Зависит ли выбор бокового интервала: Ваш браузер устарел

Наши поведенческие результаты показывают, что животные внимательно следят за вторым порядком, X _-1 , и другими переменными, которые коррелируют с ним, такими как предыдущий выбор C _-1 и результирующий результат R ₋₁ . Мы пришли к выводу, что если OFC участвует в процессе принятия решений, то нейроны OFC должны кодировать эти переменные, а также выявлять сигналы, предвосхищающие предстоящий выбор.Чтобы проверить это предсказание, мы первоначально сосредоточились на периоде инициации испытания, когда стимул еще не был представлен. Сначала мы сопоставили нейронные ответы с началом испытания (рис. 2b). Прежде чем выполнять объединенный анализ на уровне популяции, мы сначала сосредоточимся на настройке некоторых нейронов в качестве примера. Мы обнаружили нейроны, активность которых, усредненная по пробам, продемонстрировала разнообразие поведения, связанного как с обратными, так и с прямыми событиями. На рис. 2 показаны отдельные примеры.Мы идентифицировали нейроны, которые демонстрировали заметные модуляции в зависимости от предыдущего результата (рис. 2c), предыдущего выбора (рис. 2d), предшествующего второго порядка (рис. 2e) и, что интересно, также от предстоящего выбора (рис. 2f). Нейрон, показанный на рис. 2f, мог предсказать предстоящий выбор с точностью 71% (AUC, см. Методы).

Эти количества также кодировались на протяжении всего испытания (рис. 3). Непосредственно перед компенсацией стимула (рис. 3a-d), когда животное все еще тыкает в центральный порт, информация о стимуле сильно представлена ​​в некоторых нейронах в lOFC (рис. 3б). Сигналы о предстоящем выборе также были отчетливо видны в этот предпередвижной период (рис. 3в). Этот нейрон предсказал предстоящий выбор с точностью 84% (AUC). Наконец, частота срабатывания некоторых клеток модулировалась ожидаемым значением результата, EV ₀ (рис. 3d; методы). Когда мы проанализировали ответы одиночных нейронов в начале бокового тыкания носом (рис. 3e), мы обнаружили нейроны, скорость которых в значительной степени модулируется стимулом (рис. 3f). Сигналы о текущем выборе также сильно присутствовали, как показано в примере нейрона на рис.3г. Этот нейрон предсказал сделанный выбор с точностью 87% (AUC). В этот период мы также наблюдали нейроны, модулированные исходом (рис. 3h). Таким образом, даже активность одного нейрона сама по себе уже убедительно свидетельствовала о том, что lOFC представляла переменные, относящиеся к задаче.

( a – d ) Нейрональные ответы были выровнены по смещению стимула ( a ). Частота возбуждения нейронов OFC модулировалась в период времени до смещения стимула (150 мс, заштрихованные области b – d ) стимулом ( b ), предстоящим выбором ( c ) и ожидаемым значение результата ( d ).( e – h ) Нейрональные ответы были выровнены по началу латерального тыкания носом, период выбора (150  мс) ( e ). Частота срабатывания нейронов OFC представляла собой стимул ( f ), текущий выбор ( g ) и результат ( g ). В оба периода сигналы о предстоящем и текущем выборе были очень заметными. Нулевой момент времени соответствует смещению стимула ( b – d ) и началу бокового тыкания носом ( f – h ).Кривые соответствуют усредненным пробным скоростям стрельбы, сглаженным причинным скользящим прямоугольным окном (размер 100 мс и шаг 50 мс), а заштрихованные области вокруг них соответствуют с.э.м. На вставках представлена ​​спайковая волна для каждого нейрона (черная линия, среднее значение; заштрихованная область, стандартное отклонение).

OFC кодирует непосредственные предшествующие и предвосхищает будущие выборы

Мы подтвердили наблюдения одиночных нейронов на уровне популяции с помощью анализа обобщенной линейной модели (GLM) подсчета ответов одиночных нейронов.Для этого мы регрессировали количество спайков каждого отдельного нейрона одновременно по большому набору переменных, включая стимул, вознаграждение, выбор, сложность и предшествующий второй порядок текущего испытания, предыдущего испытания и до трех испытаний в предыдущем испытании. назад (Методы). Этот подход был предпочтительнее подхода, основанного на рабочих характеристиках приемника (ROC), поскольку последний мог бы найти значительные значения AUC даже при отсутствии достоверного кодирования переменной просто из-за корреляций с другими закодированными переменными (см. Методы).

Перед началом стимула мы обнаружили, что значительная часть нейронов (25%, односторонний биномиальный тест, n =76, P= 4,6 × 10 ^-9 ) предсказала предстоящий выбор, C ₀ (рис. 4а). Значительная часть клеток также закодировала предыдущий вариант второго порядка X _-1 , предыдущий выбор C _-1 и предыдущий результат R _-1 . Таким образом, нейроны, показанные на рис. 2, представляют собой лишь примеры потенциально перекрывающихся больших популяций нейронов, которые кодируют эти переменные.Интересно, что мы не обнаружили существенной доли клеток, кодирующих информацию из двух или более испытаний в прошлом, что позволяет предположить, что информация более старая, чем полученная из предыдущего испытания, отсутствует в lOFC.

( a ) Доля нейронов со значимыми регрессорами (см. Методы) для каждой из переменных, перечисленных на горизонтальной оси. Предстоящий выбор C ₀

2, предыдущий выбор C _-1 , предстоящий стимул S ₀ , второй-заказать до x _-1 , предстоящий результат R ₀ и предыдущий исход R _-1 значительно кодируются в популяции. Предстоящий выбор C ₀ кодируется нейронами lOFC еще до предъявления стимула. Переменные, которые простираются еще дальше в прошлое, в значительной степени не кодируются в 1OFC. ( b – c ) Фракции нейронов со значительными регрессорами в течение периода времени до смещения стимула ( b ) и в течение периода времени после бокового тыкания носом ( c ). ( D ) Фракции нейронов, кодирующих предстоящий выбор C ₀ , стимул S ₀ , второй-заказать PARE x _-1 , предыдущий выбор C _-1 и предыдущая награда R ₋₁ в начале исследования (до стимула), периоды смещения стимула и выбора.Обратите внимание, что все большие доли нейронов имеют сигналы, связанные с выбором, по мере прохождения испытания. ( a – c ) Односторонний биномиальный критерий, *= P< 0,05, **= P< 0,01, ***= P< 0,001. Заштрихованный прямоугольник соответствует незначительной доле нейронов ( P >0,05).

Мы обнаружили, что клетки кодируются как текущий стимул S ₀ и текущий результат R ₀ ( S ₀ и R _{0 R 0 , 11% каждый, однохвостый биномийный тест, n =76, P= 0.036) еще до появления стимула. Хотя на первый взгляд это удивительно, этот результат возникает из-за связанной с исходом структуры скрытой цепи Маркова в окружающей среде. На самом деле, когда мы повторили наш GLM-анализ, используя только испытания после правильных ответов — где предстоящий стимул нельзя предсказать на основе стимула, использованного в предыдущем испытании, — мы обнаружили, что ни один из стимулов S 0 (9%, односторонний биномиальный критерий, n =76, P= 0,085) ни награды R 0 (9%, односторонний биномиальный критерий, n =76, P= 0.085) информация присутствовала до появления стимула (дополнительная рис. 4). Сосредоточившись вместо этого только на испытаниях после неправильных ответов, мы снова обнаружили, что значительная часть клеток (14%, односторонний биномиальный критерий, n = 76, P = 1,3 × 10 ^-3 ) может предсказать стимул. . В целом наши результаты показывают, что до начала действия стимула lOFC отслеживает второй порядок предшествующих X -1 и предвосхищает предстоящий выбор, C 0 .Таким образом, lOFC крысы несет достаточно информации, чтобы играть важную роль в интеграции непосредственной априорной информации с сенсорной информацией.}

Накопление нейронных сигналов, связанных с выбором

Если OFC представляет собой интеграцию непосредственно предшествующей информации с текущей информацией, то информация о предстоящем выборе должна увеличиваться по мере того, как в систему интегрируются дополнительные данные. Например, непосредственно перед компенсацией стимула информация о стимуле легкодоступна и должна быть объединена с предшествующей информацией для принятия обоснованных решений.На самом деле значительная часть клеток кодировала предстоящий выбор C ₀ непосредственно перед смещением стимула (рис. 4b). Эта доля была большой (30 %, односторонний биномиальный критерий, n = 87, P = 7,6 × 10 ^-14 ) и больше, чем в предстимульный период, хотя и незначительно (см. 4a,b; разница = 5 п.п., односторонний непараметрический разностный биномиальный критерий, P =0,25; см. Методы). Интеграция информации на уровне популяции может быть выполнена в рамках той же цепи, поскольку большая часть клеток также кодировала стимул S ₀ в текущем испытании (33%, односторонний биномиальный тест, n = 87). , Р= 1.1 × 10 ⁻¹⁶ ). Интересно, что в период выбора 77% всех клеток (60/78 нейронов) кодировали выбор (рис. 4в) – значительно больше, чем в достимульные периоды (рис. 4а,б; разница=52 п.п., односторонняя непараметрический разностный биномиальный тест, P <10 ⁻⁴ ). Таким образом, в lOFC происходит накопление сигналов, связанных с выбором, как показано на графике в зависимости от периода времени анализа (рис. 4d).

Стимул также, по-видимому, был закодирован в OFC разумным образом, с пиком информации перед смещением стимула.Мы обнаружили, что доля нейронов, кодирующих стимул S ₀ , значительно увеличивается от начала пробы до периода прекращения действия стимула (рис. 4г; разница = 23 п.п., односторонний непараметрический разностный биномиальный критерий, P =2,2). × 10 ^-4 ) и затем значительно уменьшается (разница = 18 п.п., односторонний непараметрический разностный биномиальный критерий, P = 3,9 × 10 ^-3 ). Кодирование прошлых событий задачи, таких как предшествующий второй порядок, предыдущий выбор и предыдущее вознаграждение, снижалось с течением времени в течение испытания (рис.4д; C _-1 : разница = 12 п.п., односторонний непараметрический разностный биномиальный критерий, P = 0,036; X _-1 : разница = 11 п.п., P = 0,033; R _-1 : разница = 19 п.п., P = 2,2 × 10 ^-3 ; различия, рассчитанные между периодами до стимула и периодами выбора). В целом эти временные профили предполагают, что информация о стимуле и предшествующем втором порядке включается в сигналы, связанные с выбором, чтобы опосредовать интеграцию информации.

Мы обнаружили корреляцию между весами кодирования для предстоящего выбора, вычисленными в периоды перед стимулом и периодом смещения стимула (рис. 5а; методы). То же самое наблюдалось для весов, рассчитанных для априора второго порядка, предыдущего выбора и предыдущего вознаграждения. Это говорит о том, что кодирование этих переменных частично обслуживается стабильными популяциями в периоды времени, когда предшествующая информация должна быть интегрирована с сенсорной информацией. Однако их кодирование отличалось в период выбора, именно тогда, когда сенсорная информация уже не нуждалась в интегрировании, поскольку такой корреляции не наблюдалось (рис.5б). В частности, увеличение количества нейронов, кодирующих выбор, с течением времени, показанное на рис. 4d, предполагает, что отсутствие корреляции между кодированием во время смещения стимула и периодами выбора может возникать из-за рекрутирования дополнительных клеток, связанных с выбором, потенциально связанных с моторикой. Мы также обнаружили, что кодирующие веса второго порядка предшествующего и предстоящего выбора положительно коррелировали в течение периода до стимула (рис. 5c; методы), предполагая, что популяции нейронов, кодирующих предыдущее пробное состояние и предстоящий выбор, частично перекрываются до предъявления стимула. .

( a ) Коэффициент корреляции между весовыми коэффициентами, оцененными в начале испытания и до смещения стимула для нескольких переменных (см. Методы). Предстоящий выбор C ₀ , предыдущий выбор X ₋₁ , предыдущий выбор C ₋₁ и предыдущее вознаграждение R ₋₁ стабильно закодированы в OFC.( b ) Ни один из коэффициентов корреляции между весами, вычисленными непосредственно перед смещением стимула и в течение периода выбора, не отличался значимо от нуля. ( c ) Существует положительная корреляция между весами кодирования, связанными с предшествующим и предстоящим выбором второго порядка в период до стимула. Двусторонний критерий перестановки (см. Методы), *= P< 0,05, **= P< 0,01, ***= P< 0,001.

Некоторые различия в поведении животных были очевидны (см.1d и дополнительный рис. 2), например, у крысы 3 вероятность потери переключения выше, чем у других крыс. Сначала мы подтвердили в отдельном анализе, что ни один из качественных результатов, описанных выше, не изменился, когда нейроны, зарегистрированные у этой крысы, были исключены из анализа. Мы также подтвердили, что анализ популяций нейронов «крыса за крысой» показал те же тенденции, о которых сообщалось выше, как правило, включая кодирование предстоящего выбора до начала действия стимула и нарастание информации, связанной с выбором, в разные периоды времени (дополнительный рис.5).

Представление ожидаемого значения и результата

После предъявления стимула, при смещении стимула, животное может почувствовать, насколько сложным было испытание. Это информирует о субъективной вероятности (уверенности) получения вознаграждения, поскольку легкие испытания должны обещать более надежное вознаграждение, чем сложные испытания. Поскольку в нашей экспериментальной установке мы не меняем сумму вознаграждения, кодирование субъективной вероятности положительного исхода равняется ожидаемому значению в текущем испытании, которое, в свою очередь, обратно пропорционально сложности испытания (см. Методы).В эту временную эпоху ожидаемое значение было закодировано в большой доле ячеек (рис. 4b; 29%, односторонний биномиальный критерий, n = 87, P = 6,1 × 10 ^-13 ). Предыдущая работа также показала, что сигналы об уверенности в принятии решения кодируются активностью одиночных клеток в OFC крысы (ссылка 33) и в теменной коре обезьян ³⁴ . Мы также обнаружили в этот период времени большую часть клеток, которые кодируют результат предсказуемым образом, поскольку эту переменную можно частично вывести на основе сложности испытания.Результат также был закодирован в период выбора (рис. 4с), что согласуется с ролью этой области в кодировании вознаграждения и результатов ^16,17 .

Поведенчески нерелевантный априор не представлен в OFC

Предыдущие результаты показывают, что OFC представляет пространство состояний, когда крысы находятся в среде, где поведенчески выгодно отслеживать эту информацию. Мы проверили кодирование непосредственной априорной информации, когда эта информация не имела значения, поместив тех же крыс в среду, где они пассивно подвергались воздействию одного и того же набора стимулов, но не получали вознаграждения.Крыс подвергали двум пассивным стадиям, до и после стадии принятия решения (см. Методы). Мы обнаружили, что OFC больше не отслеживает непосредственную априорную информацию (определяемую как предыдущий стимул S _-1 в пассивной среде, эквивалентный X _-1 на этапе принятия решения; см. Методы) в любое время во время судебного разбирательства (дополнительный рис. 6). Кодирование текущего стимула и затруднения в период стимула-смещения слабо сохранялось в этой среде, предполагая, что нерелевантные для задачи переменные, наблюдаемые в текущем испытании, не полностью отфильтровываются в OFC. Эти результаты предполагают, что OFC не отслеживает пространство состояний из непосредственного прошлого, когда эта информация не имеет отношения к задаче.

Декодирование популяции выявляет иерархию переменных в OFC

Наш предыдущий анализ показал, что после правильного выбора только две переменные значимо кодируются в предстимульном периоде в одиночных нейронах OFC, а именно, предыдущий и предстоящий выбор второго порядка (Дополнительный рис. 4). Мы подтвердили, что этот результат верен, используя гораздо более строгий тест, который не предполагает, что обе переменные закодированы линейно, как мы делали раньше.Для этого мы использовали методы декодирования, которые предсказывают одну величину за раз на основе активности популяции одновременно записанного нейронного ансамбля ³⁵ , сохраняя при этом постоянную другую величину (рис. 6; методы). Мы обнаружили, что классификатор, обученный на предстимульной активности ансамбля нейронов при фиксированном втором порядке до X _-1 , передает существенную информацию о предстоящем выборе (рис. 6а). Точно так же при обусловливании активности предстоящим выбором C ₀ мы обнаружили, что небольшие популяции нейронов передают существенную информацию о предшествующем втором порядке (рис.6б). Эти результаты справедливы как для всех ансамблей нейронов в наборе данных, так и при выборе только 10% наиболее информативных ансамблей. Производительность декодирования монотонно увеличивалась с увеличением количества нейронов в ансамбле (рис. 6а, б) ^36,37 . Поскольку в этом анализе декодирования на основе кондиционирования не предполагается, что обе эти переменные закодированы линейно, в отличие от нашего предыдущего анализа (рис. 4), эти результаты подтверждают вывод о том, что обе непосредственные априорные данные (т. предыдущий заказ) и предстоящий выбор кодируются в 1OFC.

( a ) Производительность декодирования для предстоящего выбора при фиксированном априорном уровне второго порядка увеличивается с увеличением количества нейронов в ансамбле (от одного до трех) во всех ансамблях (серый цвет) и сильнее для 10% наиболее информативных ансамбли (оранжевый). Для анализа используются только пробы после правильных ответов. Левая панель: схема, показывающая, что частота возбуждения нейронов и перед стимулом в ансамбле может зависеть не более чем от предшествующего второго порядка X _-1 и предстоящего выбора C ₀ , как было показано ранее. линейным анализом (дополнительный рис.4). Чтобы показать, что предстоящий выбор действительно модулирует нейронную активность, мы провели условный анализ, с помощью которого значение априорного значения второго порядка фиксируется (серо-синий), а линейный классификатор обучается предсказывать предстоящий выбор на основе паттернов активности в OFC (см. Методы). ( b ) Производительность декодирования для предварительного второго порядка при фиксированном предстоящем выборе. Цветовой код и анализ аналогичны предыдущей панели. Односторонний критерий перестановки, *= P< 0,05, **= P< 0.01, ***= P< 0,001.

