Intracortical recordings reveal Vision-to-Action cortical gradients driving human exogenous attention
Enregistrements intracorticaux révèlent des gradients corticaux de la Vision à l'Action qui conduisent l'attention exogène chez l'homme
Résumé
Exogenous attention, the process that makes external salient stimuli pop-out of a visual scene, is essential for survival. How attention-capturing events modulate human brain processing remains unclear. Here we show how the psychological construct of exogenous attention gradually emerges over large-scale gradients in the human cortex, by analyzing activity from 1,403 intracortical contacts implanted in 28 individuals, while they performed an exogenous attention task. The timing, location and task-relevance of attentional events defined a spatiotemporal gradient of three neural clusters, which mapped onto cortical gradients and presented a hierarchy of timescales. Visual attributes modulated neural activity at one end of the gradient, while at the other end it reflected the upcoming response timing, with attentional effects occurring at the intersection of visual and response signals. These findings challenge multi-step models of attention, and suggest that frontoparietal networks, which process sequential stimuli as separate events sharing the same location, drive exogenous attention phenomena such as inhibition of return.
L'attention exogène, le processus qui fait ressortir les stimuli saillants externes d'une scène visuelle, est essentielle pour la survie. Comment les événements capturant l'attention modulent le traitement cérébral humain reste flou. Ici, nous montrons comment le construit psychologique de l'attention exogène émerge progressivement sur des gradients à grande échelle dans le cortex humain, en analysant l'activité de 1 403 contacts intracorticaux implantés chez 28 individus, tandis qu'ils réalisaient une tâche d'attention exogène. Le timing, l'emplacement et la pertinence de la tâche des événements attentionnels ont défini un gradient spatiotemporel de trois clusters neuronaux, qui se sont mappés sur les gradients corticaux et ont présenté une hiérarchie d'échelles temporelles. Les attributs visuels ont modulé l'activité neuronale à une extrémité du gradient, tandis qu'à l'autre extrémité, elle reflétait le timing de la réponse à venir, avec des effets attentionnels se produisant à l'intersection des signaux visuels et de réponse. Ces résultats remettent en question les modèles multi-étapes de l'attention, et suggèrent que les réseaux frontopariétaux, qui traitent les stimuli séquentiels comme des événements séparés partageant le même emplacement, entraînent des phénomènes d'attention exogène tels que l'inhibition du retour.
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