Human brain mechanisms of auditory and audiovisual selective attention

Selective attention refers to the process in which certain information is actively selected for conscious processing, while other information is ignored. The aim of the present studies was to investigate the human brain mechanisms of auditory and audiovisual selective attention with functional magnetic resonance imaging (fMRI), electroencephalography (EEG) and magnetoencephalography (MEG). The main focus was on attention-related processing in the auditory cortex. It was found that selective attention to sounds strongly enhances auditory cortex activity associated with processing the sounds. In addition, the amplitude of this attention-related modulation was shown to increase with the presentation rate of attended sounds. Attention to the pitch of sounds and to their location appeared to enhance activity in overlapping auditory-cortex regions. However, attention to location produced stronger activity than attention to pitch in the temporo-parietal junction and frontal cortical regions. In addition, a study on bimodal attentional selection found stronger audiovisual than auditory or visual attention-related modulations in the auditory cortex. These results were discussed in light of Näätänen s attentional-trace theory and other research concerning the brain mechanisms of selective attention.

Valikoivalla tarkkaavaisuudella tarkoitetaan prosessia, jossa tietoiseen käsittelyyn valitaan aktiivisesti jotain tietoa ja muu tieto jätetään huomioimatta. Tämän väitöskirjatutkimuksen tavoite oli selvittää kuulotietoon kohdistuvan sekä kuulo- ja näkötietoa yhdistävän valikoivan tarkkaavaisuuden aivomekanismeja ihmisellä. Tutkimusmenetelminä käytettiin toiminnallista magneettikuvausta (fMRI), elektroenkefalografiaa (EEG) ja magnetoenkefalografiaa (MEG). Tutkimus keskittyi erityisesti tarkkaavaisuuden alaiseen tiedonkäsittelyyn kuuloaivokuorella. Tutkimus osoitti, että äänten valikoiva tarkkailu kasvattaa voimakkaasti äänten käsittelyyn liittyvää aktivaatiota kuuloaivokuorella ja että tämä aktivaatio kasvaa äänten esitysnopeuden kasvaessa. Tutkimus antoi myös viitteitä siitä, että äänen korkeuden tarkkailu ja äänen paikan tarkkailu aktivoivat samoja kuuloaivokuoren alueita. Kuitenkin tietyt ohimo- ja päälakilohkojen sekä otsalohkojen alueet näyttäisivät osallistuvan erityisen voimakkaasti äänen paikan tarkkaavaisuuden alaiseen käsittelyyn. Lisäksi havaittiin, että kuulo- ja näkötietoa yhdistävä valikoiva tarkkaavaisuus aktivoi voimakkaammin kuuloaivokuorta kuin pelkän kuulotiedon tai näkötiedon valikoiva tarkkailu. Näitä tutkimustuloksia käsiteltiin Näätäsen tarkkaavaisuusjälki-teorian ja muiden valikoivaa tarkkaavaisuutta koskevien tutkimustulosten valossa.