Какие переменные легче всего расшифровать на уровне населения? Анализ из предыдущих разделов предполагает предстоящий выбор и предварительную информацию в качестве сильных соперников. Однако этот анализ был основан на отдельных нейронах и игнорировал корреляции, которые могли присутствовать в популяциях нейронов и могли влиять на представление этих переменных. Чтобы более точно ответить на этот вопрос, мы обучили классификатор, как в предыдущем абзаце, декодировать отдельные переменные для каждого испытания из активности небольших ансамблей нейронов (методы).Используя этот подход, мы обнаружили, что, в соответствии с предыдущим анализом линейного кодирования (рис. 4d), 10% наиболее информативных ансамблей нейронов имели больший объем информации о предстоящем выборе, чем о любой другой переменной (рис. 7) из пред- стимул к выбору периодов. Информация о предстоящем выборе C ₀ настолько сильно присутствовала в lOFC, что ее можно было предсказать по задержке данных, не использованных для обучения классификатора, с точностью 57 % для всех ансамблей и 76 % для первых 10 % ансамблей в предстимульный период, 64 и 78% в период смещения стимула и 79 и 92% в период выбора (рис. 7а–в) соответственно. Анализ декодирования популяции также снова выявил априорные факторы второго порядка как одну из наиболее заметно кодируемых переменных (рис. 7a–c). Другие переменные также поддавались декодированию из 10FC, но менее точно. Таким образом, анализ декодирования популяции подтверждает, что lOFC отслеживает предшествующую информацию о пробах за пробами и предсказывает предстоящий выбор.

( a ) Производительность декодирования для каждой величины в период до стимула в зависимости от количества нейронов в ансамбле (от одного до трех) во всех ансамблях (серый цвет) и для 10% наиболее информативных ансамблей (оранжевый цвет). ).Все пробы используются для анализа. ( b , c ) То же, что и на предыдущей панели для смещения стимула и периодов выбора. Этот анализ выявляет иерархию кодирования, где предстоящий выбор C ₀ и предшествующий второй порядок X ₋₁ являются двумя из наиболее сильно закодированных переменных. Односторонний критерий перестановки, *= P< 0,05, **= P< 0,01, ***= P< 0,001.

Наконец, принимая во внимание индивидуальные поведенческие различия у животных, мы попытались определить, коррелируют ли они с нейронными различиями.Мы обнаружили положительную корреляцию между вероятностью потери переключения и нейронной информацией как о предстоящем выборе, так и о предыдущем выборе второго порядка, хотя эта корреляция не достигла значимости (дополнительный рис. 7; тест перестановки, n = 3, P = 0,16). , Дополнительные методы). Таким образом, животные, которые с большей вероятностью переключались после неправильного ответа, как правило, обеспечивали лучшее считывание информации в ансамблях OFC о переменных, которые тесно связаны с этим поведением переключения.

Межвременной выбор — обзор

Межвременной выбор

Наиболее очевидные последствия возрастных различий во временных горизонтах и ​​темпоральных истолкованиях относятся к так называемому «межвременному выбору», который требует от индивидуумов принятия решения о сроках данного результата, а не результат сам по себе (Бернс и др. , 2007). В типичном сценарии участников просят выбрать между более благоприятным отсроченным исходом и менее благоприятным исходом, доступным немедленно.Сталкиваясь с такими компромиссами, большинство людей проявляют непропорциональный акцент на немедленных результатах и ​​склонны обесценивать более отсроченные результаты — явление, известное как «временное дисконтирование» (Frederick et al., 2002).

Возрастные различия во временных горизонтах и ​​восприятии могут влиять на временное дисконтирование несколькими способами. С одной стороны, исследования молодых людей показывают, что недооценка снижается, когда будущие события воспринимаются как субъективно близкие (Kim & Zauberman, 2009) и эмоционально значимые (Kassam et al., 2008). В той мере, в какой пожилые люди воспринимают время как более сжатое (Rutt & Löckenhoff, 2013) и более быстротечное, чем более молодые люди (Wittmann & Lehnhoff, 2005), они, вероятно, будут воспринимать будущие результаты как более близкие, что будет означать меньшее временное дисконтирование. . Кроме того, хорошо сохранившиеся навыки аффективного прогнозирования пожилых людей (Scheibe et al., 2010) позволяют им живо предвидеть будущие переживания, что также может уменьшить дисконтирование. С другой стороны, возрастные ограничения в будущих горизонтах (Carstensen, 2006) также могут накладывать ограничения на то, насколько пожилые люди готовы откладывать отсроченные результаты, учитывая, что их может не быть рядом, чтобы испытать их, указывая на возраст- соответствующее увеличение временного дисконтирования.

На сегодняшний день эмпирические исследования возрастных различий во временном дисконтировании сосредоточены главным образом на денежных доходах (часто гипотетических по своей природе), которые реализуются в течение нескольких лет. В целом эти исследования показывают, что по сравнению с более молодыми людьми пожилые люди менее склонны игнорировать будущие результаты (Green, Fry, & Myerson, 1994; Halfmann, Hedgcock, & Denburg, 2013; Jimura et al., 2011; Löckenhoff et al. , 2011). и др., 2011; Уилан и МакХью, 2009). Однако эти эффекты обнаруживаются не во всех исследованиях (Harrison, Lau, & Williams, 2002; Read & Read, 2004) и не распространяются на дисконтирование денежных потерь (Halfmann et al., 2013; Löckenhoff et al., 2011), первичные награды (например, жидкости: Jimura et al., 2011) и эмоциональные переживания (Löckenhoff, Reed, & Maresca, 2012). Кроме того, мало что известно о лежащих в основе механизмах, хотя есть некоторые первоначальные свидетельства того, что роль могут играть как аффективное прогнозирование (Löckenhoff et al., 2011), так и познание (Halfmann et al., 2013).

Недавно исследования были расширены за пределы стандартной парадигмы дисконтирования, чтобы изучить предпочтения временной последовательности событий.Многие варианты выбора в реальной жизни требуют, чтобы лица, принимающие решения, сортировали данный набор событий или результатов в предпочтительном временном порядке (например, организация задач в течение рабочего дня, управление хроническими заболеваниями, распределение финансовых ресурсов с течением времени). Столкнувшись с таким выбором, молодые люди, как правило, предпочитают «возрастающие» последовательности, в которых наиболее позитивные события сохраняются напоследок (Frederick et al., 2002; Loewenstein & Prelec, 1993). Напротив, единственное исследование, в котором изучались возрастные различия в таких эффектах, показало, что, когда их просили просмотреть серию положительных, отрицательных и нейтральных изображений (Löckenhoff et al., 2012), молодые люди предпочитали возрастающие последовательности, в то время как пожилые люди предпочитали «плоские» последовательности, в которых изображения разной валентности были равномерно перемежены. Возрастные различия в глобальных временных горизонтах объясняют эффекты, что согласуется с предыдущими выводами, указывающими на то, что ограничения во временных горизонтах связаны с тенденцией к переживанию и преследованию смешанных эмоциональных переживаний (Carstensen, 2006; Ersner-Hershfield, Mikels, Sullivan, & Carstensen). , 2008).

Кроме того, существуют иллюзорные формы межвременного выбора, когда лица, принимающие решения, реагируют так, как если бы будущие результаты зависели от прошлых обязательств, хотя реальной связи между ними нет. Ярким примером является заблуждение о невозвратных затратах, которое включает в себя иррациональную тенденцию «выбрасывать хорошие деньги после плохих» (van Putten, Zeelenberg, & van Dijk, 2010) или, в более общем смысле, вкладывать дополнительные будущие ресурсы в опцион. в который человек уже инвестировал (т. е. невозвратные затраты с точки зрения денег, времени или усилий) по сравнению с вариантом, в который не было сделано никаких предварительных инвестиций (Arkes & Ayton, 1999). Исследования последовательно показывают, что пожилые люди менее подвержены влиянию необратимых затрат, чем их более молодые коллеги (Bruine de Bruin, Parker, & Fischhoff, 2007; Strough, Karns, & Schlosnagle, 2011; Strough, Mehta, McFall, & Schuller, 2008). ), и есть некоторые намеки на то, что возрастная тенденция сосредотачиваться на настоящем моменте (в отличие от прошлого или будущего) может способствовать этому эффекту: исследования студентов колледжей показывают, что те, кто сосредотачивается либо на прошлом, либо на будущем (в отличие от настоящего) с большей вероятностью будут увеличивать инвестиции после необратимых затрат (Karlsson, Juliusson, Grankvist, & Garling, 2002; van Putten et al. , 2010). Кроме того, статистически контролируемые мысли о прошлых инвестициях объясняют возрастные различия в эффектах невозвратных затрат (Strough, Schlosnagle, & DiDonato, 2011), а экспериментальное ограничение глобальных временных горизонтов снижает ошибочность невозвратных затрат у более молодых людей (Strough, Schlosnagle). , Карнс, Лемастер и Пичаяйотин, 2014 г.).

Сравнение шести коммерчески доступных тестов на антитела к SARS-CoV-2 — выбор теста зависит от предполагаемого использования

Основные моменты

•

Тесты бокового потока с низкой чувствительностью не подходят для диагностики и мониторинга SARS-CoV-2.

•

Чувствительный ИФА против SARS-CoV-2 подходит для диагностики COVID-19 в легких случаях.

•

Анализы IgG ELISA с высокой специфичностью подходят для исследований серопревалентности.

Резюме

Цели

Оценить шесть коммерческих серологических тестов для обнаружения антител IgA, IgM или IgG к SARS-CoV-2 при различной степени тяжести заболевания.

Методы

Были включены три теста латерального потока (LFT) (Acro IgM/IgG, CTK IgM/IgG, Livzon IgM/IgG) и три анализа ELISA (Euroimmun IgA и IgG, Wantai IgM). Применение оценивалось с использованием образцов от 57 пациентов с положительной полимеразной цепной реакцией с обратной транскрипцией SARS-CoV-2, стратифицированных в соответствии с тяжестью заболевания. Специфичность оценивали с использованием исторических образцов от 200 доноров крови.

Результаты

В то время как LFT IgM не удалось обнаружить антитела к SARS-CoV-2 у 37–84% не госпитализированных пациентов, ИФА Wantai IgM обнаружил антитела у 79%.Euroimmun IgG ELISA выявил антитела у 95% не госпитализированных пациентов. Уровни IgA, IgM и IgG ELISA изначально были низкими, со временем увеличивались и коррелировали с тяжестью заболевания. Чувствительность LFT снижалась в образцах, взятых >28 дней после появления/разрешения симптомов. Livzon IgG LFT имел самую высокую специфичность (98,5%), за ним следовал Euroimmun IgG ELISA (96,2%). Специфичность ИФА Euroimmun IgA улучшилась (≥97,5%) при использовании пользовательского порогового значения (4,0).

Выводы

Чувствительные и полуколичественные анализы ELISA наиболее подходят для серологического выявления инфекции SARS-CoV-2 в легких случаях.Livzon LFT и Euroimmun ELISA обладают самой высокой специфичностью среди анализов IgG, что делает их наиболее подходящими для исследований серопревалентности.

Ключевые слова

Антитела к SARS-CoV-2

COVID-19

ИФА

Тест бокового потока

Рекомендуемые статьиСсылки на статьи (0)

© 2020 The Authors. Опубликовано Elsevier Ltd от имени Международного общества инфекционных заболеваний.

Рекомендуемые статьи

Ссылки на статьи

Латеральная орбитофронтальная кора способствует пошаговому обучению рискованным, но не пространственным искажениям

Основные версии:

1) Пересмотреть часть Введения, чтобы включить более узкий набор исследований в качестве основы для этих экспериментов. Например, в настоящее время цитируются данные о mOFC (Bradfield et al., Neuron, 2015) в кодировании ненаблюдаемого исхода, но есть дополнительные (и растущие) доказательства функциональной диссоциации mOFC крысы от lOFC (Izquierdo, 2017), как в настоящее время. учился здесь; см. самый последний соответствующий пример этого, сделанный Hervig et al., 2019. Приписывают ли авторы эту конкретную функцию lOFC или, возможно, она также опосредована другими субрегионами OFC? Я также обнаружил, что концептуальные связи настоящей работы о влиянии истории/статистики вознаграждения с литературой по принятию экономических решений во введении довольно расплывчаты.Что в этой задаче делает ее задачей принятия экономических решений?

Мы благодарим рецензента за этот комментарий. Мы переписали Введение, включив в него обсуждение различных подразделений OFC. Мы удалили ссылку на Брэдфилда и процитировали статьи, предложенные рецензентом. Мы также удалили раздел введения, в котором обсуждалось принятие экономических решений относительно ОФК. Мы вырезали и вставили часть нового текста из пересмотренного Введения ниже:

«​ОФК не является монолитной структурой: у крыс подразделения (т.g., вентральная область орбиты, латеральная область орбиты, агранулярный островок) характеризуются различными эфферентными и афферентными проекциями, и, предположительно, как следствие, появляется все больше свидетельств того, что эти подразделения вносят различный функциональный вклад в поведение (Dalton et al., 2016). ; Groeneweggen, 1988; Hervig et al., 2019; Izquierdo, 2017; Murphy and Deutch, 2018; Ray and Price, 1992). Основываясь на связности, IOFC крысы (включая латеральные орбитальные и агранулярные островковые области) считается гомологичной центрально-латеральной OFC обезьян (Heilbronner et al., 2016; Искьердо, 2017 г.; Stalnaker et al., 2015), хотя в этих областях у разных видов наблюдаются различия, например, в нервной динамике после обратного обучения (Morrison et al., 2011; Schoenbaum et al., 1999)».

2) Во время контрольного периода была мультимодальная сигнализация величины (частота щелчков, слуховая) и вероятности (световые вспышки, визуальная). Авторы, возможно, захотят рассмотреть, как эти сложные, составные стимулы могут изменить вовлеченность OFC в течение всего сеанса и между сеансами, особенно с учетом того, что это лонгитюдные эксперименты.Например, представлены ли эти различные атрибуты вознаграждения ортогонально в OFC и меняются ли они со временем (от раннего к позднему обучению)? Доказательства этого есть в PFC нечеловеческих приматов (Hunt et al., 2018), и контраст может быть интересным. Соответственно, авторы могли бы обсудить, могут ли и каким образом другие области (например, ACC, M2) у крыс мультиплексировать эти атрибуты вознаграждения и способствовать выбору и выбору действий. Или авторы считают, что этим занимается OFC? Просьба уточнить.

Мы благодарим рецензента за этот содержательный вопрос.Нас особенно интересует, представлены ли различные атрибуты вознаграждения в этой задаче ортогонально в OFC. Однако из-за большого набора вариантов (каждая панель на рисунке 1E соответствует уникальному типу испытаний) и ограниченных данных решение этого вопроса с помощью нашего набора данных является нетривиальным. В настоящее время мы разрабатываем более сложные аналитические инструменты, чтобы показать, как нейроны в OFC представляют эти различные атрибуты вознаграждения, но это продолжающееся исследование, которое мы рассматриваем как выходящее за рамки настоящей статьи.Мы надеемся получить исчерпывающий ответ для рецензента в будущей рукописи.

Мы изменили Обсуждение, чтобы процитировать недавние данные, свидетельствующие о том, что OFC может быть важным для изучения значений действия, но не участвует в выборе действия или выборе как таковом. По предложению рецензента мы теперь ссылаемся на Hunt et al. (2018). Мы включили следующий текст в пересмотренное Обсуждение:

“ ​В этом исследовании использовались сенсорные стимулы (визуальные вспышки, слуховые щелчки) для передачи животному информации о вариантах вознаграждения.[…] Интригующим направлением будущих исследований будет запись нейронной активности в OFC, когда животные изучают ассоциации между сенсорными стимулами и атрибутами вознаграждения, чтобы охарактеризовать эволюцию динамики в OFC от раннего к позднему обучению».

3) Микрофотография вирусной экспрессии выглядит хорошо сфокусированной в основном на латеральной орбите, но я также вижу экспрессию на вентральной орбите и, возможно, даже на M2. Возможно, было бы более тщательно показать реконструкцию нескольких коронарных срезов на разных уровнях распространения этого вируса и соотнести расположение с поведенческими эффектами.

Мы благодарим рецензента за этот комментарий. Мы намеренно сделали большие инъекции вируса, потому что рассудили, что распространение света от кончика волокна (которое, как показали наши контрольные эксперименты, составляет примерно 1 мм) будет определять и ограничивать инактивированную область. Микрофотография, показанная на основном и дополнительном рисунке, была выбрана потому, что на этом изображении можно было увидеть дорожку оптоволокна (рис. 3 — дополнение к рис. 1Е). К сожалению, это не является репрезентативным: поскольку мы использовали относительно небольшие оптические волокна (сердечник 50 мкм по сравнению с сердечником 200 мкм или 400 мкм, используемым в большинстве лабораторий), в большинстве случаев волокна не вызывают видимые повреждения тканей.

Хотя возможно некоторое распространение вируса на M2, наблюдаемый нами оптогенетический эффект наблюдался в исследованиях после оптогенетического возмущения. Более того, у 11/13 крыс мы не наблюдали значимого изменения латентных периодов выбора при фототорможении (т. е. времени от выхода из центрального тычка до тыка в боковой порт, которое происходило при включенном лазере). В совокупности эти данные свидетельствуют о том, что наблюдаемый нами поведенческий эффект не был связан с нецелевым ингибированием М2.Это рассуждение включено в раздел «Результаты» рукописи.

Теперь мы включили дополнительную микрофотографию (рис. 2 — дополнение к рисунку 1D), показывающую расположение электролитических повреждений, сделанных тетродами, у одной из наших крыс, использованных для электрофизиологии. Мы надеемся, что это даст дополнительную информацию и уверенность в нашей способности ориентироваться на LO/AI.

4) погрешность оценки риска довольно мала; если я правильно понял, это означает среднее изменение вероятности выбора, равное 0. 02, что примерно в 10 раз меньше, чем среднее смещение потери при переключении (рис. 1F, H). Это согласуется с гораздо более слабым кодированием смещения риска по сравнению с пространственным смещением (рис. 4B, F). Это нормально, это то, что есть, но авторам следует упомянуть об этой разнице более явно. Поначалу удивительно, что инактивация устраняет предвзятость к риску, но оставляет нетронутой предвзятость по пространству, учитывая, насколько важным кажется последнее. Объяснение, предложенное в Обсуждении («Мы обнаружили, что влияние возмущения…»), вполне разумно, но можно указать на разницу в размерах, чтобы подчеркнуть, что здесь все еще есть некоторая загадка, которую нужно решить, т.е.е., почему пространственное смещение так сильно представлено в OFC, если его основная функция не состоит в том, чтобы навязывать его?

