O EFEITO DO CONTROLE RESPIRATÓRIO EM VARIÁVEIS ELETROFISIOLÓGICAS DA ATENÇÃO

A prática do ioga tem se tornado cada vez mais popular, não apenas pelos benefícios físicos, mas principalmente pelo bem-estar psicológico trazido pela sua prática. Um dos componentes do ioga é o Prãnãyama, ou controle da respiração. A atenção e a respiração são dois mecanismos fisiológicos e involuntários requeridos para a execução do Prãnãyama. O principal objetivo desse estudo foi verificar se variáveis contínuas do EEG (potência de diferentes faixas que o compõem) seriam moduladas pelo controle respiratório, comparando-se separadamente as duas fases do ciclo respiratório (inspiração e expiração), na situação de respiração espontânea e controlada. Fizeram parte do estudo 19 sujeitos (7 homens/12 mulheres, idade média de 36,89 e DP = ± 14,46) que foram convidados a participar da pesquisa nas dependências da Faculdade de Saúde da Universidade Metodista de São Paulo. Para o registro do eletroencefalograma foi utilizado um sistema de posicionamento de cinco eletrodos Ag AgCl (FPz, Fz, Cz, Pz e Oz) fixados a uma touca de posicionamento rápido (Quick-Cap, Neuromedical Supplies®), em sistema 10-20. Foram obtidos valores de máxima amplitude de potência (espectro de potência no domínio da frequência) nas frequências teta, alfa e beta e delta e calculada a razão teta/beta nas diferentes fases do ciclo respiratório (inspiração e expiração), separadamente, nas condições de respiração espontânea e de controle respiratório. Para o registro do ciclo respiratório, foi utilizada uma cinta de esforço respiratório M01 (Pletismógrafo). Os resultados mostram diferenças significativas entre as condições de respiração espontânea e de controle com valores das médias da razão teta/beta menores na respiração controlada do que na respiração espontânea e valores de média da potência alfa sempre maiores no controle respiratório. Diferenças significativas foram encontradas na comparação entre inspiração e expiração da respiração controlada com diminuição dos valores das médias da razão teta/beta na inspiração e aumento nos valores das médias da potência alfa, sobretudo na expiração. Os achados deste estudo trazem evidências de que o controle respiratório modula variáveis eletrofisiológicas relativas à atenção refletindo um estado de alerta, porém mais relaxado do que na situação de respiração espontânea.

Neural codes: Firing rates and beyond

Computational neuroscience has contributed significantly to our understanding of higher brain function by combining experimental neurobiology, psychophysics, modeling, and mathematical analysis. This article reviews recent advances in a key area: neural coding and information processing. It is shown that synapses are capable of supporting computations based on highly structured temporal codes. Such codes could provide a substrate for unambiguous representations of complex stimuli and be used to solve difficult cognitive tasks, such as the binding problem. Unsupervised learning rules could generate the circuitry required for precise temporal codes. Together, these results indicate that neural systems perform a rich repertoire of computations based on action potential timing.

Local form interference in biological motion perception

Peer reviewed

Estudo do impacto visual de alguns sinais horizontais de trânsito: avaliação utilizando métodos da psicofísica

