Naslov (srp)

Egzekutivna funkcija inhibicije: od psihometrijske strukture do neuralnih osnova : doktorska disertacija

Autor

Konstantinović, Uroš, 1992-

Doprinosi

Opačić, Goran, 1962-
Živanović, Marko, 1982-
Purić, Danka, 1985-
Bjekić, Jovana, 1988-
Filipović, Saša, 1960-

Opis (eng)

Executive functions represent heterogeneous higher-order cognitive mechanisms that regulate other cognitive processes. Inhibition, recognized as one of the three executive functions, involves the deliberate and conscious suppression of automatic and dominant responses and actions. Inhibition is conceptualized not as a singular construct but rather as a family of various, relatively correlated functions. Different classifications and empirical models of inhibition functions are present in the literature, which can be summed up to 1) response inhibition, requiring the withholding of automatic, dominant responses and non-reaction to certain stimuli; 2) interference control, requiring giving an accurate response, while controlling for the interference from distractors (stimulus-stimulus conflict) or another prepotent, yet incorrect response (stimulus-response conflict).Neuroimaging studies emphasize the role of multiple brain regions in inhibitory control functions, with the right inferior frontal gyrus (IFG) prominently involved in response inhibition, while anterior cingulate cortex (ACC) is being related to interference control processes. Unlike correlational neuroimaging studies, non-invasive brain stimulation techniques give the possibility to modulate neural excitability and activity of targeted cortical regions under controlled experimental conditions. This enables causal conclusions about the neural underpinnings of studied cognitive functions through neuromodulation. The focus of this thesis is on transcranial direct current stimulation (tDCS), a non-invasive neuromodulation (NIBS) technique. The first aim of this thesis is to examine the structure of the inhibitory control functions, specifically by testing unity versus diversity of response inhibition, distractor interference control, and response interference control. The second goal was to examine the structure of inhibitory control functions on the neural level. Specifically, the possibility of exogenous influence by neuromodulation of the right IFG on response inhibition as well as neuromodulation of the ACC on interference control was examined, which would potentially determine the dissociation of inhibition functions and the mapping of their structure from the psychometric to the neural level.In the first study, 250 participants performed four response inhibition tasks (two versions of the Stop-signal task, Go/No-Go, and Semantic SART); three distractor interference control tasks (Eriksen-Flanker, Arrow Flanker and Shape Matching); and three response interference control tasks (Classical Stroop, Spatial Stroop, and Simon task). Confirmatory factor analysis revealed the best fit for the three-factor solution model (Inhibition of response, Control of distractor interference, and Control of response interference). However, these results should be taken with caution considering the significant number of low and non-significant correlations between individual measures of inhibition. This is especially referred to the response interference control, which proved to be the least robust latent dimension with the lowest factor loadings.In the second study, a cross-over tDCS experiment was conducted on a sample of 36 participants. Each participant underwent stimulation of ACC, right IFG, or a control sham stimulation in a counterbalanced order. After the stimulation, participants were administered Stop-signal task, to tap response inhibition, Shape-matching task, to assess distractor interference control, and Classic Stroop task, to measure response interference control. Resultsdid not show significant effects of neuromodulation on main measures of inhibitory control (difference scores of average reaction times and Stop-signal reaction time). While the results of this study did not show significant effects of stimulation on inhibitory control, it's important to note that this does not necessarily mean the stimulated regions are not involved in assessed inhibitory control functions. Solid previous neuroimaging and NIBS empirical evidence related to inhibitory control still suggest a pivotal role of stimulated regions. Thus, the results of this study, are not conclusive enough to provide valuable insights into the challenges of mapping the structure of inhibition functions from the psychometric to the neural level.In light of the results obtained, challenges in the field of inhibitory control research are discussed. One of the reasons for low correlations between individual measures in psychometric studies of the structure of inhibitory control functions is the inadequacy of the reaction time difference scores. New scoring methods and the development of adaptive inhibition tasks are considered as an approach to the issue stated. Regarding the neuromodulation results of this study, the discussion has been focused on further development and additional optimization of stimulation protocols towards more efficient neuromodulation of inhibitory control. The observed null effects of tDCS on inhibition are not entirely unexpected, considering issues with effect size determination and the general methodological heterogeneity across studies. Therefore, there is a need for a re-synthesis of knowledge in the field and the implementation of new, more focused meta-analyses that would result in better guidelines for future research.

Opis (srp)