Мы благодарим рецензента за то, что он поднял этот вопрос. Мы попытались более подробно рассмотреть неравную величину пространственных и рискованных предубеждений, включив следующий текст в раздел «Результаты»:

«Примечательно, однако, что величина пространственной предвзятости крыс «выиграл-остался/проиграл-переключился» была намного больше, чем величина их рискованной предвзятости «выиграл-остался» (рис. 1F, H).

А в пункте Обсуждение:

«Это поднимает интригующий вопрос: почему эти переменные так сильно представлены в lOFC, если животное, похоже, не использует эти представления для управления поведением?»

В связи с этим изменяются единицы рискованного уклона. На рис. 1F, G это просто фактическое изменение вероятности, тогда как далее (рис. 3E, 5C) оно выражается в процентах, но в процентах от чего? Разве не было бы яснее, если бы числа указывали на необработанную разницу в вероятности, как на рис. 1F, G, даже если бы они были небольшими? Между прочим, подпись к рисунку 3E в настоящее время описывает единицы смещения риска как «разницу в вероятности», а не как процент.

Благодарим рецензента за этот комментарий, мы изменили цифры так, чтобы все они были в единицах Δвероятности.

5) Если я правильно понимаю, коэффициент испытаний в разложении TCA представляет собой усиление каждого испытания. Разве этот фактор и, следовательно, результат на рис. 2G не зависят от количества зарегистрированных нейронов? Было бы полезно кое-что сказать об этом в Материалах и методах, потому что ограниченное количество зарегистрированных нейронов может недооценивать корреляцию между фактором проб и историей вознаграждения.Кроме того, значимость корреляций может зависеть от количества зарегистрированных нейронов, не так ли?

Мы благодарим рецензента за то, что он выразил важную озабоченность по поводу наших методов. Рецензент прав в том, что пробный фактор в разложении TCA — это выигрыш от каждого испытания. Этот пробный фактор и временной фактор зависят от количества зарегистрированных нейронов только в том смысле, что если нейроны демонстрируют неоднородные ответы во время поведения, запись большего количества нейронов может отобразить другую динамику. Наша оценка корреляции между пробным фактором и историей вознаграждения является самой зашумленной для сеансов с небольшим количеством нейронов, поскольку динамика отдельных нейронов оказывает большее влияние. Однако мы не обнаружили систематической ошибки в нашей оценке корреляции с историей вознаграждения и количеством нейронов в каждом сеансе (рис. 2 — дополнение к рисунку 2I). Мы добавили в рукопись следующий текст:

«Мы отмечаем отсутствие систематической связи между корреляцией истории вознаграждения крыс и пробных факторов, а также количеством одновременно регистрируемых нейронов в каждом сеансе (рис. 2 — дополнение к рисунку 2H, I).

6) Подраздел «Результаты» «Нарушение lOFC во время отчета о выборе устранило рискованную предвзятость «выиграл-остайся», первый абзац: «и большинство этих единиц не были селективными для левого / правого выбора». Это утверждение кажется неверным. Рисунок 4 — дополнение к рисунку 1 показывает, что 54 нейрона не были селективными в сторону, тогда как 47+27=74 были избирательными.

Мы благодарим рецензента за обнаружение этого неверного утверждения. Мы удалили этот текст из рукописи.

7) Еще один момент касается OFC и тайминга.В настоящее время существует как минимум 2 исследования, показывающих, что ОФК грызунов может играть важную роль в определении времени подкрепления (Бахурин и др., J Neurosci, 2017; Столярова и Искьердо, 2017). В частности, последний сообщил о доказательствах того, что поражения OFC снижают способность животного представлять подробное распределение задержки времени доставки вознаграждения, полученное в течение долговременного опыта (как в настоящем исследовании). Возможно, я пропустил это, но задумывались ли авторы о том, влияет ли и как временное окно контрольного периода на стратегию/производительность в течение отчетного периода? Было бы хорошо знать, что нет никаких различий в сообщениях о выборе, которые можно отнести к неудаче в представлении коротких (2.6 с) по сравнению с длинными (3,4 с) периодами сигнала. Даже если бы это было так, это могло бы помочь устранить возможность того, что OFC используется для представления дисперсии временной величины. Соответственно, мне непонятно, почему был выбран диапазон 2,6–3,35 с и введен диапазон 4 с для фотоингибирования, могут ли авторы дать обоснование или пояснить?

Мы благодарим рецензента за то, что он поднял этот важный вопрос. Продолжительность испытаний отражает аспекты сенсорных стимулов, которые мы использовали. В частности, на каждом испытании один порт предлагал определенную награду, которая в большинстве вариантов задания соответствовала предъявлению 10 вспышек с этой стороны.Вспышки происходили в бинах по 250 мс, чтобы избежать явления, известного как «слияние мерцаний», или восприятия быстрых прерывистых вспышек как непрерывного освещения. Считается, что у крыс слияние мельканий происходит, когда последующие вспышки возникают в течение 50 мс или меньше, основываясь на измерениях вызванных потенциалов кожи головы. 250 мс было выбрано потому, что оно безопасно вне этого окна; мы использовали аналогичные интервалы между вспышками в наших предыдущих исследованиях перцептивного принятия решений (Scott et al., 2015). 250 мс окна x 10 вспышек налагают минимальную пробную продолжительность 2.5 секунд. Также был период задержки до вспышки и после вспышки, оба из которых были переменными. Мы ввели эту изменчивость, чтобы различные события задачи, в том числе начало представления вспышек и щелчков, не были полностью коррелированы и могли быть независимо связаны с поведением/нейронными реакциями. Требование, чтобы крысы сохраняли фиксацию, удерживая нос в центральном порту, становится сложной задачей при более длительных продолжительность; поэтому мы не расширили диапазон, чтобы он был намного больше, чем продолжительность, необходимая для учета 10 вспышек и этих двух периодов задержки.

Сначала мы выполнили некоторые электрофизиологические записи и заметили, что большая часть кодирования левого/правого выбора и вознаграждения в интервале между испытаниями прекратилась через 4 секунды после того, как крысы покинули центральный порт (рис. 4F). Это наблюдение мотивировало наш выбор фотоингибирования в течение 4 секунд, запускаемого, когда крысы покидают центральный порт.

Чтобы ответить на комментарий рецензента, мы отдельно проанализировали наши оптогенетические данные для испытаний с короткой (<3 секунд) и большей (>3 секунд) продолжительностью.Мы обнаружили, что фотоингибирование во время отчета о выборе устраняло рискованную предвзятость «выиграл-остался» независимо от продолжительности испытаний (p = 0,07, после коротких испытаний, p = 0,10 для длительных испытаний, однофакторный дисперсионный анализ, сравнивающий безопасный выбор после безопасных или рискованных вознаграждений). Мы отмечаем, что, хотя продолжительность испытаний была переменной, она охватывала узкий диапазон по сравнению с продолжительностью задержки вознаграждения (в среднем 5-20 секунд) в Stolyarova and Izquierdo (2017). Бахурин и др. (2017) использовали более короткую задержку вознаграждения (2,5 с), но в паволивской парадигме обусловливания, в которой условный стимул предсказывал вознаграждение 2. через 5 с. В нашей задаче крысы, как правило, выбирали сторону, предлагающую большее ожидаемое значение, и поэтому использовали сенсорные стимулы в каждом испытании, чтобы сообщить об этом решении. Таким образом, когда они вошли в центр, они, по-видимому, собирали сенсорные доказательства, чтобы получить информацию о вариантах вознаграждения с каждой стороны; не просто оценка прошедшего времени, как у Бахурина и соавт. Наконец, когда крыса была свободна покинуть центральный тычок, экспериментатор не изменил времени вознаграждения: как только крыса вошла в боковой тычок, через 100 мс она получила водное вознаграждение (или немедленный слуховой сигнал, указывающий на то, что отсутствие вознаграждения).

Таким образом, мы считаем, что наш дизайн задачи и существующий набор данных не подходят для рассмотрения потенциальной роли OFC в представлении дисперсии временной величины (хотя мы не считаем наши данные несовместимыми с этой гипотезой). Это интересная тема для будущих исследований OFC, особенно учитывая интригующие результаты Бахурина и соавт. (2017) и Столярова и Искьердо (2017).

границ | Междоменная ассоциация в метакогнитивной эффективности зависит от типов задач первого порядка

Введение

Метапознание — это важная когнитивная способность, которая позволяет нам отслеживать и регулировать собственные мыслительные процессы и выполнение задач.В экспериментах одним из способов количественной оценки метакогнитивной чувствительности является оценка соответствия между испытаниями и точностью в поведенческих задачах. Важный вопрос, который остается неясным, заключается в том, зависит ли метапознание, лежащее в основе различных доменов обработки, таких как метапознание для зрительного восприятия и памяти, от отдельных, специфичных для домена нейрокогнитивных механизмов или от единой, общей для домена системы, которая поддерживает метапознание для всех умственных способностей. .

Результаты недавних нейрофизиологических исследований (например,г. , Бэрд и др., 2013, 2015; Маккарди и др., 2013 г.; Флеминг и др., 2014; Morales et al., 2018) во многом последовательны: они обнаружили, что при выполнении метакогнитивных задач в разных областях обработки (например, метапознание для визуальной задачи по сравнению с метапознанием для задачи памяти) задействуются разные области мозга. Это говорит о том, что существуют специфичные для домена нейронные механизмы, которые поддерживают метапознание для домена обработки. Интересно, однако, что результаты несколько противоречивы на поведенческом уровне.

Широко используемый метод в поведенческих исследованиях для решения вышеупомянутого вопроса о предметной области в целом по сравнению с предметно-специфическим подходом — это подход индивидуальных различий. Исследователи отдельно измеряют метакогнитивную эффективность в двух разных областях обработки (например, зрение и память), а затем вычисляют корреляцию между ними у разных людей. Если метапознание является общим для домена, в основе метакогнитивных ответов в разных доменах должен лежать один и тот же механизм, и должна существовать значительная положительная междоменная связь в метакогнитивной эффективности. В частности, в то время как McCurdy et al. (2013) сообщили о положительной корреляции между метакогнитивной эффективностью памяти (т.е. метапамятью) и зрительным восприятием, Baird et al. (2013) такой корреляции не обнаружили.

Есть несколько причин, которые могут объяснить такое несоответствие. Первый касается статистической мощности. Поскольку в двух исследованиях использовались разные размеры выборки ( n = 34 для McCurdy et al., 2013 и n = 52 для Baird et al., 2013), статистическая мощность может различаться между двумя исследованиями.Кроме того, в случае Baird et al. мощность может быть слишком низкой, чтобы обнаружить, возможно, слабую междоменную ассоциацию метакогнитивной чувствительности, если таковая имеется. Поэтому в настоящем исследовании мы попытались воспроизвести оба эксперимента с гораздо большим размером выборки ( n около 100) для большей и более похожей, сопоставимого уровня статистической мощности.

Другая проблема заключается в том, что ни McCurdy et al. (2013), ни Baird et al. (2013) использовали один и тот же тип стимула между двумя задачами.В частности, в обоих исследованиях использовались круги с решетками для задачи на зрение, а слова — для задачи на память. В целом это затруднило бы сравнение метакогнитивных процессов, лежащих в основе двух задач. Чтобы решить эту проблему, мы использовали один и тот же тип стимула для всех задач в настоящем исследовании.

Хотя вышеупомянутые проблемы, связанные со статистикой и дизайном эксперимента, могли способствовать противоречивости результатов, мы предполагаем, что наиболее важным фактором, связанным с изучением метакогнитивной обработки, было тонкое, но решающее различие между двумя исследованиями, как это было предложено Baird et al.(2013) себя. В то время как Маккарди и соавт. (2013) потребовали двухальтернативных суждений о различении принудительного выбора (2AFC) как для зрительных задач, так и для задач памяти, Baird et al. (2013) требовали суждения 2AFC для визуальной задачи, но суждения да/нет (YN) для задачи памяти. Различие между задачей 2AFC и задачей YN настолько тонкое, что многие исследователи склонны использовать эти два названия как синонимы. Поясним ключевое различие между двумя задачами ниже.

В каждом испытании задачи 2AFC участнику предъявляются два стимула либо в двух разных пространственных положениях одновременно (традиционное определение для 2AFC), либо один за другим последовательно (некоторые называют это заданием с принудительным выбором с двумя интервалами). или 2IFC).Задача состоит в том, чтобы определить пространственное или временное расположение двух стимулов, например, находится ли «старое слово» (которое было представлено ранее) слева, а «новое» слово — справа, или наоборот (как было сделано в McCurdy et al., 2013). Отличительной чертой задачи 2AFC является то, что необходимо предъявить и стимулов.

В каждом испытании задачи YN участник отвечает на бинарный вопрос «да или нет» о одиночных стимулах в каждом испытании, например, является ли представленное слово новым или старым (как это было сделано в Baird et al. др., 2013). Иногда этот тип задания YN также известен как задание на различение с двумя вариантами ответа, поскольку участник различает единственный представленный стимул между двумя вариантами выбора.

Поскольку задачи 2AFC и YN, по-видимому, включают довольно разные процессы восприятия, познания и даже принятия решений, они могут влиять на метакогнитивные суждения (более подробное сравнение между двумя типами задач см. в разделе «Обсуждение»). Это может помешать исследователям получить сопоставимые измерения междоменной ассоциации метакогнитивной чувствительности, что может быть основной причиной противоречивых результатов между двумя описанными выше исследованиями, а также во многих других поведенческих результатах (например,г., Валк и др., 2016; Садеги и др., 2017; Моралес и др., 2018).

Таким образом, основная цель настоящего исследования состояла в том, чтобы эмпирически решить вышеуказанные вопросы с помощью серии экспериментов. Мы систематически варьировали использование задач (2AFC по сравнению с YN) для различных доменов обработки, а именно зрения и памяти, и измеряли результирующую междоменную ассоциацию метакогнитивной чувствительности. С точки зрения использования заданий Эксперимент 1 повторил действия McCurdy et al. (2013) в том, что и визуальные задачи, и задачи памяти включали суждения 2AFC.Эксперимент 2 повторили Baird et al. (2013) в том, что зрительная задача включала суждения 2AFC, а задача памяти включала суждения YN. Чтобы дополнительно изучить возможность того, что междоменная ассоциация может быть просто связана с использованием одного и того же типа задач в разных областях, мы использовали суждения YN для задач на зрение и память в эксперименте 3, который был аналогичен Fitzgerald et al. (2017). ) учиться.

В то же время мы рассмотрели вышеупомянутые проблемы статистической мощности и дизайна стимула, проведя онлайн-исследование ( n = 100 для каждого эксперимента) и используя один и тот же стимул (группа кругов) как для зрительного восприятия, так и для памяти. задачи, которые отличались бы от планов McCurdy et al.(2013) и Baird et al. (2013), но смогли согласовать противоречивые результаты двух исследований.

Материалы и методы (для всех экспериментов)

субъекта

В каждом из следующих экспериментов 100 здоровых субъектов были набраны с помощью службы размещения задач Amazon Mechanical Turk. Все эксперименты проводились через Интернет (с использованием одного и того же сервиса). Право на участие определялось субъектами и перечислялось в онлайн-рекламе и форме согласия на исследование; для участия в эксперименте все испытуемые должны были иметь нормальное или скорректированное до нормального зрение (т.g., очки или контактные линзы) и отсутствие в анамнезе каких-либо психических или неврологических заболеваний или судорог. Все испытуемые дали согласие на участие. Каждый испытуемый получал компенсацию в размере 4 долларов за завершение каждого эксперимента с возможностью получения бонуса в размере 1 доллара, если его результаты были выше, чем у предыдущего участника.

Стимул

Стимулом как для задач на зрение, так и на память служило скопление обведенных черным кругов разного размера на белом фоне. Положения кругов определялись случайным образом со следующими ограничениями: кругам не разрешалось накладываться друг на друга, а расстояние между любыми двумя кругами в кластере ограничивалось определенным диапазоном, чтобы круги не были слишком далеко или слишком близко. для другого.

Визуальная задача

Визуальная задача представляла собой задачу сравнения среднего размера. Радиус каждого круга выбирался случайным образом из заданного среднего количества пикселей. Этот средний радиус варьировался в соответствии с ступенчатой ​​процедурой, описанной ниже.В каждом эксперименте каждый испытуемый выполнил 120 попыток визуального задания.

В визуальной задаче 2AFC (рис. 1А; для экспериментов 1 и 2) испытуемым предъявлялись рядом два независимо сгенерированных кластера кругов в течение 475 мс, за которыми следовал пустой экран в течение 500 мс. Затем испытуемым давали 2,25 с, чтобы указать, какое скопление кругов имело больший средний размер. После этого ответа испытуемым давали еще 2,25 с, чтобы указать, насколько они были уверены в предыдущем суждении, нажав любую цифровую клавишу от 1 до 4, где 1 означает совсем не уверен, а 4 означает крайне уверен. После уверенного ответа демонстрировался пустой экран на 1,5 с, прежде чем начиналось следующее испытание.

Рис. 1. Временная шкала отдельных испытаний по различным задачам. (A) Визуальная задача с оценками 2AFC. Испытуемым показывали две группы кругов, за которыми следовал пустой экран, а затем им предлагалось различать, находится ли группа с (в среднем) большими кругами слева или справа (T1). Затем они оценили свою уверенность по шкале от 1 до 4 (где 1 — совсем не уверен, а 4 — полностью уверен) в своем суждении о различении (T2).Пустой экран завершил испытание. (B) Зрительное задание с суждениями YN. Каждое испытание визуальной задачи, требующее оценок YN, было идентично испытанию зрительной задачи 2AFC, за исключением того, что испытуемым показывали только один кластер, а позже им предлагалось различить, имеет ли кластер (в среднем) большие круги, чем кластер «среднего» размера. (Т1). (C) Задача памяти с оценками 2AFC. Испытуемым показывали четыре круга, за которыми следовал пустой экран. Затем предъявлялись два паттерна, один из предыдущего предъявления стимула и один новый паттерн; участникам было предложено выбрать образец, который появился раньше (T1).Как и в случае со зрительными задачами, они затем давали уверенные суждения по шкале от 1 до 4 (T2). Пустой экран завершил испытание. (D) Задание на запоминание с суждениями YN. Каждое испытание с заданием на память, требующее оценки YN, было идентично испытанию с заданием на запоминание 2AFC, за исключением того, что во время дискриминационной части задания предъявлялся только один паттерн, и испытуемым давали указание определить, появлялся ли он при предыдущем предъявлении стимула или нет (T1 ).