Neste trabalho são feitas comparações entre os principais sinais horizontais de trânsito (Parada Obrigatória, Faixa de Pedestre e Lombada) padronizados pelo Código de Trânsito Brasileiro (CTB), com modelos alternativos que sofreram variações na forma e/ou cor, alguns deles já usados em algumas cidades brasileiras, com o objetivo de identificar se essas alterações melhoram ou não a percepção do sinal (impacto visual). Para isso são utilizados dois métodos da Psicofísica. Numa primeira etapa a análise é feita utilizando o Método de Comparação aos Pares, para um grupo de quatro estímulos para cada sinal estudado. Em seguida, aplicando o Método de Estimativa das Categorias, foi avaliado o impacto visual do sinal horizontal de Parada Obrigatória quanto à presença ou ausência de orla externa. Por fim, também pelo Método de Comparação aos Pares, foi avaliado o impacto visual causado pelo uso conjugado de sinais horizontais em cruzamentos não semaforizados. Foram estudadas as combinações entre os sinais de parada obrigatória, faixa de pedestres e faixa de retenção. Os resultados obtidos permitem inferir as seguintes conclusões: as alterações na forma e cor propostas para os sinais de parada obrigatória e faixa de pedestres causam maior impacto visual quando comparadas ao modelo padronizado pelo CTB mas, no caso das lombadas, a sinalização padrão mostrou-se ser mais perceptível; quanto a presença ou não da orla externa no sinal de parada obrigatória, esta demonstrou ser positiva; o uso conjugado dos sinais de parada obrigatória, faixa de pedestres e faixa de retenção é a combinação que mais desperta a atenção dos usuários.

Matematicheskīi︠a︡ i umozritelʹno-filosofskīi︠a︡ izsli︠e︡dovanīi︠a︡ osnovnogo psikho-fizicheskago zakona /

Includes bibliographical references.

Psilocybin impairs high-level but not low-level motion perception

The hallucinogenic serotonin(IA&2A) agonist psilocybin is known for its ability to induce illusions of motion in otherwise stationary objects or textured surfaces. This study investigated the effect of psilocybin on local and global motion processing in nine human volunteers. Using a forced choice direction of motion discrimination task we show that psilocybin selectively impairs coherence sensitivity for random dot patterns, likely mediated by high-level global motion detectors, but not contrast sensitivity for drifting gratings, believed to be mediated by low-level detectors. These results are in line with those observed within schizophrenic populations and are discussed in respect to the proposition that psilocybin may provide a model to investigate clinical psychosis and the pharmacological underpinnings of visual perception in normal populations.

Modulating the rate and rhythmicity of perceptual rivalry alternations with the mixed 5-HT2A and 5-HT1A agonist psilocybin

Binocular rivalry occurs when different images are presented simultaneously to corresponding points within the left and right eyes. Under these conditions, the observer's perception will alternate between the two perceptual alternatives. Motivated by the reported link between the rate of perceptual alternations, symptoms of psychosis and an incidental observation that the rhythmicity of perceptual alternations during binocular rivalry was greatly increased 10 h after the consumption of LSD, this study aimed to investigate the pharmacology underlying binocular rivalry and to explore the connection between the timing of perceptual switching and psychosis. Psilocybin (4-phosphoryloxy-N,N-dimethyltryptamine, PY) was chosen for the study because, like LSD, it is known to act as an agonist at serotonin (5-HT)(1A) and 5-HT2A receptors and to produce an altered state sometimes marked by psychosis-like symptoms. A total of 12 healthy human volunteers were tested under placebo, low-dose ( 115 mg/kg) and high-dose ( 250 mg/kg) PY conditions. In line with predictions, under both low- and high-dose conditions, the results show that at 90 min postadministration ( the peak of drug action), rate and rhythmicity of perceptual alternations were significantly reduced from placebo levels. Following the 90 min testing period, the perceptual switch rate successively increased, with some individuals showing increases well beyond pretest levels at the final testing, 360 min postadministration. However, as some subjects had still not returned to pretest levels by this time, the mean phase duration at 360 min was not found to differ significantly from placebo. Reflecting the drug-induced changes in rivalry phase durations, subjects showed clear changes in psychological state as indexed by the 5D-ASC ( altered states of consciousness) rating scales. This study suggests the involvement of serotonergic pathways in binocular rivalry and supports the previously proposed role of a brainstem oscillator in perceptual rivalry alternations and symptoms of psychosis.

