Shuyao Wang

We hebben onderzocht hoe visuele cognitieve processen zich ontvouwen onder
tijdsdruk met behulp van het Rapid Serial Visual Presentation (RSVP) paradigma. In
een typische RSVP-taak worden stimuli sequentieel op dezelfde ruimtelijke
locatie gepresenteerd, meestal met een snelheid van 10 items per seconde. Dit
paradigma legt een hoge tijdsdruk op het visuele systeem, terwijl andere variabelen,
zoals ruimtelijke factoren, effectief onder controle worden gehouden. Daarom is
RSVP een geschikt instrument om te onderzoeken hoe cognitieve middelen worden
ingezet om stimuli in snelle opeenvolging te verwerken.

een interessant fenomeen dat optreedt in het dual-target RSVP-
paradigma is de attentional blink (AB). De AB verwijst naar de beperking in het
rapporteren van een tweede doelstimulus (T2) wanneer deze kort na de eerste
doelstimulus (T1) verschijnt, meestal tussen 200 en 500 ms. De AB biedt een ideaal
platform om verwerkingsbeperkingen te onderzoeken, omdat het een directe
vergelijking mogelijk maakt tussen twee tijdsinterval-condities: 1) korte intervallen,
waarbij de identificatie van T2 sterk beperkt is; en 2) langere intervallen, waarbij
geen 'blink' optreedt en T2 normaal wordt gerapporteerd.

Dit proefschrift maakt dan ook gebruik van de RSVP- en AB-paradigma's
om visuele cognitie onder tijdsdruk te onderzoeken op drie specifieke aspecten:
1. Of het falen van de consolidatie in het werkgeheugen tijdens de AB een
discreet "alles-of-niets"-proces is, of een geleidelijk verlies van representatieve
kwaliteit (Hoofdstuk 2).
2. Of ruimtelijke aandacht flexibel kan worden aangepast onder tijdsdruk
en hoe deze aanpassing de discrete of graduele aard van het bewuste bewustzijn
beïnvloedt (Hoofdstuk 3).
3. Hoe interne geheugenrepresentaties de aandacht sturen en of dit proces
kan worden vastgelegd door fysiologische signalen voor de detectie van verborgen
informatie (Hoofdstuk 4).

In Hoofdstuk 2 we hebben gegevens geanalyseerd van continuous report
tasks die zijn ingebed in het AB-paradigma om de aard van werkgeheugen-fouten
te onderzoeken. De analyse omvatte vier verschillende datasets: drie verkregen uit
verschillende laboratoria en één uit een nieuw experiment dat voor deze studie is
uitgevoerd. We hebben een systematische vergelijking uitgevoerd van zeven
computationele modellen, waaronder "slot"-modellen (standaard mixture, slot,
slots plus resource modellen) en variable precision modellen. Onze resultaten
toonden consistent aan dat modellen met een discreet gokelement ("slot"-modellen)
de beste fit boden op zowel groeps- als individueel niveau. Simulatie-analyses
bevestigden dat deze modellen het "blink"-patroon nauwkeurig reproduceren. In
tegenstelling hiermee slaagde het standaard VP-model er niet in om de verstoorde
representaties tijdens het blink-venster vast te leggen, tenzij er een gokparameter
aan werd toegevoegd (waarmee wordt verondersteld dat de proefpersoon
simpelweg raadt naar de identiteit van de doelstimulus). Deze bevindingen
ondersteunen de opvatting dat consolidatie in het werkgeheugen (WM) in de
geteste taken een capaciteitsbeperkt proces is waarbij targets ofwel succesvol in het
geheugen worden opgenomen of volledig falen, waarbij falen resulteert in puur
gokken.