В визуальном задании YN (рис. 1B; для эксперимента 3) испытуемым сначала показывали десять различных примерных групп кругов и сообщали, что они имеют «средний» размер.Затем в каждом испытании задачи YN испытуемым предъявляли одну группу кругов и просили указать, были ли круги в этой группе в среднем больше или меньше, чем круги в средних группах, которые они просматривали в начале. Другие детали стимула и процедуры были такими же, как и в описанной выше визуальной задаче 2AFC.

Задача памяти

Задача памяти касалась определенного рисунка кругов, а не среднего размера. Сначала испытуемым предъявляли четыре целевых шаблона, которые нужно было запомнить, а затем выполняли задание на запоминание по определенному шаблону с уверенной оценкой впоследствии.Чтобы контролировать сложность задачи в каждом испытании, продолжительность «изучения» целевых паттернов варьировалась в соответствии с описанной ниже ступенчатой ​​процедурой. В каждом эксперименте каждый испытуемый выполнил 120 попыток задания на память.

В каждом испытании задачи памяти 2AFC (рис. 1C; для эксперимента 1) испытуемым сначала предъявлялись четыре целевых шаблона кругов на продолжительность от 4,5 до 11,5 с (т. е. продолжительность исследования; контролируемая ступенчатой ​​процедурой). описано ниже). Четыре шаблона были расположены в четырех квадрантах экрана (см. первую панель на рисунке 1C). Затем был представлен пустой экран на 500 мс. Затем испытуемым были представлены рядом два узора из кругов. Один из двух паттернов был выбран из четырех только что представленных целевых паттернов, а другой был новым, независимо сгенерированным паттерном. Испытуемым давали 2,25 с, чтобы указать, какой из двух паттернов ранее был представлен среди четырех целевых паттернов. Затем испытуемым давали 2,25 с, чтобы показать уверенность по шкале от 1 до 4, которая была идентична используемой в визуальном задании.Затем на 1,5 с перед началом следующего испытания демонстрировался пустой экран. В трех последующих испытаниях использовалась та же процедура, за исключением того, что четыре целевых образца не предъявлялись снова. Эти четыре испытания составили мини-блок для задачи памяти 2AFC.

Задача памяти YN (рис. 1D; для экспериментов 2 и 3) была идентична задаче памяти 2AFC, описанной выше, за исключением следующего. Вместо двух паттернов (т. е. один от мишени, один из вновь созданной фольги) предъявлялся только один паттерн. Задача состояла в том, чтобы указать, был ли данный паттерн представлен среди четырех целевых паттернов в начале мини-блока.

Как у McCurdy et al. (2013) и Baird et al. (2013), в каждом из экспериментов все испытуемые выполняли как зрительную задачу, так и задачу памяти.

Лестничная процедура

Как для задач на зрение, так и для задач на память, сложность задач контролировалась с помощью процедур n -вверх- m -вниз по лестнице. В каждой лестнице уровень сложности следующего испытания будет увеличен на один шаг (т.на одну единицу сложнее), если испытуемый последовательно дал n правильных ответов, и скорректирован на один размер шага (т.е. на одну единицу легче), если испытуемый последовательно дал m неправильных ответов ). Если испытуемый дал менее 90 005 n 90 006 последовательных правильных ответов или менее 90 005 m 90 006 последовательных неправильных ответов, уровень сложности следующего испытания оставался неизменным.

Для визуальной задачи 2AFC разница в среднем радиусе между двумя представленными кластерами была изменена для контроля сложности задачи. После каждого ответа алгоритм случайным образом выбирает между лестницей 2 вверх-1 вниз и 3 вверх-1 вниз и соответственно определяет разницу в среднем радиусе. Это позволило производительности задачи 2AFC приблизиться к ожидаемому значению около 75%. Начальная разница в среднем радиусе составляла 6 пикселей, а размер шага как для увеличения, так и для уменьшения среднего радиуса составлял 1 пиксель. Для всех испытаний максимальная и минимальная разница в среднем радиусе были зафиксированы на уровне 11 пикселей и 1 пиксель соответственно.

Для визуальной задачи YN сложность контролировалась путем изменения разницы в среднем радиусе между представленным кластером и «средними» кластерами. Начальная разница составляла 4 пикселя, а размер шага как для увеличения, так и для уменьшения среднего радиуса составлял 1 пиксель. Для всех испытаний максимальная и минимальная разница в среднем радиусе были зафиксированы на уровне 7 пикселей и 1 пиксель соответственно.

Для задач памяти 2AFC и памяти YN использовалась одна и та же ступенчатая процедура. Сложность задания контролировалась путем изменения продолжительности изучения целевых паттернов. В начале каждого миниблока длительность данного исследования определялась вариантом лестничной процедуры 4-вниз-2-вверх с шагом 500 мс: если испытуемый правильно дал все четыре ответа в предыдущем мини-блоке, блок, продолжительность исследования текущего миниблока сократится на 500 мс, что усложнит задачу памяти для текущего миниблока; если испытуемый дал два или менее правильных ответа в предыдущем мини-блоке, продолжительность исследования для текущего мини-блока увеличивалась на 500 мс, что облегчало задачу памяти для текущего мини-блока; в противном случае, если испытуемый дал ровно три из четырех правильных ответов в предыдущем мини-блоке, продолжительность исследования для текущего мини-блока не изменилась.Эта ступенчатая процедура позволила бы производительности задачи памяти приблизиться к ожидаемому значению 75%. Продолжительность исследования первого миниблока для всех испытуемых составила 8 с. Минимальная и максимальная продолжительность исследования для всех миниблоков составила 4,5 и 11,5 с соответственно.

Дополнительные меры по обеспечению активного участия

Как для зрительных задач, так и для задач на память, 5% испытаний (т. е. 6 попыток для каждой задачи в каждом эксперименте) были попытками-уловами. Пробы-ловушки были введены, чтобы убедиться, что участники активно выполняли задание и правильно понимали инструкции.Каждое испытание на улов состояло из стимула, который чрезвычайно облегчал задачу. Если испытуемые плохо справились с любыми двумя испытаниями, им сообщали, что они не справились с некоторыми из более простых испытаний, и спрашивали, хотят ли они продолжать эксперимент.

Кроме того, испытуемые, которые не давали ответов в течение заданного времени (2,25 с) в течение четырех последовательных попыток, получали предупреждение о том, что им следует обратить более пристальное внимание на задание и что они не смогут продолжать эксперимент, если они не удалось этого сделать. После этого, если испытуемый снова не реагировал вовремя в четырех последовательных попытках, его участие в эксперименте немедленно прекращалось.

В каждом эксперименте каждый испытуемый выполнял как зрительные задачи, так и задания на память, при этом порядок выполнения задач был уравновешен между субъектами. На выполнение каждого эксперимента уходило около 1 часа. Все испытуемые выполнили все задания за одно занятие. Поскольку пребывание в неподвижном состоянии и выполнение задания в течение 1 часа может вызвать скуку или усталость, испытуемым давали два коротких перерыва во время выполнения каждого из двух заданий, чтобы убедиться, что они сохраняют достаточный уровень комфорта и сосредоточенности.

Все стимулы и поведенческие задачи были созданы с использованием JavaScript с использованием jsPsych. Стимулы в заданиях масштабировались по размеру экрана компьютера каждого испытуемого, что гарантировало, что размеры и положение всех стимулов будут одинаковыми для всех испытуемых, несмотря на то, что размер экрана компьютера, вероятно, варьировался от участника к участнику.

Анализ данных

Чтобы оценить метакогнитивную чувствительность для каждой модальности, мы использовали беспристрастную психофизическую меру, мета-d’ (Maniscalco and Lau, 2012), которая измеряет, насколько хорошо участники могут различать правильные и неправильные ответы, данные на вопросы первого порядка (i .т. е., зрение или память) задание на основе проб за пробой (Флеминг и Лау, 2014).

В настоящем исследовании d’ относится к расстоянию в единицах стандартного отклонения между двумя распределениями стимулов по внутреннему измерению репрезентации восприятия (например, размер) или репрезентации памяти (например, знакомство). Это непредвзятая мера чувствительности, например, при различении «больших» и «меньших» скоплений кругов в наших зрительных задачах или между «старыми» и «новыми» узорами кругов в наших задачах на память.Мета-d’ участника — это d’, которое потребовалось бы наблюдателю с «оптимальным метапознанием» и такой же предвзятостью реакции первого порядка, чтобы воспроизвести метакогнитивные реакции участника (или 2-го типа), которые наблюдались в ходе эксперимента. эксперимент (Maniscalco and Lau, 2012).

Значения мета-d’ и d’ вместе со значениями других соответствующих параметров (например, критерии для решений типа 1 и типа 2) были оценены с использованием оценки максимального правдоподобия (MLE). Формально пусть θ будет вектором, содержащим набор оцениваемых параметров (включая мета-d’ и d’).Мы оценили мета-d’ и d’ для каждого участника, найдя θ, которое максимизирует следующую функцию правдоподобия (Maniscalco and Lau, 2014):

, где conf = y | stim = s, resp = r относится к экспериментальному испытанию, в котором рейтинг достоверности был y для стимула s и реакции r, n _данные (conf = y | stim = s, resp = r) относятся к числу таких испытаний в эксперименте, а Prob _θ (conf = y | stim = s, resp = r) относится к прогнозируемой условной вероятности доверительного ответа, равного y, при условии, что стимул равен s, а ответ равен r с использованием указанных значений параметров. в θ на основе стандартной модели SDT.MLE был выполнен с использованием кода MATLAB, предоставленного Maniscalco and Lau (2012; 2014; URL: http://www.columbia.edu/~bsm2105/type2sdt/.

Затем мы разделили мета-d’ испытуемых на их баллы d’ в задании первого порядка, чтобы получить мета-d’/d’ (отношение M), меру метакогнитивной эффективности (т. уровень выполнения основных задач). Отношение M, которое контролирует влияние выполнения задач первого порядка, также было основным показателем, представляющим интерес как для McCurdy et al.(2013) и Baird et al. (2013); то есть корреляционный анализ в этих исследованиях оценивал взаимосвязь между M Ratio для визуального метапознания и метапамяти. В настоящем исследовании мы аналогичным образом провели внутрисубъектный корреляционный анализ для оценки связи между визуальным метапознанием и метапамятью.

Критерии исключения субъекта

Поскольку исследование проводилось онлайн, мы не могли контролировать многие факторы, что приводило к экстремальным или нереалистичным значениям измерений, особенно при выполнении задач. Чтобы эти экстремальные или нереалистичные значения не повлияли на наши анализы, испытуемые были исключены, если они соответствовали любому из следующих критериев.

Во-первых, D Кука (Cook, 1977) был рассчитан для всех точек данных, чтобы выявить статистические выбросы. Если D Кука для любого показателя субъекта превышал стандартную пороговую рекомендацию 4/(nk-1), где n — размер выборки, а k — количество независимых переменных, точка данных этого субъекта была помечена как выброс, и снято с анализа.Примечательно, однако, что во всех экспериментах мы обнаружили схожие закономерности статистической значимости и результатов, независимо от того, были ли удалены выбросы или нет (если иное не указано в конкретных случаях ниже).

Во-вторых, субъекты были исключены, если их выполнение задач первого порядка (зрение или память) или метакогнитивная чувствительность не находились в разумных пределах. В частности, если бы d’ было слишком низким, оценка M Ratio могла бы стать необоснованно большой и/или нестабильной (например, мета-d’=0. 1 и d’, равное 0,001, дает коэффициент М, равный 100). Таким образом, субъект был исключен, если d’ был ниже 0,5 либо для зрительной задачи, либо для задачи памяти. Кроме того, поскольку мы использовали ступенчатую процедуру для поддержания относительно стабильной точности около 75% для обеих задач, мы предположили, что испытуемые давали оценки достоверности на основе этого уровня точности. Если бы точность испытуемого слишком сильно отклонялась от этого контролируемого значения, это могло бы означать, что его/ее оценки уверенности могли быть сделаны на основе гораздо лучшего или гораздо худшего уровня производительности.Это создало бы ненужный источник изменчивости данных. Следовательно, если процент правильных ответов был на 15 % ниже ожидаемой точности (т. е. точность < 60 %) или на 15 % выше ожидаемой точности (т. е. точность > 90 %), субъект исключался. Для доверительных суждений субъект будет исключен, если мета d’ будет ниже 0 для зрительной задачи или задачи памяти.

На основании вышеуказанных критериев исключения четыре, семь и шесть субъектов были исключены из анализа в Эксперименте 1 ( n = 96), Эксперименте 2 ( n = 93) и Эксперименте 3 ( n = 94). ), соответственно.В следующем разделе «Результаты» на рисунках показаны только данные с удаленными вышеупомянутыми выбросами. Полный набор данных, показывающий всех 100 участников для каждого эксперимента (с помеченными выбросами), и соответствующую диаграмму рассеяния междоменных коэффициентов M см. в общедоступном наборе файлов на figshare (doi: 10.6084/m9.figshare.7353266; URL: https://figshare.com/articles/Cross-domain_association_in_metacognitive_sensitivity_depends_on_first-order_task_types/7353266.

Результаты

Эксперимент 1: 2AFC для зрительных задач и задач памяти

Как у McCurdy et al.(2013), обе задачи в нашем эксперименте 1 включали суждения 2AFC (см. раздел «Материалы и методы»). Девяносто шесть субъектов были включены в анализ после исключения субъектов, что дает нашему эксперименту большую статистическую мощность, чем у McCurdy et al. (2013), которые включали всего 34 субъекта. Мы обнаружили значительную положительную корреляцию между коэффициентом M для зрительного метапознания и памяти ( r = 0,3067, p = 0,0024; рис. 2). Следует отметить, что эта значимая корреляция присутствовала и без удаления влиятельных выбросов с численно более слабой силой ( r = 0.2470, р = 0,0132).

Рисунок 2. Корреляция между зрительной и памятью метакогнитивной эффективностью, когда обе задачи включали 2AFC. Как в McCurdy et al. (2013), мы обнаружили значительную положительную корреляцию между субъектами между визуальной и метакогнитивной эффективностью памяти, когда обе задачи включали 2AFC, а не суждения YN. Метакогнитивная эффективность была количественно оценена с использованием M Ratio, теоретического показателя обнаружения метакогнитивной эффективности, который объясняет колебания в выполнении задачи (см. Раздел «Материалы и методы»).

Эксперимент 2: задача Visual 2AFC и задача памяти YN

Учитывая наше повторение основного вывода McCurdy et al. (2013) в эксперименте 1, в нашем эксперименте 2 мы изменили оценки различения для задачи памяти с 2AFC на оценки YN, оставив все остальное из эксперимента 1 без изменений (см. раздел «Материалы и методы»), и попытались имитировать установку Бэрда. и другие. (2013). Идея заключалась в том, чтобы увидеть, можно ли, используя этот асимметричный дизайн (с одной задачей, являющейся 2AFC, а другой — YN), по-прежнему наблюдать значительную корреляцию между метакогнитивной эффективностью, когда у нас достаточно испытуемых.

Девяносто три субъекта были включены в анализ после исключения субъектов, что придает этому исследованию большую статистическую силу, чем у Baird et al. (2013), в который вошли 52 субъекта. Как и в Baird et al. (2013), нам не удалось обнаружить значимой корреляции между M Ratio для памяти и зрительного метапознания ( r = 0,0739, p = 0,4815; рис. 3). Корреляция оставалась незначительной даже без удаления выбросов ( r = 0,01, p = 0,9215). Короче говоря, мы воспроизвели поведенческий результат, полученный Baird et al.(2013) даже при большей статистической мощности.

Рисунок 3. Отсутствие корреляции в метакогнитивной эффективности, когда визуальная задача включала суждения 2AFC, а задача памяти включала суждения YN. Как и в Baird et al. (2013), мы не обнаружили корреляции между зрительной и памятью метакогнитивной эффективностью, когда визуальная задача включала суждения 2AFC, а задача памяти включала суждения YN. Как и в эксперименте 1, метакогнитивная эффективность количественно оценивалась с использованием коэффициента М (см. раздел «Материалы и методы»).

Анализ экспериментов

Чтобы дополнительно выяснить, можно ли последовательно воспроизвести разницу в поведенческих результатах между двумя исследованиями, мы преобразовали значения коэффициента корреляции Пирсона для каждого из двух экспериментов в значения z (поскольку значения z, в отличие от значений r, нормально распределены и, следовательно, могут быть для сравнения) с использованием преобразования Фишера из R в Z (Fisher, 1915). Тест Z (Cohen and Cohen, 1983) показал, что корреляция между M Ratio для зрительного метапознания и памяти значительно уменьшилась от нашего эксперимента 1 к эксперименту 2 ( z = 1. 77, односторонний р = 0,0394). Таким образом, мы не только получили разные результаты при использовании разных типов суждений о различении в двух экспериментах, но и эта разница была значительной при прямом сравнении.

Эксперимент 3: Visual YN против памяти YN

Результаты наших первых двух экспериментов поднимают вопрос о том, что именно в различии в типе суждения вызывает разные результаты. Одно из возможных объяснений состоит в том, что наблюдение корреляции зависит от использования одного и того же типа суждения во всех задачах.Например, и наш эксперимент 1, и McCurdy et al. (2013) обнаружили значимые корреляции при использовании одного и того же типа оценки дискриминации для обеих задач (оценки 2AFC). Если корреляции зависят от использования одного и того же типа суждений для разных задач, возможно, мы также должны обнаружить, что использование суждений YN для обеих задач также выявило бы значительную корреляцию.

В качестве альтернативы, наш Эксперимент 2 и Baird et al. (2013), возможно, не удалось найти корреляцию, потому что суждения YN несколько сложнее, чем суждения 2AFC.Суждения 2AFC включают в себя прямое сравнение двух альтернативных стимулов на основе их «знакомости» (или какой-либо другой особенности, отражающей след сознательной памяти), тогда как суждения YN предполагают наличие только одного стимула и отсутствие другого стимула, непосредственно доступного для сравнения. Таким образом, для выполнения суждения YN требуется стабильный критерий того, что считать «знакомым». Это может предъявлять более высокие требования к рабочей памяти, учитывая, что участнику, вероятно, придется сравнивать текущий стимул с другими стимулами, которые недавно встречались, но больше не присутствуют.