RELAXAMENTO PSICOFÍSICO EM CRIANÇAS

Trabalho de natureza monográfica bibliográfica investiga o relaxamento psicofísico na área da saúde, em crianças, por um intervalo de oito anos, entre janeiro de 1997 e novembro de 2004. Inicialmente, com base em literatura neuropsicológica, descreve o papel do relaxamento na busca da homeostase e da consciência corporal saudável, enfocando comportamentos de prazer e dor. A seguir, descreve e analisa diversas técnicas de relaxamento, Relaxamento Progressivo de Jacobson, Autógeno de Schultz e Relaxamento de Michaux. A fim de desenvolver sua pesquisa utiliza-se de 27 bases de dados, devido a pouca produção encontrada sobre o tema, por base. Como resultados, levanta ao todo 500 artigos sobre relaxamento, sendo 200 em crianças. São artigos nacionais e internacionais, com predomínio do idioma inglês. A seguir, classifica esses artigos por ano de produção, constatando um crescimento significativo, porém não sistemático em seu número, de 14 artigos em 1997, para 39, em 2004. Quanto à temática, os dados revelam em primeiro lugar, um interesse em dor, em segundo em problemas respiratórios, e, em terceiro lugar, em ansiedade. Os artigos sobre dor, por serem os mais numerosos levantados, sofrem análise mais detalhada, com discriminação da quantidade de artigos por ano e dos tipos de situação e de patologia caracterizados por quadro álgico. Finalmente é feita uma classificação dos artigos segundo a utilização do relaxamento junto à problemática clínica predominantemente física, a de fundo psíquico afetivo-emocional, sem utilização de fármacos e, a de fundo psíquico, com intervenção psiquiátrica farmacológica. Na discussão dos resultados, vários artigos pesquisados são também comentados. Dada a riqueza dos dados, evidenciando interesse crescente de profissionais da área da Saúde na literatura levantada, sugere-se pesquisa complementar

RELAXAMENTO PSICOFÍSICO EM CRIANÇAS

Trabalho de natureza monográfica bibliográfica investiga o relaxamento psicofísico na área da saúde, em crianças, por um intervalo de oito anos, entre janeiro de 1997 e novembro de 2004. Inicialmente, com base em literatura neuropsicológica, descreve o papel do relaxamento na busca da homeostase e da consciência corporal saudável, enfocando comportamentos de prazer e dor. A seguir, descreve e analisa diversas técnicas de relaxamento, Relaxamento Progressivo de Jacobson, Autógeno de Schultz e Relaxamento de Michaux. A fim de desenvolver sua pesquisa utiliza-se de 27 bases de dados, devido a pouca produção encontrada sobre o tema, por base. Como resultados, levanta ao todo 500 artigos sobre relaxamento, sendo 200 em crianças. São artigos nacionais e internacionais, com predomínio do idioma inglês. A seguir, classifica esses artigos por ano de produção, constatando um crescimento significativo, porém não sistemático em seu número, de 14 artigos em 1997, para 39, em 2004. Quanto à temática, os dados revelam em primeiro lugar, um interesse em dor, em segundo em problemas respiratórios, e, em terceiro lugar, em ansiedade. Os artigos sobre dor, por serem os mais numerosos levantados, sofrem análise mais detalhada, com discriminação da quantidade de artigos por ano e dos tipos de situação e de patologia caracterizados por quadro álgico. Finalmente é feita uma classificação dos artigos segundo a utilização do relaxamento junto à problemática clínica predominantemente física, a de fundo psíquico afetivo-emocional, sem utilização de fármacos e, a de fundo psíquico, com intervenção psiquiátrica farmacológica. Na discussão dos resultados, vários artigos pesquisados são também comentados. Dada a riqueza dos dados, evidenciando interesse crescente de profissionais da área da Saúde na literatura levantada, sugere-se pesquisa complementar.

