Electrophysiological Evidences for the Rotational Uncertainty Effect in the Hand Mental Rotation: An ERP and ERS/ERD Study.

e

Abstract:

:Rotational uncertainty refers to the fact that the reaction time (RT) for identifying an upright stimulus is longer when the target stimulus is presented in a sequence of stimuli with different orientations (SU condition) than upright stimuli only (AU condition). Up until now, the rotational uncertainty effect has been only revealed by behavior measures, and its underlying neural mechanism remains unclear. In this study, using the hand mental rotation paradigm and electroencephalogram (EEG) recordings, we aimed to find the electrophysiological evidences of the rotational uncertainty from event-related potential (ERP) and event-related (de)synchronization (ERS/ERD) measurements. Compared with the upright hand stimuli in AU condition, the same stimuli in SU condition took longer RT, elicited stronger α-ERD and β-ERD, and evoked larger P100, P300 and the slow wave (SW) from -500 ms to -200 ms before response. In particular, the amplitude of SW difference (i.e., SWSU - SWAU) was negatively correlated with the extent of rotational uncertainty effect (i.e., RTSU - RTAU), with its source mainly in the right precentral and postcentral gyri, precuneus, and the left inferior parietal lobule. Our results suggested that identifying the upright hand stimuli in SU condition induced more activation of motor networks, and the rotational uncertainty influenced multiple cognitive processes from the early visual processing to the late mental rotation and judging phases. The results implied that in SU condition, subjects might maintain readiness for the next possible mental rotation immediately after the previous response, with more attention to the coming visual stimuli. Even for the upright stimuli, they might still prepare for the mental rotation, and even mentally rotate the stimuli in a minor angle.

手心理旋转中旋转不确定效应的电生理证据: 一项 ERP 和 ERS/ERD 研究。

c

摘要:

: 旋转不确定性是指当靶刺激以不同方向的刺激序列 (SU 条件) 呈现时,识别直立刺激的反应时间 (RT) 较长比只直立刺激 (AU 条件)。迄今为止,旋转不确定性效应仅通过行为测量揭示,其潜在的神经机制仍不清楚。在这项研究中,使用手心理旋转范式和脑电图 (EEG) 记录,我们旨在从事件相关电位 (ERP) 中发现旋转不确定性的电生理证据和事件相关 (de) 同步 (ERS/ERD) 测量。与 AU 条件下的直立手刺激相比,SU 条件下的相同刺激花费更长的 RT,激发出更强的 α-ERD 和 β-ERD,激发出更大的 P100,p300 和反应前-500 ms 至-200 ms 的慢波 (SW)。特别是 SW 差的幅度 (即,Swsu  -swswau) 与旋转不确定度效应的程度呈负相关 (即,Rtsu tau-rrtau),其来源主要在右侧中央前和中央后回、楔前叶和左侧顶下小叶。我们的结果表明,在 SU 条件下识别直立手刺激诱导了更多的运动网络激活,旋转不确定性影响了从早期视觉加工到晚期心理旋转和判断阶段的多个认知过程。结果暗示,在 SU 条件下,受试者可能会在先前的反应后立即保持对下一次可能的心理旋转的准备,更多地关注即将到来的视觉刺激。即使对于直立的刺激,他们也可能为心理旋转做好准备,甚至在心理上以较小的角度旋转刺激。

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NEUROSCIENCE

研究方向:医学-神经科学
IF:3.056
IF值的bai意思是影响因子。是汤森路透(duThomson Reuters)出品的期刊引证报告zhi(Journal Citation Reports,JCR)中的一项数据。 影响因子dao目前的计算方法是:IF=C/(M+N)。以2017年IF的计算为例,M为该期刊2015年发表的文章数量,N为该期刊2016年发表的文章数量,C为该期刊2015和2016年两年发表的文章在2017年这一年被引用的
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Neuroscience publishes papers describing the results of original research on any aspect of the scientific study of the nervous system. Any paper, however short, will be considered for publication provided that it reports significant, new and carefully confirmed findings with full experimental details. For Instructions to Authors click on "Guide to Authors" in the left-hand column.

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