negativity and the now-classic Eensik, O'Regan and Clark (1997) stimuli., Frontiers in psychology, https://doi.org/10.3389/fpsyg.2022.975714, 2022 | | Stefanics G., Heincle, J., Czigler, I., Valentini, E., Stephan, K.E.: Timing of repetition suppression of event-related potentials to unattended stimuli., European Journal of Neuroscience, 2018 | | Winkler, I., Czigler, I.: Látási és hallási változásdetekció, Zsidó A., Lábadi M. (szerk.) Figyelem a gyakorlatban, 2022 | | Durant, D., Sulykos, I., Czigler, I.: Automatic detection of the duration of visual staic and dynamic stimuli., Brain Research, 1686, 34-41., 2018 | | Sulykos, I., Gaál, Zs., Czigler, I.: Visual mismatch negativity to vanishing parts of objects in younger and older adults., Plos One, 12, Art. No. e0188928, 2017 | | Czigler, I.: Detection of nonconscious processing: viusal mismatch negativity, Psychophysiology 54 S34, 2017 | | Kajouharova, P., Sulykos, I., File, D., Czigler I.: The visual mismatch negativity quiz: Relationships between deviants and standards., Psychophysiology 54 S108, 2017 | | File, D., Sulykos, I., Czigler, I.: Automatic change detection and spatial attention: a visual mismatch negativity study., European Journal of Neuroscience, 2018 | | Czigler, I., File, B., Kojouharova, P., Gaál, Zs.: Vanishing stimuli: object, texture and spatial attention, International Journal of Psychophysiology, 131S S9-S68, 2018 | | Kojouharova, P., Czigler, I.: Age-related differences in task-related and unrelated detection of stimulus change, International Journal of Psychophysiology, 131S S69-S184, 2018 | | Czigler István, Sulykos istván, Kojouharova, Patia, Gaál Zsófia Anna: Viszal mismatch negativity to disappearing parts of objecta and textures, Plos One e0209130, 2019 | | Kojouharova Petia, File Domonkos, Sulykos István, Czigler István: Visual mismatch negativity and stimulus-specific adaptation: the role of stimulus complexity, EXPERIMENTAL BRAIN RESEARCH 237: (5) pp. 1179-1194., 2019 | | Sulykos I, Gaál Z A, Czigler I: Automatic Change Detection in Older and Younger Women: A Visual Mismatch Negativity Study, GERONTOLOGY 64: (4) pp. 318-325., 2018 | | Czigler I., Sulykos I., File D., Kojouharova Petia, Gaál Zs.A.: Visual mismatch negativity to disappearing parts of objects and textures., PLOS ONE 14: (2) e0209130, 2019 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