In Hoofdstuk 3 we hebben onderzocht of deelnemers hun
aandachtsschaal (attentional scale, d.w.z. de grootte van het gebied waar ze
aandacht aan besteden) adaptief kunnen aansturen onder temporele beperkingen.
In deze studie gingen we ervan uit dat veranderingen in de aard van het T2-
bewustzijn, specifiek geïndexeerd door de representatieve precisie, zouden
aangeven of attentional scaling succesvol was geïmplementeerd. We
manipuleerden de T1-locatie met behulp van sessie-gebonden cues, trial-gebonden
cues of statistische regelmatigheden. Vervolgens analyseerden we de T2-prestaties
met behulp van mixture modeling om de waarschijnlijkheid van bewuste toegang
te scheiden van representatieve precisie. Onze resultaten toonden aan dat de
precisie afnam wanneer sessie-gebonden cues en statistische regelmatigheden
werden geïmplementeerd, wat aangeeft dat in deze contexten met succes een brede
aandachtsschaal werd geïnduceerd. In tegenstelling hiermee slaagden trial-
gebonden cues er niet in de precisie te moduleren, wat suggereert dat onmiddellijke,
trial-voor-trial adaptatie in deze conditie niet mogelijk is. Deze bevindingen tonen
aan dat hoewel ruimtelijke aandacht kan worden aangepast om de aard van het
bewustzijn te beïnvloeden, een dergelijke ruimtelijke controle afhankelijk is van
stabiele expliciete cues of van het impliciet leren van regelmatigheden, maar niet
van directe, ad-hoc aanpassingen.

In Hoofdstuk 4 we hebben het RSVP-paradigma toegepast op het
praktische domein van de detectie van verborgen informatie om te onderzoeken
hoe interne geheugenrepresentaties de temporele aandacht beïnvloeden. Specifiek
hebben we persoonlijk bekende gezichten ingebed als taak-irrelevante probes in de
snelle RSVP stimulusstromen in een op geslacht gebaseerde doeldetectietaak.
Vervolgens gebruikten we vier fysiologische maten: ERP (P3) amplitude, theta-
band vermogen, pupilgrootte en pupilgrootte-verandering om de mate van
herkenning te meten. We vonden dat alle indicatoren bekende probes met succes
onderscheidden van neutrale controlestimuli op groepsniveau. Op individueel
niveau bleken pupillaire reacties echter minder effectief, hoewel ERP en theta-band
vermogenssignalen voor de meeste deelnemers betrouwbare detectie boden. Dit is
waarschijnlijk te wijten aan de moeilijkheid om de relatief traag verlopende
pupillaire signalen te isoleren in snelle RSVP-paradigma's. Bovendien vonden we,
door neurale en pupillaire signalen te integreren, dat gezamenlijke inferentie de
beperkingen van individuele maten tot op bepaalde hoogte compenseerde.

Samenvattend onderzoeken deze hoofdstukken hoe het menselijke
cognitieve systeem informatie verwerkt onder temporele beperkingen,
gebruikmakend van computationeel modelleren, gedragsprestaties en fysiologische
metingen. In drie empirische studies tonen we aan dat het cognitieve systeem de
informatiestroom reguleert via reactieve gating, proactieve ruimtelijke schaling en
geheugengestuurde prioriteitssignalen. Specifiek laten onze bevindingen zien dat
terwijl het werkgeheugen en de bewuste toegang in doorsnee AB taken primair
worden bepaald door discrete, "alles-of-niets" capaciteitslimieten, de aard van het
bewustzijn flexibel blijft en proactief kan worden geconfigureerd door de
aandachtsschaal aan te passen. Bovendien kunnen interne geheugenrepresentaties
automatisch cognitieve middelen aanspreken, zelfs zonder expliciete rapportage,
een proces dat betrouwbaar kan worden gevolgd via neurale signalen. Over het
geheel genomen suggereert dit werk dat temporele beperkingen een venster bieden
op de dynamische aard van de menselijke cognitie en illustreren ze hoe dit systeem
de informatieverwerking adaptief beheert onder dergelijke druk.