Egzekutivne funkcije predstavljaju heterogeni skup nadređenih kognitivnih mehanizama koji upravljaju drugim kognitivnim procesima. Inhibicija, kao jedna od tri egzekutivne funkcije po savremenim shvatanjima, se može definisati kao namerno i svesno suzbijanje automatskih i dominantnih odgovora i radnji. Inhibicija se ne konceptualizuje kao jedinstveni konstrukt, već kao porodica različitih, relativno međusobno povezanih funkcija. Postoji više različitih klasifikacija i empirijskih modela funkcija inhibicije i oni se mogu svesti na: 1) inhibiciju odgovaranja, kada je potrebno uzdržati se od davanja automatskog, dominantnog odgovora i ne odreagovati na određene stimuluse; i 2) kontrolu interferencije, kada je potrebno dati tačan odgovor, uprkos interferenciji koje može poticati od distraktora (stimulus-stimulus konflikt) ili od drugog, dominantnog, a netačnog odgovora (stimulus-odgovor konflikt).Studije neuroodslikavanja pokazuju značaj većeg broja moždanih struktura za funkcije inhibicije, ali se desni inferiorni frontalni girus (IFG) može izdvojiti kao najvažnija regija za inhibiciju odgovaranja, dok se aktivnost anteriornog cingulatnog korteksa (ACC) ističe u procesima kontrole interferencije. Za razliku od studija neuroodslikavanja koje su ograničene na podatke korelacionog tipa, tehnike neinvazivne stimulacije mozga pružaju mogućnost uticaja na neuralnu ekscitabilnost i aktivnost ciljanih kortikalnih regija, u kontrolisanim eksperimentalnim uslovima. Na taj način je, neuromodulacijom, omogućeno donošenje kauzalnih zaključaka o neuralnim osnovama ispitivanih kognitivnih funkcija. Transkranijalna stimulacija jednosmernom strujom (tDCS), je tehnika neinvazivne neuromodulacije koja u fokusu je u ovom radu.Prvi cilj ovog rada je ispitivanje strukture različitih funkcija inhibitorne kontrole, odnosno jedinstvenosti nasuprot razdvojenosti inhibicije odgovaranja, kontrole distraktorske interferencije i kontrole interferencije odgovora. Drugi cilj se odnosio na ispitvanje strukture funkcija inhibicije na neuralnom planu. Specifično, ispitana je mogućnost egzogenog uticaja neuromodulacijom desnog IFG na inhibiciju odgovaranja kao i neuromodulacije ACC na kontrolu interferencije, čime bi se potencijalno utvrdila disocijacija funkcija inhibicije i preslikavanje njihove strukture sa psihometrijskog na neuralni nivo.U prvom istraživanju, 250 ispitanika je radilo četiri zadatka inhibicije odgovaranja (dve verzije Stop-signal zadatka, Kreni-stani, i Semantički SART); tri zadatka kontrole distraktorske interferencije (Eriksen-Flanker, Flanker sa strelicama i Podudaranje oblika); i tri zadatka kontrole interferncije odgovora (Klasični Strupov, Spacijalni Strupov i Sajmonov zadatak). Rezultati konfirmatorne faktorske analize su pokazali najbolji fit trofaktorskog modela (Inhibicija odgovaranja, Kontrola distraktorske interferencije, Kontrola interferencije odgovora), ali ove rezultate treba uzeti sa dozom rezerve s obzirom na značajan broj niskih i neznačajnih korelacija između pojedinačnih mera inhibicije, pogotovo između mera kontrole interferencije odgovora, koja se pokazala kao najmanje robusna latentna funkcija, sa niskim zasićenjima.U drugoj studiji je na uzorku od 36 ispitanika sproveden tDCS eksperiment. Svim ispitanicima je u tri sesije kontrabalansiranim redosledom primenjena stimulacija ACC, desnog IFG ili lažna stimulacija, kao kontrolna situacija. U okviru svake sesije, ispitanici su posle stimulacije radili Stop-signal zadatak, kao meru inhibicije odgovaranja, zadatak Podudaranja oblika, kao meru kontrole distraktorske interferencije i Klasičan Strupov zadatak, za procenu kontrole interferencije odgovora. Rezultati nisu pokazali značajne efekte neuromodulacije na glavne mere inhibitorne kontrole (diferencijalne skorove prosečnog vremena reakcije i Stop-signal vreme reakcije).Iako nisu dobijeni značajni efekti stimulacije na inhibitornu kontrolu nije opravdano izvesti zaključak kako stimulisane regije nemaju ulogu u testiranim funkcijama inhibicije, kada se u obzir uzmu rezultati prethodnih studija neuruoodslikavanja i neuromodulacije egzekutivne funkcije inhibicije. Dobijeni rezultati u ovom radu nisu konkluzivni u pogledu preslikavanja strukture funkcija inhibicije sa psihometrijskog na neuralni plan.Kroz prizmu dobijenih rezultata, diskutovani su izazovi u oblasti istraživanja inhibitorne kontrole. U psihometrijskim studijama strukture funkcija inhibicije, kao jedan od razloga niskih korelacija između pojedinačnih mera se navodi neadekvatnost diferencijalnih skorova prosečnog vremena reakcije, u vezi čega se razmatraju novi načini skorovanja i konstruisanje adaptivnih zadataka inhibicije.U vezi sa rezultatima na neuralnom planu, diskutovan je pravac daljeg razvoja i dodatne optimizacije protokola stimulacije za efikasniju neuromodulaciju inhibitorne kontrole. Takođe, dobijeni nulti efekti tDCS na inhibiciju nisu sasvim neočekivani, kada se uzmu u obzir problemi sa određivanjem jačine efekta i generalnom metodološkom heterogenošću studija. Stoga, javlja se potreba za resistematizacijom znanja u oblasti i sprovođenjem novih, fokusiranijih meta-analiza koje bi rezultirale boljim smernicama za dalja istraživanja.

Opis (srp)

Psihologija - Kognitivne neuronauke; Psihometrija / Psychology - Cognitive neuroscience; Psychometry Datum odbrane: 31.10.2024.

Jezik

srpski

Datum

2024

Licenca

© All rights reserved

Predmet

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Psihologija

egzekutivne funkcije, inhibitorna kontrola, inhibicija, neinvazivna stimulacija mozga, transkranijalna stimulacija jednosmernom strujom

OSNO - Opšta sistematizacija naučnih oblasti, Psihologija