The effects of semantic conflict on global feature-based attention

Schadt, Fabian

Zusammenfassung: Objekte oder Merkmale, die innerhalb des räumlichen Aufmerksamkeitsfokus liegen, werden verstärkt wahrgenommen als solche die außerhalb davon liegen. Attendierte Merkmale (z.B. rote Farbe) werden dabei nicht nur im räumlichen Aufmerksamkeitsfokus verstärkt verarbeitet, sondern im gesamten visuellen Feld. Dieses Phänomen wird auch als globale merkmalsbasierte Aufmerksamkeit (GFBA) bezeichnet (Stoppel et al., 2012). Eine kürzlich erschienene Studie (Bartsch et al., 2014) zeigte, dass farblich-relevante Merkmale (Farbkreis), welche außerhalb des räumlichen Aufmerksamkeitsfokus dargestellt wurden, zu einer Sequenz verstärkter elektromagnetischer Potentiale im kontralateralen visuellen Kortex führen, wenn die farblichen Merkmale mit einer zu attendierenden Farbe übereinstimmten. Dabei ist jedoch unbekannt, ob solche verstärkten Modulationen auch auftreten, wenn die Merkmalsselektion durch semantische Inkongruenz beeinflusst wird. In dieser Arbeit soll untersucht werden, inwieweit die neuronale Verarbeitung eines solchen räumlich unattendierten Farbkreises durch semantische Inkongruenz (hervorgerufen durch Farb-Wort-Kombinationen, dargestellt im räumlichen Aufmerksamkeitsfokus) beeinflusst wird. Die Aufgabenstellung der Probanden bestand darin, bei Fokussierung auf ein Fixationskreuz, die Neigung (links/rechts) eines, im linken, attendierten visuellen Feld liegenden, (farbigen) Wortes zu bestimmen. Zeitgleich wurde ein Farbkreis in den stimulus-relevanten Farben im rechten, unattendierten visuellen Feld eingeblendet. Die Messung der Signale erfolgte simultan mittels Elektroenzephalografie (EEG) und Magnetoenzephalographie (MEG). In den Ergebnissen konnten aufgrund der Farb-Wort-Interferenz verschiedene neuronale und Verhaltenseffekte festgestellt werden. Bei der Analyse der neuronalen Korrelate des unattendierten Farbkreises zeigte sich, dass es bei farblichen Stimuli ohne semantische Farb-Bedeutung zu einer Verstärkung der elektromagnetischen Potentiale im linken visuellen Kortex kommt. Dargestellte Farb-Wort-Interferenzen zeigten keinen Einfluss auf die neuronale Verarbeitung des Farbkreises. Dies legt nahe, dass das menschliche Gehirn entweder zu viele Ressourcen zur Verarbeitung der Farb-Wort-Interferenzen benötigt oder dass die semantische Inkongruenz noch nicht vollständig verarbeitet wurde um die globale merkmalsbasierte Aufmerksamkeit zu beeinflussen.

Abstract: Items or features within the focus of attention receive enhanced processing as compared to those outside of it. Following the selection of attended features, the enhanced processing also occurs for these features in the entire visual field in a phenomenon referred to as global feature-based attention (GFBA) (Stoppel et al., 2012). A recent study (Bartsch et al., 2014) showed that relevant color features (color probe) in the unattended visual field elicit enhanced modulations of electromagnetic potentials in the contralateral visual cortex when the color probe matched the color of the attended targets. However, it is unknown whether such enhanced modulations also occur when the feature selection is influenced by semantic incongruencies. Therefore, the aim of this thesis was to analyze the extent to which the neural processing of such a spatially unattended color probe is influenced by the semantic incongruency caused by word/color combinations presented within the focus of attention. To determine the neural correlates of these effects, electroencephalography (EEG) and magnetoencephalography (MEG) were simultaneously recorded in human participants. The task of the participants was, while maintaining fixation, to discriminate the orientation (left/right-tilted) of a colored word within the left attended visual field. Simultaneously, a color probe was shown in the right unattended visual field in the stimulus-relevant colors. For the mismatch of the information present in the attended field (meaning of the word is not matching the color in which it was written), several neural and behavioral interference-related effects were observed. The analysis of the neural correlates of processing of the unattended color probe revealed that colored stimuli without semantic color information elicited enhanced modulations of electromagnetic potentials in the left visual cortex. However, for semantic incongruency of word/color combinations, no significant effects on the processing of the probe were observed. This suggests that either too many resources were bound by the interference effect or that the semantic information was not fully processed in time to have an influence on global feature-based attention.

Ilmenau, Techn. Univ., Masterarbeit, 2015

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Schadt, Fabian: The effects of semantic conflict on global feature-based attention. 2015.

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