O EFEITO DO CONTROLE RESPIRATÓRIO EM VARIÁVEIS ELETROFISIOLÓGICAS DA ATENÇÃO

A prática do ioga tem se tornado cada vez mais popular, não apenas pelos benefícios físicos, mas principalmente pelo bem-estar psicológico trazido pela sua prática. Um dos componentes do ioga é o Prãnãyama, ou controle da respiração. A atenção e a respiração são dois mecanismos fisiológicos e involuntários requeridos para a execução do Prãnãyama. O principal objetivo desse estudo foi verificar se variáveis contínuas do EEG (potência de diferentes faixas que o compõem) seriam moduladas pelo controle respiratório, comparando-se separadamente as duas fases do ciclo respiratório (inspiração e expiração), na situação de respiração espontânea e controlada. Fizeram parte do estudo 19 sujeitos (7 homens/12 mulheres, idade média de 36,89 e DP = ± 14,46) que foram convidados a participar da pesquisa nas dependências da Faculdade de Saúde da Universidade Metodista de São Paulo. Para o registro do eletroencefalograma foi utilizado um sistema de posicionamento de cinco eletrodos Ag AgCl (FPz, Fz, Cz, Pz e Oz) fixados a uma touca de posicionamento rápido (Quick-Cap, Neuromedical Supplies®), em sistema 10-20. Foram obtidos valores de máxima amplitude de potência (espectro de potência no domínio da frequência) nas frequências teta, alfa e beta e delta e calculada a razão teta/beta nas diferentes fases do ciclo respiratório (inspiração e expiração), separadamente, nas condições de respiração espontânea e de controle respiratório. Para o registro do ciclo respiratório, foi utilizada uma cinta de esforço respiratório M01 (Pletismógrafo). Os resultados mostram diferenças significativas entre as condições de respiração espontânea e de controle com valores das médias da razão teta/beta menores na respiração controlada do que na respiração espontânea e valores de média da potência alfa sempre maiores no controle respiratório. Diferenças significativas foram encontradas na comparação entre inspiração e expiração da respiração controlada com diminuição dos valores das médias da razão teta/beta na inspiração e aumento nos valores das médias da potência alfa, sobretudo na expiração. Os achados deste estudo trazem evidências de que o controle respiratório modula variáveis eletrofisiológicas relativas à atenção refletindo um estado de alerta, porém mais relaxado do que na situação de respiração espontânea.

Fixed or variable noise in contrast discrimination? The jury's still out

The ability to distinguish one visual stimulus from another slightly different one depends on the variability of their internal representations. In a recent paper on human visual-contrast discrimination, Kontsevich et al (2002 Vision Research 42 1771 - 1784) re-considered the long-standing question whether the internal noise that limits discrimination is fixed (contrast-invariant) or variable (contrast-dependent). They tested discrimination performance for 3 cycles deg-1 gratings over a wide range of incremental contrast levels at three masking contrasts, and showed that a simple model with an expansive response function and response-dependent noise could fit the data very well. Their conclusion - that noise in visual-discrimination tasks increases markedly with contrast - has profound implications for our understanding and modelling of vision. Here, however, we re-analyse their data, and report that a standard gain-control model with a compressive response function and fixed additive noise can also fit the data remarkably well. Thus these experimental data do not allow us to decide between the two models. The question remains open. [Supported by EPSRC grant GR/S74515/01]

The role of texture amplitude in shape from shading

When a textured surface is modulated in depth and illuminated, parts of the surface receive different levels of illumination; the resulting variations in luminance can be used to infer the shape of the depth modulations-shape from shading. The changes in illumination also produce changes in the amplitude of the texture, although local contrast remains constant. We investigated the role of texture amplitude in supporting shape from shading. If a luminance plaid is added to a binary noise texture (LM), shape from shading produces perception of corrugations in two directions. If the amplitude of the noise is also modulated (AM) such that it is in-phase with one of the luminance sinusoids and out-of-phase with the other, the resulting surface is seen as corrugated in only one directionöthat supported by the in-phase pairing. We confirmed this subjective report experimentally, using a depth-mapping technique. Further, we asked naïve observers to indicate the direction of corrugations in plaids made up of various combinations of LM and AM. LM+AM was seen as having most depth, then LM-only, then LM-AM, and then AM-only. Our results suggest that while LM is required to see depth from shading, its phase relative to any AM component is also important.