Имея в виду эти два возможных объяснения, мы провели эксперимент 3, используя суждения YN не только для задания на память (как в эксперименте 2), но и для зрительного задания (см. раздел «Материалы и методы»). Если бы была обнаружена значительная междоменная корреляция, это означало бы, что McCurdy et al. (2013) обнаружение может быть вызвано использованием одного и того же типа задачи для обоих доменов. Если нет, то можно предположить, что отсутствие междоменной корреляции в Baird et al. (2013) из-за использования суждений YN.

Девяносто четыре субъекта были включены в анализ после исключения субъекта. Мы не обнаружили значимой корреляции между M Ratio для метапамяти и зрительного метапознания ( r = 0,0934, p = 0,3707; рис. 4). Без удаления выбросов корреляция несколько усилилась, но все же осталась незначительной ( r = 0,1025, p = 0,3102). Учитывая результаты наших первых двух экспериментов, это позволяет предположить, что использование задачи YN могло быть причиной противоречивых поведенческих результатов, полученных Rounis et al.(2010) и Bor et al. (2017).

Рисунок 4. Отсутствие корреляции между зрительной и памятью метакогнитивной эффективностью, когда обе задачи включали YN суждения. Мы не обнаружили корреляции между зрительной и памятью метакогнитивной эффективностью, когда обе задачи включали суждения YN, а не 2AFC. Метакогнитивную эффективность количественно оценивали с помощью M Ratio (см. раздел «Материалы и методы»).

Дальнейший анализ ответов «да» и «нет»

Если суждения YN на самом деле каким-то образом ограничивают нашу способность выявлять метакогнитивные корреляции, чем суждения 2AFC, что именно делает первое таким? Выше мы предположили, что суждения YN могут быть более требовательными с точки зрения поддержания критерия и, возможно, других более высоких когнитивных процессов.Далее, анализируя это предложение, мы могли бы спросить, верна ли эта дополнительная сложность как для ответов «да», так и для ответов «нет». Важно отметить, что несколько предыдущих исследований показывают, что метакогнитивная чувствительность ниже для ответов «нет», чем для ответов «да» (Kanai et al., 2010; Maniscalco and Lau, 2011).

Мы провели дальнейший анализ, оценивая мета-d’ отдельно для испытаний, в которых участники давали ответ «да» или «нет» на задание YN. Основываясь на данных эксперимента 3, мы подтвердили, что мета-d’ для ответов «да» достоверно коррелирует между задачами на зрение и память ( r = 0. 2364, p = 0,0179), но это не относится к мета d’ для ответов «нет» ( r = 0,1453, p = 0,1493). Следовательно, похоже, что отсутствие корреляций, наблюдаемое в нашем эксперименте 3, а также в нашем эксперименте 2 и Baird et al. (2013), были связаны именно с некоторой идиосинкразической природой метапознания после ответов «нет» в задаче YN.

В целом известно, что метапознание после ответов «нет» может быть менее эффективным (Kanai et al., 2010; Maniscalco and Lau, 2011).Мы нашли доказательства, подтверждающие это, в задаче на память как для Эксперимента 2, так и для Эксперимента 3. В задаче на память YN для Эксперимента 2, для которой мета d’ для ответов «да» была значительно выше, чем для ответов «нет» [среднее значение составляло 1,511]. и 0,990, соответственно, t ₍₉₉₎ = -4,475, p < 0,001] и для задачи памяти Эксперимента 3 (среднее значение для мета-d' после ответов «да» и «нет» было 1,295 и 1,106). ответов соответственно), хотя последние не достигли статистической значимости [ t ₍₉₉₎ = -1. 255, р = 0,213]. Наоборот, для нашего эксперимента 3 визуальной задачи мета d’ для ответов «да» была на ниже, чем для ответов «нет» () (среднее значение составляло 1,169 и 1285 соответственно), хотя разница не достигала статистической значимости [ t ₍₉₉₎ = 0,594, р = 0,554].

Основываясь на этих результатах, мы дополнительно проверили возможность того, что мета-d’ для ответов «нет» является проблематичным для оценки междоменных метакогнитивных корреляций только тогда, когда он ниже, чем мета-d’ для ответов «да».В поддержку этой возможности мы обнаружили, что в эксперименте 3 мета d’ для ответов «да» в задаче на память значительно коррелировала с (общей) мета d’ для зрительной задачи в нашем эксперименте 3 ( r = 0,2131, p = 0,0333), что означает, что включение метакогнитивной меры после ответов «нет» не было проблемой для выявления метакогнитивных корреляций. Аналогичным образом, в эксперименте 2 мы также проверили связь между мета d’ для ответов «да» в задаче на память и (в целом) мета d’ для зрительной задачи и обнаружили сильную тенденцию к статистической значимости ( r = 0. 1890, р = 0,0596). Поддерживая вышеизложенное предположение, мы обнаружили, что мета d’ для ответов «да» на визуальную задачу значимо не коррелировала с общей мета d’ для задачи памяти в эксперименте 3 ( r = 0,1640, p = 0,1031). ), где мета-d’ для ответов «нет» был выше, чем мета-d’ для ответов «да».

Таким образом, кажется, что включение мета-d’ для ответов «нет» ограничивает нашу способность раскрывать междисциплинарное метапознание только тогда, когда оно ниже, чем мета-d’ для ответов «да».Ниже мы интерпретируем это открытие с точки зрения метакогнитивных механизмов.

Обсуждение

Мы показали, что требование оценки 2AFC как для зрительной задачи, так и для задачи памяти позволило нам показать положительную корреляцию между визуальным метапознанием и памятью (Эксперимент 1), тогда как эта корреляция значительно уменьшилась и в конечном итоге исчезла, когда требовалось 2AFC для одной задачи и YN суждений для другой (опыт 2). Мы также не обнаружили корреляции, когда требовали суждений YN для обеих задач (Эксперимент 3), предполагая, что использование одной и той же задачи для обеих областей может не быть необходимым для наблюдения междоменной корреляции в метакогнитивной чувствительности. В совокупности эти результаты показывают, что наша неспособность найти корреляцию в экспериментах 2 и 3 была вызвана именно тем, что суждения YN вносили в процесс принятия решений больше двусмысленности, чем 2AFC. Дальнейший анализ показал, что именно метапознание после ответов «нет» может быть проблемой, особенно в задаче на память.

Что конкретно в ответах «нет» в задаче памяти могло вызвать наблюдаемые результаты? Одно тонкое различие между нашей памятью YN и визуальными задачами заключается в том, что первая является так называемой «истинной» задачей обнаружения, цель которой состоит в том, чтобы обнаружить присутствие стимула при отсутствии стимула, тогда как последняя представляет собой «псевдо» обнаружение. задача, в которой обнаруживается наличие стимула признака , в то время как случай отсутствия содержит аналогичный уровень энергии стимула, несмотря на отсутствие этого конкретного признака.Это различие было введено Maniscalco и Lau [Maniscalco and Lau (2011)], которые сообщили, что мета d’ для ответов «нет» была ниже, чем для ответов «да» в задаче, в которой состояние «цель-настоящее» включало присутствие некоторых физический признак (сплошные точки), несущий дополнительную энергию стимула.

Однако мета d’ для ответов «да» и «нет» были аналогичны для «псевдо» задачи обнаружения, в которой условие отсутствия цели содержало не просто отсутствие определенного физического признака, а признак, который был заменен на еще одна особенность (незакрашенные кружки).Выше мы предположили, что суждения «нет» несколько более запутаны или сложны, чем суждения «да», потому что в отсутствие доказательств может быть трудно оценить уверенность. Если это так, то это может относиться только к нашей задаче истинного обнаружения, задаче YN памяти, но не к визуальной задаче YN, которая сродни «псевдо» обнаружению. Это связано с тем, что, в отличие от задач истинного обнаружения, в наших визуальных задачах YN испытуемые не различали наличие или отсутствие стимула; вместо этого они оценивали, был ли стимул в среднем большим или маленьким.В целом, картина результатов поддерживает гипотезу о том, что именно метапознание после ответов «нет» в «истинном» обнаружении вызывает проблему ограничения нашей способности обнаруживать метапознание в разных областях задач.

Наши результаты согласуются с результатами других подобных исследований и могут помочь в их интерпретации. Как и в нашем эксперименте 2 и Baird et al. (2013), как Baird et al. (2015) и Садеги и соавт. (2017) использовали суждения YN для своей задачи на память (которые были задачами на истинное обнаружение) и суждения 2AFC для своей зрительной задачи и не обнаружили корреляции между метакогнитивной чувствительностью к зрительному восприятию и памятью.Как и в нашем Эксперименте 3, Fitzgerald et al. (2017) использовали суждения YN как для своей задачи памяти (задача истинного обнаружения), так и для визуальной задачи (задача псевдообнаружения) и, опять же, не обнаружили междоменной корреляции. Авторы интерпретируют эти результаты как отражение подлинного отсутствия корреляции или подлинного различия между областями задач. Тем не менее, модель результатов настоящего исследования может дать альтернативную интерпретацию: учитывая, что метакогнитивная чувствительность наблюдалась только тогда, когда суждения 2AFC использовались для обеих областей, но не наблюдалась до тех пор, пока задание на память было заданием YN, отсутствие перекрестных корреляция в метакогнитивной чувствительности в этих исследованиях может быть связана с использованием суждений YN в задаче на память.

Несколько сопоставимых исследований также согласуются с нашим экспериментом 1 и данными McCurdy et al. (2013). Самаха и Постл (2017) использовали задачи оценки ориентации с множественным выбором, которые не являются задачами 2AFC, но, безусловно, не являются настоящими задачами обнаружения YN, и они обнаружили положительную корреляцию между визуальными и метакогнитивными характеристиками памяти. Фавр и др. (2017) использовали 2AFC и обнаружили положительную корреляцию метакогнитивной эффективности в зрительной, слуховой и тактильной областях восприятия.

Несмотря на приведенное выше соглашение, один важный вывод противоречит нашим результатам. Как и в нашем Эксперименте 1 и McCurdy et al. (2013) и Моралес и соавт. (2018) требовали суждения 2AFC как для задачи на зрение, так и на память. Однако они не обнаружили существенной корреляции между областями метакогнитивной эффективности. Вероятным объяснением является то, что Morales et al. (2018), в котором приняли участие 24 субъекта, не смог обнаружить эффект по сравнению с нашим Экспериментом 1, в котором участвовало 100 субъектов. В поддержку этой возможности анализ мощности показал, что, учитывая величину эффекта, обнаруженную в нашем эксперименте 1 со 100 субъектами (до исключения субъекта; величина эффекта = 0,2470), с альфа-значением <0,05, мощность составила всего 0,2228 для n = 24. Это означает, что даже если эффект действительно имел место, он вряд ли был бы обнаружен, учитывая размер выборки, поэтому нулевой результат неудивителен.

Кроме того, несколько не соглашаясь с нашими результатами, Valk et al. (2016) использовали 2AFC для визуального восприятия и вопросов с несколькими вариантами ответов с тремя вариантами ответа для познания более высокого порядка и не обнаружили корреляции между этими областями.В другом исследовании Garfinkel et al. (2016) использовали различные задания YN и задания с двумя вариантами ответов (например, обнаружение синхронности сердечного ритма, различение ориентации тактильной решетки, обнаружение сопротивления вдоху; ни одно из них не было заданием 2AFC) и тем не менее обнаружили положительную корреляцию (в отличие от нашего эксперимента 3). ) между сердечным и респираторным метапознанием, но не между любым из этих доменов и тактильным метапознанием. Можно утверждать, что ни одна из задач в Garfinkel et al. (2016) являются «настоящими» задачами обнаружения, но, учитывая результаты Valk et al.(2016), также может быть так, что предлагаемая нами точка зрения относительно задач YN и 2AFC здесь применима только к исследованиям метапознания для определенных областей восприятия и памяти. В качестве альтернативы это может быть связано с вышеупомянутым вопросом о размере и мощности выборки.

Может быть обеспокоена визуальная задача YN, используемая в настоящем исследовании, так как участникам нужно было запомнить примеры «средних» размеров, чтобы сделать YN суждения о средних размерах последовательно представленных кластеров кругов.Это может сделать визуальную задачу YN похожей на задачу памяти. Однако следует отметить, что наши зрительные задачи и задачи памяти принципиально различались с точки зрения измерений, по которым принимались решения. В визуальной задаче YN решения основывались на размере, который по определению является визуальной характеристикой. Как в задачах памяти 2AFC, так и в задачах YN решения основывались на том, предъявлялся ли стимул ранее, что по определению является представлением памяти. Кроме того, многие зрительные задачи (или, вообще, перцептивные задачи) требуют некоторого вида памяти, т.е.g., после того, как пятно Габора или рисунок движения случайных точек исчезли, участник оценивает их ориентацию или направление движения. Вовлечение памяти в визуальное задание не делает зрительное задание «невизуальным», поскольку выполнение задания по-прежнему в значительной степени зависит от визуального восприятия. Например, в настоящем исследовании, даже если бы у участника была идеальная память о «среднем» размере, зрительные процессы все равно были бы вовлечены в восприятие размера протестированных кластеров кругов. Поэтому мы считаем, что наши задачи на зрение и память касаются разных доменов обработки.

Одним из возможных ограничений настоящего исследования является то, что наши первые два эксперимента не были прямым повторением экспериментов McCurdy et al. (2013) и Baird et al. (2013). Одно заметное отличие заключалось в том, что в настоящем исследовании для обеих задач использовались круговые стимулы, тогда как в предыдущих исследованиях для зрительных задач и задач на память использовались соответственно решетки и слова. Хотя в каком-то смысле это можно было бы воспринимать как ограничение, соответствие типа стимула в задачах должно было исправить возможную путаницу в предыдущих исследованиях (как уже описано), и поэтому мы считаем, что это следует рассматривать как преимущество. а не ограничение.

Другим ограничением может быть то, что эксперименты проводились онлайн, в которых личность участников или их визуальное и психическое состояние не могли быть проверены теми же способами, что и в экспериментах, проводимых в лабораторных условиях. Хотя это может быть проблемой для онлайн-исследований в науке о поведении в целом, было показано, что (1) онлайн-участники дают в значительной степени сопоставимые результаты как в когнитивных, так и в перцептивных экспериментах, как и лабораторные (Germine et al. , 2012; Crump et al. ., 2013), и (2) влияние повторного участия одного и того же человека минимально (Беринский и др., 2012). В частности, поскольку устройства и устройства, как правило, более стабильны в лабораторных условиях, чем в онлайновых, вклад дисперсий и/или погрешностей «общего метода» в изменчивость данных может различаться между лабораторными и онлайновыми настройками. Однако, учитывая, что как средние значения, так и вариации производительности были в значительной степени одинаковыми в онлайновых и лабораторных условиях (Germine et al., 2012), отклонения и/или погрешности общего метода могут влиять как на онлайновые, так и на лабораторные эксперименты одинаковым образом и в одинаковой степени. Хотя мы считаем, что польза все еще перевешивает ущерб, особенно для целей настоящего исследования, мы признаем, что эти опасения справедливы для всех онлайн-исследований в целом. Было бы хорошо, если бы исследование, подобное нынешнему, было проведено в лабораторных условиях в будущем, чтобы можно было проанализировать влияние факторов, связанных с условиями, на метапознание.

В заключение следует отметить, что суждения 2AFC и YN традиционно представляли собой четко определенные задачи, которые четко отличались друг от друга (Macmillan and Creelman, 2004). Однако в последние годы исследователи все чаще обозначают любые задачи на различение с двумя вариантами ответов как 2AFC (Peters et al., 2016). Это может выходить за рамки простой терминологической проблемы, поскольку результаты наших экспериментов показывают, что объединение суждений 2AFC и YN может привести к существенным последствиям. Будущие исследования должны быть более осторожными в этом тонком, но важном вопросе.

Поскольку мета-метры также лучше всего подходят для задач 2AFC (Maniscalco and Lau, 2014), мы рекомендуем использовать подлинные задачи 2AFC, когда это возможно. В большинстве случаев это легко реализовать: для любой задачи с двумя вариантами ответов мы можем модифицировать ее, чтобы представить оба стимула в одном и том же испытании во временной последовательности или пространственно один рядом с другим, и попросить испытуемого определить временной или пространственный стимул. расположение пары, вместо того, чтобы сказать личность одного стимула. Поскольку один из двух стимулов можно сделать «пустым», задача пространственной локализации с двумя вариантами ответов также считается 2AFC (Macmillan and Creelman, 2004).Поэтому, к счастью, вопросы, обсуждаемые здесь, легко решить эмпирически в будущих экспериментах.

Заявление об этике

Это исследование было проведено в соответствии с рекомендациями Управления Программы защиты исследований человека Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (UCLA) с письменного информированного согласия всех субъектов. Все субъекты дали письменное информированное согласие в соответствии с Хельсинкской декларацией. Протокол был одобрен Институциональным наблюдательным советом Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе.

Вклад авторов

Все авторы внесли свой вклад в концепцию и дизайн исследования. ЭР и НГ провели исследование, провели статистический анализ, написали первый черновик рукописи. AL и HL внесли свой вклад в критический пересмотр рукописи, прочитали и одобрили представленную версию.

Заявление о конфликте интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось при отсутствии каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Благодарности

Эта работа была поддержана Национальным институтом неврологических расстройств и инсульта США (NIH R01 NS088628 to HL).

Каталожные номера

Бэрд, Б., Чеслак, М., Смоллвуд, Дж., Графтон, С.Т., и Шулер, Дж.В. (2015). Региональные вариации белого вещества, связанные с метакогнитивной точностью домена. Дж. Когн. Нейроски . 27, 440–452. дои: 10.1162/jocn_a_00741

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Бэрд, Б., Смоллвуд Дж., Горголевски К.Дж. и Маргулис Д.С. (2013). Медиальные и латеральные сети в передней префронтальной коре поддерживают метакогнитивные способности памяти и восприятия. Дж. Нейроски . 33, 16657–16665. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0786-13.2013

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Беринский А., Хубер Г. и Ленц Г. (2012). Оценка онлайн-рынков труда для экспериментальных исследований: механический турок amazon.com. Пол. Анальный. 20, 351–368.doi: 10.1093/pan/mpr057

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Бор, Д., Шварцман, Д. Дж., Барретт, А. Б., и Сет, А. К. (2017). Тета-всплеск транскраниальной магнитной стимуляции префронтальной или теменной коры не влияет на метакогнитивное зрительное восприятие. PLoS ONE 12 :e0171793. doi: 10.1371/journal.pone.0171793

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Коэн, Дж., и Коэн, П. (1983). Прикладной множественный регрессионный/корреляционный анализ для поведенческих наук. Хиллсдейл, Нью-Джерси: Эрлбаум.