The primal sketch revisited: locating and representing edges in human vision via Gaussian-derivative filtering

Marr's work offered guidelines on how to investigate vision (the theory - algorithm - implementation distinction), as well as specific proposals on how vision is done. Many of the latter have inevitably been superseded, but the approach was inspirational and remains so. Marr saw the computational study of vision as tightly linked to psychophysics and neurophysiology, but the last twenty years have seen some weakening of that integration. Because feature detection is a key stage in early human vision, we have returned to basic questions about representation of edges at coarse and fine scales. We describe an explicit model in the spirit of the primal sketch, but tightly constrained by psychophysical data. Results from two tasks (location-marking and blur-matching) point strongly to the central role played by second-derivative operators, as proposed by Marr and Hildreth. Edge location and blur are evaluated by finding the location and scale of the Gaussian-derivative `template' that best matches the second-derivative profile (`signature') of the edge. The system is scale-invariant, and accurately predicts blur-matching data for a wide variety of 1-D and 2-D images. By finding the best-fitting scale, it implements a form of local scale selection and circumvents the knotty problem of integrating filter outputs across scales. [Supported by BBSRC and the Wellcome Trust]

The influence of fixation points on contrast detection and discrimination of patches of grating: Masking and facilitation

The use of fixation points (FPs) in visual psychophysics is common practice, though the costs and benefits of different fixation regimens have not been compared. Here we investigate the influence of several different types of FP configurations on the contrast detection of patches of sine-wave gratings. We find that for small targets (1°), the addition of a superimposed central FP can increase thresholds by a factor of 1.3 (2.5 dB) in comparison with no FP, and a factor of 1.5 (3.6 dB) in comparison with FPs that surround the target. These results are consistent with (i) a suppressive influence on the central region of the target from a central FP, and (ii) facilitatory influences from surrounding FPs. Our analysis of the slope of the psychometric function suggests that the facilitatory influence is not due to reduction of uncertainty. Plausible candidate causes for the facilitation are: (i) sensory interactions, (ii) aids to ocular accommodation and convergence, (iii) a reduction in eye-movements and (iv) more accurate placement of the observer’s window of attention. Masking by a central FP is not found for the suprathreshold task of contrast discrimination, suggesting that the masking effects of pedestal and FP do not combine linearly. This means that estimates of the level of masking produced by a contrast pedestal can depend on the details of the fixation point.

Contextual modulation involves suppression and facilitation from the center and the surround

In psychophysics, cross-orientation suppression (XOS) and cross-orientation facilitation (XOF) have been measured by investigating mask configuration on the detection threshold of a centrally placed patch of sine-wave grating. Much of the evidence for XOS and XOF comes from studies using low and high spatial frequencies, respectively, where the interactions are thought to arise from within (XOS) and outside (XOF) the footprint of the classical receptive field. We address the relation between these processes here by measuring the effects of various sizes of superimposed and annular cross-oriented masks on detection thresholds at two spatial scales (1 and 7 c/deg) and on contrast increment thresholds at 7 c/deg. A functional model of our results indicates the following (1) XOS and XOF both occur for superimposed and annular masks. (2) XOS declines with spatial frequency but XOF does not. (3) The spatial extent of the interactions does not scale with spatial frequency, meaning that surround-effects are seen primarily at high spatial frequencies. (4) There are two distinct processes involved in XOS: direct divisive suppression and modulation of self-suppression. (5) Whether XOS or XOF wins out depends upon their relative weights and mask contrast. These results prompt enquiry into the effect of spatial frequency at the single-cell level and place new constraints on image-processing models of early visual processing. © ARVO.