Академия Google

Кук, Р. Д. (1977). Обнаружение влиятельных наблюдений в линейной регрессии. Технометрика 19, 15–18.

Академия Google

Крамп, М. Дж., Макдоннелл, Дж. В., и Гуреккис, Т. М. (2013). Оценка механического турка Amazon как инструмента для экспериментальных поведенческих исследований. PLoS ONE 8:e57410. doi: 10.1371/journal.pone.0057410

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Фавр, Н., Филевич Э., Соловей Г., Кюн С. и Бланке О. (2017). Поведенческие, моделирующие и электрофизиологические доказательства супрамодальности человеческого метапознания. Дж. Нейроски . 38, 263–277. doi: 10.1523/JNEUROSCI.0322-17.2017

Полнотекстовая перекрестная ссылка

Фишер, Р. А. (1915). Частотное распределение значений коэффициента корреляции в выборках из неопределенно большой совокупности. Биометрика 10, 507–521. дои: 10.2307/2331838

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Фицджеральд, Л.М., Арване М. и Докри П. М. (2017). Специфичные для предметной области и общие для предметной области процессы, лежащие в основе метакогнитивных суждений. Сознание . 49, 264–277. doi: 10.1016/j.concog.2017.01.011

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Флеминг, С. М., Рю, Дж., Гольфинос, Дж. Г., и Блэкмон, К. Э. (2014). Специфическое для домена нарушение метакогнитивной точности после передних префронтальных поражений. Мозг 137, 2811–2822. дои: 10.1093/мозг/awu221

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Гарфинкель, С.Н., Манассии М.Ф., Гамильтон-Флетчер Г., Ин ден Бош Ю., Кричли Х.Д. и Энгельс М. (2016). Интероцептивные размеры по сердечной и дыхательной оси. Филос. Транс. Р. Соц. Лонд. Б биол. науч. 371:20160014. doi: 10.1098/rstb.2016.0014

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Жермин, Л., Накаяма, К., Дюшен, Б. К., Чабрис, К. Ф., Чаттерджи, Г., и Уилмер, Дж. Б. (2012). Интернет так же хорош, как лаборатория? Сравнимая производительность в Интернете и в лаборатории в когнитивных/перцептивных экспериментах. Психон. Бык. Ред. 19, 847–857. doi: 10.3758/s13423-012-0296-9

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Канаи, Р., Уолш, В., и Ценг, Ч. Х. (2010). Субъективная различимость невидимости: основа для различения нарушений восприятия и внимания. Сознание . 19, 1045–1057. doi: 10.1016/j.concog.2010.06.003

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Макмиллан, Н.А. и Крилман, CD (2004). Теория обнаружения: Руководство пользователя . Нью-Йорк, Нью-Джерси: Психологическая пресса. дои: 10.4324/9781410611147

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Манискалько, Б., и Лау, Х. (2012). Теоретический подход к обнаружению сигналов для оценки метакогнитивной чувствительности на основе оценок достоверности. Сознание . 21, 422–430. doi: 10.1016/j.concog.2011.09.021

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Манискалько, Б.и Лау, Х. (2014). «Анализ теории обнаружения сигналов данных типа 1 и типа 2: мета-d’, мета-d’, специфичный для ответа, и модель SDT с неравной дисперсией», в The Cognitive Neuroscience of Metacognition , eds SM Fleming and CD Frith ( Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Springer-Verlag Publishing), 25–66. дои: 10.1007/978-3-642-45190-4_3

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Манискалько, Б., и Лау, Х. (2011). О различии между обнаружением и различением: метакогнитивное преимущество сигнала над шумом. Неаполь, Флорида: плакат, представленный в Обществе наук о зрении. дои: 10.1167/11.11.163

Полнотекстовая перекрестная ссылка

МакКарди, Л.Ю., Манискалко, Б., Меткалф, Дж., Лю, К.Ю., де Ланге, Ф.П., и Лау, Х. (2013). Анатомическая связь между различными метакогнитивными системами памяти и зрительного восприятия. Дж. Нейроски . 33, 1897–1906 гг. doi: 10.1523/JNEUROSCI.1890-12.2013

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Моралес, Дж., Лау, Х., и Флеминг, С.М. (2018). Общие и доменно-специфические паттерны активности, поддерживающие метапознание в префронтальной коре человека. Дж. Нейроски . 38, 3534–3546. дои: 10.1101/172445

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Рунис, Э., Манискалко, Б., Ротвелл, Дж. К., Пассингем, Р. Э., и Лау, Х. (2010). Тета-всплеск транскраниальной магнитной стимуляции префронтальной коры ухудшает метакогнитивное зрительное восприятие. Познан.Неврологи. 1, 165–175. дои: 10.1080/17588921003632529

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Садеги С., Эхтиари Х., Бахрами Б. и Ахмадабади М. Н. (2017). Метакогнитивный дефицит в задачах восприятия, но не памяти у пациентов поддерживающей метадоновой терапии. науч. Реп . 7:7052. doi: 10.1038/s41598-017-06707-w

Полнотекстовая перекрестная ссылка | Академия Google

Самаха, Дж., и Постл, Б.Р. (2017). Коррелированные индивидуальные различия предполагают общий механизм, лежащий в основе метапознания в зрительном восприятии и кратковременной зрительной памяти. Проц. Р. Соц. Б биол. науч. 284:20172035. doi: 10.1098/rspb.2017.2035

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

Валк, С. Л., Бернхардт, Б. К., Бёклер, А., Канске, П., и Сингер, Т. (2016). Субстраты метапознания при восприятии и метапознания при познании более высокого порядка относятся к разным подсистемам ментализирующей сети. Гул. Карта мозга . 37, 3388–3399. doi: 10.1002/hbm.23247

Реферат PubMed | Полный текст перекрестной ссылки | Академия Google

ХИРУРГИЧЕСКИЕ ЗАБОЛЕВАНИЯ ШЕЙНОГО ПОЗВОНОЧНИКА: ПРОЯВЛЕНИЕ И ЛЕЧЕНИЕ РАСПРОСТРАНЕННЫХ ЗАБОЛЕВАНИЙ

«Этому человеку нужно обратиться к врачу!» Так написал раздраженный невролог после осмотра пациента в нейрохирургическом отделении.К сожалению, это замечание все еще приходит на ум, когда кто-то рассматривает клиническое лечение некоторых проблем с шейным отделом позвоночника.

Магнитно-резонансная томография (МРТ) вызвала волну обращений по поводу проблем с шейным отделом позвоночника к нейрохирургам. Однако во многих случаях проблема более заметна при сканировании, чем при клинической оценке. МРТ не может заменить вдумчивого сбора анамнеза и клинического осмотра и не дает необходимой информации для диагностики и лечения.Как правило, адекватное лечение в равной степени зависит от анамнеза, осмотра и исследований.

▸ ДЕГЕНЕРАТИВНОЕ ЗАБОЛЕВАНИЕ ПОЗВОНОЧНИКА

Дегенеративное заболевание шейки матки является распространенным явлением, и часто бывает трудно отличить патологические изменения от нормального процесса старения. Боль в шее, плече и плечевом суставе встречается часто, и большинство пациентов с этими симптомами не нуждаются в хирургическом вмешательстве. Пациенты и врачи могут чувствовать, что есть «что-то», что нужно сделать, хотя на самом деле это бывает редко.МРТ вполне может усилить это заблуждение, демонстрируя аномалии. Однако такие выводы необходимо рассматривать в перспективе. Дегенерация шейного диска достигает распространенности почти 95% к возрасту 65 лет, поэтому неудивительно, что у большинства пациентов при сканировании обнаруживаются какие-либо аномалии.

Хирургия обычно используется при дегенеративных заболеваниях для декомпрессии спинного мозга или нервных корешков. Сама декомпрессия может привести к относительной дестабилизации шейного отдела позвоночника из-за воздействия на мышцы, связки или кости.Это может привести к усилению (и потенциально инвалидизации) послеоперационной боли в шее, и во избежание этого осложнения процедуры декомпрессии можно сочетать с одновременным спондилодезом. Однако результирующая потеря подвижности позвоночника после такого слияния может привести к ускоренной дегенерации на соседних уровнях позвоночника. Таким образом, как и при всех хирургических процедурах, тщательное рассмотрение пользы от операции должно быть сбалансировано с риском. Для этого нам необходимо понимать как естественное течение шейного спондилеза, так и ожидаемые результаты операции.К сожалению, такая информация недоступна, так как рандомизированные клинические исследования не рассматривали этот вопрос.

АНАТОМИЯ ШЕЙКИ

Верхняя поверхность тела типичного шейного позвонка вогнута из стороны в сторону и выпукла в передне-заднем направлении (рис. 1). Верхняя проекция латеральной верхней поверхности известна как ункус и сочленяется с телом позвонка выше в унковертебральном суставе Лушки. Ножка прикрепляется ниже унковертебрального сустава на теле позвонка.Таким образом, межпозвонковое отверстие ограничено спереди телами обоих позвонков, унковертебральным суставом и латеральным диском. Сзади отверстие ограничено дугоотростчатым суставом (рис. 1, 2 и 3). Компрессия корня может происходить вторично по отношению к образованию остеофитов, возникающих в унковертебральном суставе медиально от корня или в фасеточных суставах латеральнее корня. Эти костные аномалии особенно хорошо видны на компьютерной томографии (КТ) (рис. 3). Боковой пролапс диска также может сдавливать корень.

Осевая анатомия шейного отдела позвоночника.Клавиша на иллюстрации (слева) соответствует клавише на МРТ-изображении (справа). (1) Передняя замыкательная пластинка тела позвонка. (2) Ункус (составляющий одну сторону унковертебрального сустава). (3) Позвоночная артерия в поперечном отверстии. (4) Нижняя грань. (5) Медиальная сторона фасеточных суставов. (6) Ламина. (7) Место прикрепления желтой связки. (8) Остистый отросток.

Возможные участки патологии, вызывающие компрессию спинного мозга или спинномозговых корешков при шейном спондилезе.(1) Пролапс центрального диска или остеофит. (2) Латеральный пролапс диска или остеофит унковертебрального сустава. (3) Остеофит медиального дугоотростчатого сустава. (4) Гипертрофия желтой связки.

Аксиальная (слева) и косая (справа) КТ шейного отдела позвоночника. Белая линия на аксиальном изображении соответствует плоскости косого изображения через корневой канал. (1) Корневой канал. (2) Фасеточный сустав. (3) Унковертебральный остеофит, вызывающий стеноз корневого канала. (4) Латеральное дисковое пространство.

Пластинки окружают относительно большой спинномозговой канал, который имеет треугольную форму в поперечном сечении и хорошо определяется на аксиальной МРТ (рис. 1). Компрессия спинного мозга может происходить спереди, вследствие пролапса диска по средней линии, остеофита или, реже, окостенения задней продольной связки (рис. 4). Пуповина может быть сдавлена ​​сзади гипертрофированной желтой связкой.

Т2-взвешенных сагиттальных МРТ шейного отдела позвоночника.(1) Тело С2 позвонка. (2) Межпозвонковый диск. (3) Задний край тела, примыкающий к дисковому пространству (место потенциального образования остеофитов). (4) Задний край диска (место потенциального пролапса диска). (5) Задняя продольная связка (место возможного окостенения и компрессии спинного мозга). (6) Спинномозговая жидкость перед спинным мозгом. (7) Спинной мозг. (8) Желтая связка (место потенциальной гипертрофии и компрессии спинного мозга).

ШЕЙНЫЙ СПОНДИЛЕЗ

Шейный спондилез описывает неспецифический дегенеративный процесс позвоночника, который может привести к различной степени стеноза как центрального позвоночного канала, так и корневых каналов.Факторы, способствующие этому сужению, включают дегенеративный диск, остеофит и гипертрофию пластинки, суставных фасеток, желтой связки и задней продольной связки. Другие соответствующие патологические процессы включают потерю шейного лордоза и подвывих тел позвонков. Врожденно узкий канал ускорит раннее развитие симптомов.

В первые два десятилетия жизни внутри позвоночника происходят незначительные изменения, но начиная с третьего десятилетия дегенерация становится очевидной.Обычно это начинается на уровне диска и чаще всего встречается на уровне C5/C6 и C6/C7. У большинства людей старше 50 лет рентгенологические признаки дегенеративного заболевания имеются, но лишь у небольшой части будут неврологические симптомы или признаки.

КЛИНИЧЕСКАЯ ПРОЯВЛЕНИЕ ДЕГЕНЕРАТИВНОЙ ЗАБОЛЕВАНИЯ ШЕЙКИ ШЕЙКИ

Радикулопатии

Отраженная боль в руке из-за раздражения нервных корешков часто называется брахалгией и может быть сильной.Компрессия корня происходит вторично по отношению к:

Симптомы чаще всего начинаются при пробуждении утром без какого-либо провоцирующего события. На самых ранних стадиях может быть заметна парестезия с более типичной корешковой болью, следующей через определенные промежутки времени. Многие пациенты будут иметь симптомы и признаки монорадикулопатии, хотя функциональное перекрытие нервных корешков и множественное ущемление корешков означает, что симптомы и признаки не всегда четкие. Тем не менее, важно попытаться установить уровень подозрения на ущемление по анамнезу и результатам обследования, чтобы обеспечить правильную интерпретацию результатов МРТ.Совпадение анамнеза, осмотра и результатов МРТ является ключом к правильному отбору пациентов для операции. Henderson и коллеги ¹ отметили в большой серии оперированных случаев шейной радикулопатии, что чуть более 50% всех случаев имели дерматомные симптомы, тогда как у большинства пациентов с радикулопатиями С6 и С7 были диагностические двигательные, рефлекторные и чувствительные изменения. В этой серии более чем у трех четвертей пациентов была боль в шее, более чем у половины — боль в лопатке и почти у пятой части — боль в передней части грудной клетки.

Большинство грыж межпозвонковых дисков вызывают болезненное ограничение движений шеи, особенно разгибание или поворот шеи в сторону боли. Некоторые пациенты облегчают симптомы, поднимая руку или кладя ладонь на затылок. Ухудшение симптомов при активности Вальсальвы является распространенным явлением.

Наиболее распространенными уровнями грыжи диска являются уровни C5/C6 и C6/C7, приводящие к компрессии корешков C6 и C7 соответственно. Компрессия корня С3 встречается очень редко и может проявляться болью и онемением вокруг сосцевидного отростка и ушной раковины.Компрессия корешков С4 может вызвать боль и онемение в задней части шеи, над лопаткой, а иногда и в передней части грудной клетки. Симптомы и признаки компрессии нижних шейных корешков представлены в таблице 1.

Клиническая картина нижнешейных радикулопатий

Радикулопатию С5 можно спутать с патологией плечевого сустава, а радикулопатию слева С6 можно принять за стенокардию. Вовлечение нервных корешков C8 и T1 может редко вызывать частичный синдром Горнера.

МРТ является исследованием выбора. Простые шейные лучи х в сгибании и разгибании выполняются, если есть вопрос о нестабильности. Компьютерная томография иногда используется для изучения анатомии костей при планировании хирургических доступов.

У большинства пациентов с острой шейной радикулопатией, вызванной грыжей шейного диска, наступает спонтанное улучшение. Противовоспалительные средства, аналгезия и шейный воротник ускорят выздоровление. Если хирургического вмешательства можно избежать, долгосрочный прогноз благоприятный.Lees и Turner ² описали 51 пациента с шейной радикулопатией, наблюдавшихся в течение 19 лет: у 45% был только один эпизод корешковой боли без рецидива, у 30% были легкие симптомы, а у 25% симптомы сохранялись или ухудшались.

Лечение

Показания к операции по декомпрессии шейных корешков включают:

• инвалидизирующий двигательный дефицит, такой как потеря дельтовидной функции (С5) или глубокая слабость разгибания запястья (С7)

• неконтролируемая брахалгия (редко) консервативное лечение брахалгии в течение шести недель.

Важно обеспечить адекватную анальгезию во время консервативного лечения, при необходимости опиоидами. Иногда необходима госпитализация.

Обычно наблюдается незначительная слабость, связанная с защемлением корня, особенно когда пациент испытывает сильную боль. При соответствующей анальгезии и поощрении большинство пациентов с очевидной потерей силы на самом деле имеют разумную силу, но их усилия ограничены болью. Важно тщательно обследовать этих пациентов, чтобы не пропустить случайный случай с настоящей потерей двигательной функции.Такие случаи следует рассматривать для срочной хирургии.

Хирургия хорошо помогает при тяжелой брахалгии, но менее эффективна при лечении установленной слабости, особенно если она сохраняется более нескольких недель. Хирургическое лечение сенсорных нарушений нецелесообразно, и его, как правило, следует избегать.

Операция включает передний или задний доступ в зависимости от места компрессии корня. Передний доступ используется всякий раз, когда патология распространяется перед корнем и спинным мозгом, например, при остеофитном стержне или пролапсе диска с центральным компонентом.Задние доступы полезны при латерально расположенных грыжах диска и стенозе корневого канала, вторичном остеофите унковертебрального сустава или дугоотростчатого сустава. Все обычно используемые передние доступы включают работу через дисковое пространство с удалением различного количества прилегающей кости (остеофита) выше и ниже дискового пространства. В дефект, оставшийся после удаления диска, помещают костный трансплантат. Меньшая часть хирургов будет выполнять дискэктомию без спондилодеза у более молодых пациентов. Однако существует относительно высокая частота радиологических кифотических деформаций после операции на уровне спондилодеза, и этот подход не получил широкого распространения.Теоретически недостатком спондилодеза является ускоренная дегенерация дисков выше и ниже сросшихся сегментов, и в настоящее время проводятся испытания искусственных суставов и дисков. Слияние на одном уровне обычно не приводит к какой-либо заметной потере движения шеи.

Задние доступы полезны для декомпрессии корня и позволяют избежать дискэктомии. К недостаткам можно отнести необходимость диссекции задней шейной мускулатуры с повышенным риском послеоперационной боли в шее.

Исход

Все хирургические операции на шейке матки сопровождаются значительными осложнениями. Таким образом, необходимо уделить должное внимание относительным рискам и ожидаемой пользе, прежде чем приступать к операции по поводу проблем, отличных от сохраняющейся сильной боли или прогрессирующего двигательного дефицита. Опубликованные результаты операций по поводу шейной радикулопатии на удивление хороши: во многих сериях сообщается о хороших или отличных результатах более чем у 90% пациентов. Хотя такие цифры, несомненно, могут быть достигнуты в хорошо отобранных группах пациентов, нереально ожидать столь высоких показателей успеха в общей нейрохирургической практике.

Шейная спондилотическая миелопатия

Хроническая дегенерация диска с остеофитами является наиболее частой причиной компрессии спинного мозга у пациентов старше 55 лет (рис. 5 и 6).

МРТ пациента с шейным спондилезом. Слева: изображение до операции — компрессия спинного мозга на двух уровнях диском и остеофитом. Справа: послеоперационное изображение после передней шейной дискэктомии 2 уровня, трансплантации гребня подвздошной кости и покрытия.

МРТ пациента с шейным спондилезом. Слева: изображение до операции — компрессия спинного мозга на нескольких уровнях диском и остеофитом. Справа: послеоперационное изображение после цервикальной ламинэктомии.

Шейная спондилотическая миелопатия (CSM) может проявляться различными способами, и описано пять различных синдромов; синдром поперечного поражения, синдром двигательной системы, синдром центрального спинного мозга, синдром Броун-Секара и синдром брахалгии и спинного мозга.Эти синдромы просто отражают различные модели миелопатии и радикулопатии. Боль в шейке матки встречается редко. Типичное проявление верхних конечностей — онемение, неуклюжие руки с трудностями при обращении с пуговицами, монетами и мелкими манипуляциями. Пациенты обычно жалуются на покалывание в руках и ногах. Часто наблюдается слабость мелких мышц рук. Ноги часто неустойчивы с тенденцией «прыгать» ночью. Пациенты могут иметь удивительно хорошую переносимость физической нагрузки, а спастическая слабость имеет тенденцию возникать в более тяжелых случаях.Нарушение мочевого пузыря обычно наблюдается при более поздних стадиях заболевания. Сенсорные признаки встречаются реже, чем можно было бы ожидать, исходя из частоты симптомов.

По крайней мере, у 10% пациентов, у которых изначально был диагностирован CSM, выявляется другой патологический процесс, такой как болезнь двигательного нейрона, рассеянный склероз или подострая комбинированная дегенерация спинного мозга. Шаркающая походка при спастической миелопатии также может быть ошибочно принята за болезнь Паркинсона.

Естественное течение CSM четко не определено.Lees и Turner ² сообщили о 44 пациентах, отметив, что пациенты с легкой инвалидностью имели наилучший прогноз. Пятнадцать пациентов имели тяжелую инвалидность, из них 14 оставались умеренно или тяжело инвалидизированными при длительном наблюдении. В этой серии были отмечены длительные периоды непрогрессирующего заболевания с редкими случаями неуклонного ухудшения. Миелопатия редко развивалась у пациентов со спондилезом, если ее не было, когда пациент первоначально обращался за лечением. Nurick ³ поддержал эти выводы, отметив, что инвалидность была установлена ​​на ранней стадии заболевания.Еще одна широко цитируемая серия исследований наблюдала за 24 пациентами в течение шести с половиной лет. ⁴ Примерно на одну треть улучшилось, в то время как равные пропорции остались прежними или ухудшились. Фактором, наиболее часто связанным с ухудшением состояния, является возраст пациента на момент обращения, при этом пациенты старше 60 лет имеют самый неблагоприятный прогноз.

Простые цервикальные лучи x часто обнаруживают признаки дегенеративных изменений, при этом аномалии наиболее заметны на уровне C5/C6 и C6/C7.Потеря высоты диска и образование заметных остеофитов является частым явлением у пожилых пациентов и дает ограниченную полезную информацию для ведения пациентов. Точно так же измерения переднезаднего диаметра канала коррелируют с риском миелопатии, но редко используются при планировании лечения. МРТ, которая показывает связь спинного мозга и корешков с окружающими структурами, остается единственным наиболее важным исследованием. Существуют разногласия по поводу значения изменения сигнала в спинном мозге, отмеченного на предоперационном МРТ.Считается, что низкие изменения интенсивности сигнала на взвешенных последовательностях T1 представляют плохой прогноз. Значимость изменения сигнала Т2 неясна. Эти изменения, по-видимому, представляют собой спектр патологий и охватывают ряд потенциальных возможностей для восстановления спинного мозга. Обычно хирурги рассматривают такое изменение сигнала как относительное показание к ранней декомпрессии.

Лечение

Специфического консервативного лечения не существует, за исключением, возможно, ношения шейного воротника, чтобы избежать повторного повреждения спинного мозга.Говорят, что это приносит пользу не более чем трети пациентов. Однако, как и в случае с другими аспектами лечения, рандомизированных контролируемых исследований не проводилось.

Показания к операции по декомпрессии шейного отдела спинного мозга при шейном спондилезе включают:

Операция выполняется передним или задним доступом. Передняя хирургия может включать дискэктомию с резекцией ассоциированных остеофитов, если компрессия локализована в дисках и прилегающих структурах. Если компрессия распространяется за тела позвонков, они также могут быть резецированы (корпэктомия).Задняя декомпрессия обычно включает резекцию пластинок (ламинэктомию) или смещение пластинок в сторону от спинного мозга для увеличения площади поперечного сечения позвоночного канала (ламинопластика). Существуют разногласия по поводу подходящей техники декомпрессии, и в конечном итоге они во многом будут отражать подготовку отдельного хирурга. Как правило, декомпрессию проводят из подхода, наиболее вероятного для удаления повреждающей структуры, сдавливающей пуповину. Таким образом, шейные диски или остеофиты, вдавливающие спинной мозг вперед, удаляют с помощью передней шейной дискэктомии, тогда как узкий цервикальный канал, вторичный по отношению к гипертрофированным задним связкам, или врожденно узкий канал лечат задней декомпрессией.

Исход

Результат операции по поводу CSM может быть разным. После установления миелопатии может наступить улучшение, но выраженного выздоровления ожидать не следует. Чем больше продолжительность предоперационных симптомов и чем тяжелее эти предоперационные симптомы, тем меньше пользы от операции. В одной серии ⁵ у 48% пациентов наступило улучшение, если они были прооперированы в течение одного года после появления симптомов. Только 16% улучшились после года или более симптомов.

В целом хирургическое вмешательство при ЦСМ направлено на остановку ухудшения неврологической функции, а не на его устранение. Некоторые серии хирургических вмешательств предполагают, что операция не имеет большого значения по сравнению с естественным течением CSM, тогда как в других наблюдается определенное преимущество перед консервативным лечением. Отсутствие проспективных данных хорошего качества означает, что точная роль декомпрессивной хирургии остается неопределенной. Пациенты с устойчивым снижением неврологической функции, прооперированные вскоре после появления симптомов и у которых заболевание не прогрессировало до поздней стадии, скорее всего, получат пользу от вмешательства.Пациенты с прогрессирующим заболеванием редко восстанавливают полезную функцию и нуждаются в полной консультации о рисках и преимуществах хирургического вмешательства. У части пациентов будет наблюдаться периоперационное снижение неврологической функции, а у других может развиться позднее ухудшение, несмотря на рентгенологически адекватную декомпрессию. Любой пациент, состояние которого ухудшается после декомпрессивной операции, должен пройти повторную МРТ шейного отдела позвоночника, чтобы подтвердить достижение адекватной декомпрессии. Интраоперационная оценка адекватности декомпрессии ненадежна.Рентгенологическое подтверждение адекватной декомпрессии необходимо, прежде чем пациент будет проинформирован о том, что его болезнь не поддается хирургическому вмешательству. Для проведения такого исследования не нужно спрашивать разрешения у нейрохирурга!

Позднее ухудшение неврологической функции может произойти в результате дегенерации спинномозговых уровней, прилегающих к сращенному сегменту. Вопрос о том, ускоряется ли этот процесс при слиянии, до сих пор неясен. В одной серии симптоматическое заболевание смежного сегмента возникало с частотой 2.9% в год в течение 10 лет наблюдения после переднего шейного артродеза. ⁶ Однако это может немного отличаться от естественного течения старения позвоночника. Также известно, что спонтанное позднее ухудшение состояния происходит через несколько лет после адекватной декомпрессии без очевидного объяснения. МРТ важно различать эти две проблемы.

Боль в шее

Боль в шее при дегенеративном заболевании может возникать в различных структурах шеи, включая диски, фасеточные суставы, суставные капсулы, связки и мышечные структуры.В большинстве случаев установить точное место боли невозможно.

Аксиальная боль в шее без корешковых признаков может отражать состояния, отличные от шейного спондилеза. К ним относятся растяжение шейного отдела позвоночника (хлыстовая травма), перелом (патологический или травматический), затылочная невралгия, пролапс диска, атлантоаксиальный подвывих и, возможно, мальформация Киари 1 или фибромиалгия. Подробный анамнез может указать на причину боли — например, затылочная боль с атлантоаксиальной нестабильностью или выраженная ночная боль при злокачественном новообразовании.

Боль в шее, связанная с головной болью, возникает при остеоартрозе атлантоаксиальных латеральных масс, хотя головная боль также часто встречается при ущемлении нижних шейных корешков. Односторонняя головная боль с лицевой болью была описана при дегенерации фасеточных суставов С2/С3, но опять же, как правило, является неспецифическим симптомом. Пациенты с дегенерацией диска нижнего шейного отдела позвоночника жалуются на различные симптомы: боль и скованность в шее иногда ослабевают, а иногда усиливаются при физической нагрузке.Специфические паттерны болей в задней части шеи, исходящих от зигоапофизарных суставов, хорошо известны, и доступны карты направления боли. ⁷

Простые лучи x выполняются часто, хотя излечимая патология выявляется редко. Дегенерация шейного диска имеет распространенность 10% в середине 20-летнего возраста, увеличиваясь почти до 95% к возрасту 65 лет. Простые снимки показывают дегенеративные изменения с потерей высоты диска, образованием остеофитов и дегенеративными изменениями в фасеточных суставах.Наличие дегенеративных изменений не указывает на то, что у пациента будет боль, хотя симптомы обычно соответствуют дегенеративным изменениям, наблюдаемым на снимке x . ⁸ При наличии только боли в шее дегенеративные изменения на обычных снимках не требуют дальнейшего исследования.

Большинство эпизодов боли в шее кратковременны и купируются консервативными мерами. Gore ⁹ сообщил о 205 пациентах с болью в шее, которых лечили консервативными методами.Через 10 лет состояние 79% улучшилось или бессимптомно, 13% остались без изменений и только 8% ухудшились. Тем не менее, 32% по-прежнему оценивают свою боль как умеренную или сильную. Другая серия исследований показала, что только четверть пациентов с болью в шее были инвалидами из-за своих симптомов через пять лет наблюдения.

В Европе и Северной Америке при болях в шее при шейном спондилезе иногда проводят спондилодез шейного отдела позвоночника. Однако нет рандомизированных контролируемых исследований, подтверждающих эту практику. В одном исследовании было обнаружено, что у 70% пациентов, перенесших шейный артродез на основании положительной дискографии шейки матки, был хороший результат.Тем не менее, эти результаты являются исключительными, и облегчение боли в шее при спондилодезе шейки матки чаще всего находится в пределах ожидаемой скорости естественного течения патологического процесса. В Великобритании нет традиции хирургического вмешательства при аксиальной боли в шее, хотя некоторые хирурги рассматривают эту процедуру при тяжелом одноуровневом заболевании. Однако естественное течение боли в шее, неопределенный исход шейного спондилодеза и связанные краткосрочные и долгосрочные осложнения шейного артродеза, по-видимому, не оправдывают такую ​​операцию.Лечение должно первоначально включать физиотерапию и реабилитационную программу с направлением к многопрофильной бригаде болеутоляющих в резистентных случаях.

РЕВМАТОИДНЫЙ АРТРИТ

У значительной части пациентов с ревматоидным артритом возникают проблемы с шейным отделом позвоночника. Обследование этих больных осложнено распространенным поражением суставов, но тщательный сбор анамнеза должен установить диагноз. Пациенты с ревматоидным артритом хорошо понимают свое заболевание и часто говорят, когда у них появляются симптомы, не связанные с обострением артрита.Осложнения шейного отдела позвоночника при ревматоидном артрите часто относительно легко диагностировать, поскольку, в отличие от спондилитной миелопатии, простые шейные лучи x дают много полезной информации.

В анамнезе следует выяснить все симптомы, относящиеся к цервикальной миелопатии. В более запущенных случаях базилярная импрессия (вертикальная миграция С2 в большое затылочное отверстие) может вызывать симптомы компрессии ствола мозга. В одной серии пациентов с радиологической базилярной импрессией у 22% была дисфункция черепных нервов (тройничного, языкоглоточного, блуждающего и подъязычного).Другие находки включали межъядерную офтальмоплегию, головокружение, диплопию, нистагм и апноэ во сне.

Обследование будет ограничено болезнью суставов, но обычно можно оценить признаки поражения верхних двигательных нейронов, такие как гиперрефлексия, и, в рамках дополнительных ограничений возможной периферической невропатии, добиться некоторой степени сохранения или потери вибрации и проприоцепции.

Шейные лучи х выполняются при сгибании и разгибании.МРТ проводится, если на обзорных снимках отмечаются какие-либо существенные отклонения или присутствуют неврологические симптомы. Относительно нормальный луч x не исключает воспалительного образования в зубочелюстном штифте.

Цифры, приведенные в отношении цервикальных осложнений ревматоидного артрита, сильно различаются в зависимости от рассматриваемой серии. Однако ясно, что боль в шее встречается часто (40–88%), шейные подвывихи распространены (43–86%), но неврологический дефицит встречается реже (7–34%).Задача состоит в том, чтобы решить, какие пациенты нуждаются в хирургическом вмешательстве, а какие нет. Это критический вопрос, поскольку в настоящее время четко установлено, что пациенты с более поздними стадиями заболевания хуже реагируют на хирургическое вмешательство, чем пациенты с более легким течением заболевания.

Наиболее распространенной проблемой является атлантоаксиальный подвывих (рис. 7 и 8). В запущенных случаях может возникнуть базилярная импрессия. Субаксиальные подвывихи встречаются чаще, чем при спондилоартрите, а в более запущенных случаях подвывихи могут возникать на многих уровнях, приводя к так называемой «лестничной» деформации.

Шейный отдел позвоночника х лучей при ревматоидном артрите. Слева: передний атлантоаксиальный подвывих при сгибании. Посередине: вправление атлантоаксиального подвывиха при разгибании. Справа: послеоперационный вид после спондилодеза С1/С2 трансартикулярными винтами. Костный трансплантат размещают в фасеточных суставах, а также между пластинками С1 и С2.

МРТ при ревматоидном артрите.Слева: подвижный атлантоаксиальный подвывих. Обратите внимание на сужение спинного мозга в краниоцервикальном соединении, вызванное подвывихом позвонка С1. Этот подвывих уменьшился при разгибании. Лечение проводилось с помощью винтов C1/C2 (тот же пациент, что и на рис. 3). Справа: пациент со спастическим квадратным парезом. Обратите внимание на базилярное вдавление с транслокацией разрушенного тела С2 в большое затылочное отверстие. Лечение заключалось в трансоральной декомпрессии С2 и заднем спондилодезе.

Атлантоаксиальный подвывих

Единственной наиболее важной проблемой, о которой следует помнить, является атлантоаксиальный подвывих.Это наиболее распространенное цервикальное проявление ревматоидного артрита, присутствующее у 25% пациентов в одной серии. В этом исследовании среднее время между началом ревматоидного артрита и диагнозом атлантоаксиального подвывиха составило 14 лет.

С1 чаще всего подвывихивает кпереди на С2, это движение обычно происходит при сгибании. Если такой подвывих «подвижный», С1 вернется в свое нормальное редуцированное положение при разгибании. Со временем может развиться фиксированный подвывих с увеличением воспалительного образования вокруг С2, так что С1 не восстанавливает свое нормальное положение по отношению к С2 независимо от положения шейки.Эти так называемые «фиксированные» подвывихи, как правило, возникают при более поздних стадиях ревматоидного артрита, а также в сочетании с базилярной импрессией, когда дегенерация кольца С1 допускает вертикальную миграцию С2 по направлению к большому затылочному отверстию.

Атлантоаксиальная нестабильность обычно диагностируется у бессимптомных пациентов, которым перед плановой ортопедической операцией выполняли сгибание и разгибание. Он также может быть диагностирован из-за боли в шее (боль С2 с затылочной иррадиацией) или обнаружен как часть исследования миелопатии.

Наиболее сложной группой являются бессимптомные пациенты с подвижным атлантоаксиальным подвывихом. Оправданно ли нанесение «упреждающего хирургического удара» ¹⁰ во избежание развития миелопатии? Ответ на этот вопрос неясен, хотя были предложены различные измерения степени атлантоаксиального подвывиха для выявления лиц, у которых наиболее вероятно возникновение компрессии спинного мозга (и, как следствие, миелопатии). Традиционно наиболее популярным измерением был передний атлантодентальный интервал, и, по мнению разных авторов, оперативное вмешательство рекомендовалось, когда этот показатель превышал 8, 9 или 10 мм.Прогностическая ценность этих цифр с точки зрения начала паралича была разочаровывающей. В качестве альтернативы рекомендуется использование заднего атлантодентального интервала (PADI) — расстояния между задней поверхностью зуба и передней частью пластинки C1. В одной серии ¹¹ утверждалось, что использование PADI ≤ 14 мм дает чувствительность (способность обнаруживать пациентов с параличом) 97%. Отрицательная прогностическая ценность 94%, возможно, имеет еще большее значение, то есть, если PADI > 14 мм, вероятность того, что у пациента не будет паралича, составляет 94%.Когда все сказано и сделано, эти цифры, несомненно, полезны для информирования любого решения о хирургической фиксации, но редко используются в качестве окончательного арбитра. «Хирург с линейкой — хирург в беде!»

Показания к хирургическому лечению атлантоаксиального подвывиха включают:

Лечение

Пациентам с миелопатией и подвывихом С1/С2 требуется срочное спондилодез. Пациенты с миелопатией и фиксированным подвывихом или базилярной импрессией также нуждаются в раннем лечении.

Пациенты с сильной болью в затылочной области (С2) и нестабильностью являются хорошими кандидатами на спондилодез С1/С2. Даже если степень подвывиха незначительна, таких пациентов следует направить на хирургическую оценку, поскольку спондилодез может привести к значительному улучшению качества жизни.

Бессимптомным пациентам с ограниченным подвывихом, вероятно, следует пройти x облучения один или два раза в год, но не лечить до тех пор, пока не будет прогрессирования.

Бессимптомных пациентов с более выраженным подвывихом следует направить на нейрохирургическое обследование.Теоретические риски внезапной смерти или неврологического дефицита, а также нежелание хирургов и анестезиологов выполнять операции на суставах или сухожилиях у таких пациентов на практике означают, что все большее число таких пациентов обращаются в хирургию.

Операция по поводу атлантоаксиального подвывиха выполняется задним доступом. Наиболее популярная процедура включает размещение винтов через фасеточный сустав С1/С2 с одновременной костной пластикой. Это высокоэффективная процедура, которая может привести к значительному уменьшению боли, миелопатии и улучшению качества жизни.

При наличии базилярного вдавления в период предоперационной тракции используют период вытяжения, чтобы попытаться вывести вертикально смещенный С2 из большого затылочного отверстия и кольца С1. Если это невозможно, может потребоваться трансоральное иссечение зубовидного штифта перед процедурой задней фиксации.

Исход

Наиболее важным предиктором послеоперационного исхода, по-видимому, является предоперационное неврологическое состояние пациента.Важно, чтобы пациент получил соответствующее обследование и лечение до того, как он будет прикован к постели, так как прогноз на этой стадии крайне неблагоприятный. Однако никогда не поздно обследовать этих пациентов; даже те, кто неподвижен, могут получить пользу от оперативного вмешательства.

СИРИНГОМИЕЛИЯ

При этом состоянии имеется кистозная полость спинного мозга. При сообщающейся сирингомиелии имеет место первичное расширение центрального канала, которое более точно описывается как гидромиелия.Это почти всегда связано с аномалиями большого затылочного отверстия, такими как грыжа миндалин (мальформация Киари) или базальный арахноидит. При несообщающейся сирингомиелии киста возникает в веществе пуповины и не сообщается с центральным каналом или субарахноидальным пространством. Общие причины включают травму, новообразование или арахноидит.

Сообщающаяся сирингомиелия проявляется диссоциированной потерей чувствительности в области мыса, шейной или затылочной болью, слабостью в руках и безболезненными артропатиями (суставы Шарко).МРТ является исследованием выбора, и лечение направлено на восстановление нормального тока спинномозговой жидкости (ЦСЖ) через большое затылочное отверстие. Если это не удается, может быть уместно прямое дренирование кисты в субарахноидальное пространство или плевральную полость.

Наиболее распространенной формой несообщающейся сирингомиелии является посттравматическая, которая часто имеет позднее проявление после травм спинного мозга. Это должно быть первым диагнозом у пациентов с поздним ухудшением функции спинного мозга после травмы спинного мозга.Лечение направлено на восстановление нормального потока спинномозговой жидкости через место повреждения.

У пациентов с очевидной идиопатической сирингомиелией всегда следует подозревать обструкцию оттока спинномозговой жидкости, и может потребоваться проведение исследований оттока спинномозговой жидкости или миелографии. У части пациентов субарахноидальная обструкция будет вторичной по отношению к паутинной паутине, которая вполне может быть устранена хирургическим путем.

РАСТЯЖЕНИЕ ШЕЙКИ

Хлыстовая травма в настоящее время определяется как травматическое повреждение структур мягких тканей в области шейного отдела позвоночника, вызванное гиперфлексией, гиперэкстензией или ротационной травмой при отсутствии переломов, вывихов или грыж межпозвонковых дисков.Симптомы могут начаться немедленно или проявиться с задержкой. Сопутствующие жалобы неопределенной патофизиологии включают головные боли, когнитивные проблемы и боли в спине.

Пациентам с болью и скованностью в шее следует выполнить сгибание и разгибание шейного отдела позвоночника. При условии достижения удовлетворительного объема движений дальнейшие исследования не показаны. При наличии неврологических симптомов или признаков необходимо провести МРТ.

Лечение у всех пациентов (кроме пациентов с переломами и вывихами) включает раннюю мобилизацию с упражнениями для шеи и возвращение к нормальной деятельности при переносимости.Шейные воротники не рекомендуются, за исключением первых нескольких дней после травмы. Такие методы лечения, как ЧЭНС (чрескожная электрическая стимуляция нервов) и иглоукалывание рекомендуются, если симптомы сохраняются более трех недель. Также могут быть уместны короткие курсы противовоспалительных препаратов. Пациенты с неврологическими симптомами и признаками должны пройти МРТ и лечение, как при шейном спондилоартрите.

Большинство пациентов с хлыстовой травмой жалуются на преобладающую боль в шее с различными корешковыми симптомами.Как подчеркивалось ранее, хирургическое лечение этой боли в шее нецелесообразно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Лечение проблем с шейным отделом позвоночника было революционным благодаря внедрению МРТ-сканирования, которое позволяет точно визуализировать спинной мозг, спинномозговые корешки и окружающие структуры. Соответствующая интерпретация этой информации всегда будет зависеть от анамнеза и неврологического обследования. Возможно, невролог больше, чем любой другой специалист, должен обладать навыками, необходимыми для оценки пациентов с заболеваниями позвоночника.

РЕКОМЕНДУЕМОЕ ЧТЕНИЕ

Гринберг М.С. Шейный спинальный стеноз. В: Справочник по нейрохирургии , 5-е изд. Тиме, 2001.

Благодарности

Я очень благодарен Стефани Пайан за иллюстрацию.

РЕФЕРЕНЦИИ

1. ↵

   Henderson CM , Hennessy RG, Shuey HM, и др. . Заднебоковая фораминотомия как эксклюзивный метод оперативного вмешательства при шейной радикулопатии: обзор 846 последовательно оперированных случаев.Нейрохирургия1983;13:504–12.

2. ↵

   Лис Ф. , Тернер JWA. Естественное течение и прогноз шейного спондилеза. BMJ1963; ii: 1607–10.

3. ↵

   Нурик С . Течение и результаты хирургического лечения поражения спинного мозга, ассоциированного с шейным спондилезом. Мозг1972;95:101–8.

4. ↵

   Робертс А.Х. .Миелопатия вследствие шейного спондилеза лечится иммобилизацией воротником. Неврология, 1966; 16:951–9.

5. ↵

   Кьюсик Дж.Ф. . Патофизиология и лечение шейной спондилитной миелопатии. Клин Нейрохирург, 1989; 37:661–81.

6. ↵

   Hilibrand AS , Carlson GD, Palumbo MA, и др. . Радикулопатия и миелопатия в сегментах, прилегающих к месту предшествующего переднего шейного артродеза.J Bone Joint Surg Am1999;81:519–28.

7. ↵

   Aprill C , Dwyer A, Bogduk N. Характер боли в зигоапофизарных суставах шейного отдела позвоночника. 2: клиническая оценка. Spine1990;15:458–61.

8. ↵

   Freidenburg Z , Miller W. Дегенеративное заболевание дисков шейного отдела позвоночника. J Bone Joint Surg Am1963;45:1171.

9. ↵

   Gore DR , Sepic SB, Gardner GM, и др. .Боль в шее: долгосрочное наблюдение за 205 пациентами. Spine1987; 12:1–5.

10. ↵

    Casey ATH , Crockard HA, Bland JM, и др. . Хирургия ревматоидного шейного отдела позвоночника у неходячего пациента с миелопатией – слишком много, слишком поздно? Ланцет 1996; 347: 1004–7. ▸ Это настоятельно рекомендуется.

11. ↵

    Boden SD , Dodge LD, Bohlman HH, и др. .Ревматоидный артрит шейного отдела позвоночника: двадцатилетний анализ с предикторами паралича и выздоровления. J Bone Joint Surg Am1993;75:1282–97.

Скелетно-мышечные инъекции: обзор доказательств

1. Lane LB, Борец Р.С., Стучин С.А. Лечение болезни де Кервена: роль консервативного лечения. J Hand Surg [Br] . 2001;26(3):258–260….

2. Ричи К.А. III, Бринер В.В. мл. Инъекции кортикостероидов для лечения теносиновита де Кервена: объединенная количественная литературная оценка. J Am Board Fam Pract . 2003;16(2):102–106.

3. Авци С, Йылмаз С, Сайли У. Сравнение нехирургических мероприятий по лечению болезни де Кервена при беременности и в период лактации. J Hand Surg [Am] . 2002;27(2):322–324.

4. Фоли Б., Кристофер Т.А. Инъекционная терапия бурсита и тендинита. В: Робертс Дж. Р., Хеджес Дж. Р., Чанмуган А. С., ред. Клинические процедуры в неотложной медицине. 4-е изд. Филадельфия, Пенсильвания: WB. Сондерс; 2004: 1020–1040.

5. Шбееб М.И., О’Даффи Джей Ди, Мишет СиДжей младший, О’Фаллон В.М., Маттесон Э.Л. Оценка инъекции глюкокортикостероидов для лечения вертельного бурсита. J Ревматол . 1996;23(12):2104–2106.

6. Ливенсе А, Бьерма-Зейнстра С., Схоутен Б, Бонен А, Верхаар Дж, Коэс Б. Прогноз вертельной боли в первичной медико-санитарной помощи. BrJ Gen Pract . 2005;55(512):199–204.

7. Виснес Х, Бар Р. Эволюция эксцентрических тренировок как лечения тендинопатии надколенника (колено прыгуна): критический обзор программ упражнений. BR J Sports Med . 2007;41(4):217–223.

8. Уилсон Дж. Дж., Лучшая ТМ. Распространенные проблемы с перенапряжением сухожилий: обзор и рекомендации по лечению. Семейный врач . 2005;72(5):811–818.

9. Блэр Б., Рокито А.С., Куомо Ф, Яролем К, Цукерман Дж.Д.Эффективность инъекций кортикостероидов при субакромиальном импинджмент-синдроме. J Bone Joint Surg Am . 1996; 78 (11): 1685–1689.

10. Хей Э.М., Томас Э, Патерсон С.М., Дзидзич К, Крофт пиар. Прагматическое рандомизированное контролируемое исследование местных инъекций кортикостероидов и физиотерапии для лечения новых эпизодов односторонней боли в плече в первичной медико-санитарной помощи. Энн Реум Дис . 2003;62(5):394–399.

11.Бухбиндер Р, Зеленый С, Юд Дж. М. Инъекции кортикостероидов при болях в плече. Кокрановская база данных Syst Rev . 2003;(1):CD004016.

12. Йоханссон К., Оберг Б, Адольфссон Л, Фолдеви М. Сочетание систематического обзора и убеждений клиницистов в отношении вмешательств при субакромиальной боли. BrJ Gen Pract . 2002;52(475):145–152.

13. Льюис М., Хай ЭМ, Патерсон С.М., Крофт П.Местные инъекции стероидов при теннисном локте: усиливается ли боль перед тем, как наступает облегчение? Результаты рандомизированного контролируемого исследования. Клин Джей Пейн . 2005;21(4):330–334.

14. Ассендельфт В.Дж., Хай ЭМ, Эдсхед Р, Бутер ЛМ. Инъекции кортикостероидов при латеральном эпикондилите: систематический обзор. BrJ Gen Pract . 1996;46(405):209–216.

15. Смидт Н, ван дер Виндт Д.А., Ассендельфт В.Дж., Девиль В.Л., Кортальде Бос IB, Бутер ЛМ.Инъекции кортикостероидов, физиотерапия или выжидательная тактика при латеральном эпикондилите: рандомизированное контролируемое исследование. Ланцет . 2002;359(9307):657–662.

16. Биссет Л, Беллер Э, Джул Г, Брукс П, Дарнелл Р, Виченцино Б. Мобилизация с помощью движения и упражнений, инъекций кортикостероидов или «поживем-увидим» при теннисном локте: рандомизированное исследование. БМЖ . 2006;333(7575):939.

17. Беллами Н., Кэмпбелл Дж., Робинсон В, Джи Т, Борн Р, Уэллс Г.Внутрисуставной кортикостероид для лечения остеоартроза коленного сустава. Кокрановская база данных Syst Rev . . 2006; (2): CD005328.

18. Арролл Б, Гудиер-Смит Ф. Инъекции кортикостероидов при остеоартрозе коленного сустава: метаанализ. БМЖ . 2004;328(7444):869.

19. Квистгард Э., Кристенсен Р, Торп-Педерсен С., Блиддал Х. Внутрисуставное лечение остеоартрита тазобедренного сустава: рандомизированное исследование гиалуроновой кислоты, кортикостероидов и изотонического солевого раствора. Остеоартрит Хрящ . 2006;14(2):163–170.

20. Мина Г.К., Паттон Дж, Кинес С, Райт ГД. Рандомизированное контролируемое исследование внутрисуставных инъекций кортикостероидов в запястно-пястный сустав большого пальца руки при остеоартрите. Энн Реум Дис . 2004;63(10):1260–1263.

21. Маршалл С., Тардиф Г, Эшворт Н. Местные инъекции кортикостероидов при синдроме запястного канала. Кокрановская база данных Syst Rev .. 2007; (2): CD001554.

22. Ли-Пен Д, Андреу ЖЛ, де Блас Г, Санчес-Оласо А, Миллан И. Хирургическая декомпрессия по сравнению с местной инъекцией стероидов при синдроме запястного канала: однолетнее проспективное рандомизированное открытое контролируемое клиническое исследование. Ревматоидный артрит . 2005;52(2):612–619.

23. Комб Б. Ранний ревматоидный артрит: стратегии профилактики и лечения. Best Pract Res Clin Rheumatol .2007;21(1):27–42.

24. Рейно Дж. П., Бакленд-Райт С, Уорд Р, и другие. Безопасность и эффективность длительных внутрисуставных инъекций стероидов при остеоартрозе коленного сустава: рандомизированное двойное слепое плацебо-контролируемое исследование. Ревматоидный артрит . 2003;48(2):370–377.

25. Хабиб Г.С., Абу-Ахмад Р. Отсутствие влияния инъекции кортикостероидов в плечевой сустав на уровень глюкозы в крови у больных сахарным диабетом. Клин Ревматол . 2007;26(4):566–568.

26. Ван А.А., Хатчинсон ДТ. Влияние инъекции кортикостероидов в триггерный палец на уровень глюкозы в крови у больных сахарным диабетом. J Hand Surg [Am] . 2006;31(6):979–981.

27. Юнес М, Неффати Ф, Тузи М, и другие. Системные эффекты эпидуральных и внутрисуставных инъекций глюкокортикоидов у пациентов с диабетом и без него. Совместная кость позвоночника .2007;74(5):472–476.

28. Кардоне Д.А., Талия АФ. Диагностическая и лечебная инъекция бедра и колена. Семейный врач . 2003;67(10):2147–2152.

29. Денклер К. Полезные советы для инъекций области запястья и кисти. Семейный врач . 2003;68(10):1912.

30. Таллия А.Ф., Кардоне Д.А. Диагностическая и лечебная инъекция плечевой области. Семейный врач .2003;67(6):1271–1278.

31. Наредо Э., Каберо Ф, Бенейто П, и другие. Рандомизированное сравнительное исследование краткосрочного ответа на инъекцию вслепую по сравнению с инъекцией местных кортикостероидов под контролем УЗИ у пациентов с болью в плече. J Ревматол . 2004;31(2):308–314.

32. Зал S, Бухбиндер Р. Улучшают ли результаты методы визуализации, определяющие положение иглы? Энн Реум Дис . 2004;63(9):1007–1008.

33. Бэнкхерст, АД, Нуньес СЭ, Дрегер ХТ, Кетвич СК, Кетвич Л.Г., Сиббит У.Л. мл. Рандомизированное контролируемое исследование устройства реципрокной процедуры для внутрисуставной инъекции кортикостероида. J Ревматол . 2007;34(1):187–192.

34. Кортни П., Доэрти М. Совместная аспирация и инъекция. Best Pract Res Clin Rheumatol . 2005;19(3):345–369.

35. О’Коннор Ф.Г.Общие уколы в спортивной медицине: общие принципы и особенности техники. В: О’Коннор Ф.Г., изд. Спортивная медицина: только факты. Нью-Йорк, штат Нью-Йорк: Медицинский паб McGraw-Hill. Разделение; 2005: 426–433.

36. Серый РГ, Готлиб НЛ. Внутрисуставные кортикостероиды. Обновленная оценка. Clin Orthop Relat Res . 1983; 177: 235–263.

37. Асеведо Д.И., Бескин ЮЛ. Осложнения разрыва подошвенной фасции, связанные с инъекцией кортикостероидов. Голеностопный сустав Int . 1998;19(2):91–97.

38. Колдуэлл Дж.Р. Внутрисуставные кортикостероиды. Руководство по выбору и показания к применению. Наркотики . 1996;52(4):507–514.

39. Лавель В., Лавель ЭД, Лавель Л. Внутрисуставная инъекция. Med Clin North Am . 2007;91(2):241–250.

40. Вэй А.С., Каллачи Джей Джей, Юкнелис Д, и другие. Влияние кортикостероидов на экспрессию коллагена в поврежденном сухожилии вращательной манжеты плеча. J Bone Joint Surg Am . 2006;88(6):1331–1338.

41. Сентено Л.М., Мур МЭ. Предпочтительные внутрисуставные кортикостероиды и связанная с ними практика: опрос членов Американского колледжа ревматологов. Рес для лечения артрита . 1994;7(3):151–155.

42. Эрмосилья Молина А. Лечение рефрактерного травматического артрита пальцев с внутрисуставным введением Ледеркорта [на испанском языке]. Хисп Мед . 1965;22(250):223–228.

43. СП Bertouch, Меффин П.Дж., Саллюстио БК, Брукс ПМ. Сравнение концентраций метилпреднизолона в плазме после внутрисуставной инъекции у пациентов с ревматоидным артритом и остеоартритом. Aust NZ J Med . 1983;13(6):583–586.

44. Национальная библиотека здравоохранения. Остеоартроз: вопросы лечения. Резюме клинических знаний. http://www.cks.library.nhs.uk/osteoarthritis/in_depth/management_issues. По состоянию на 14 декабря 2007 г.

45. Пфеннингер Дж.Л. Инъекции суставов и мягких тканей: часть II. Рекомендации для конкретных суставов. Семейный врач . 1991; 44 (5): 1690–1701.

46. Рифат С.Ф., Меллер Дж.Л. Методы инъекций и аспирации для врача первичной медико-санитарной помощи. Компрессор Тер . 2002;28(4):222–229.

47. Таллия А.Ф., Кардоне Д.А. Диагностические и лечебные инъекции голеностопного сустава и стопы.