安静状態の神経ダイナミクスは、視覚運動のパフォーマンスと学習における個人差を予測します

新たな作業は、安静時の非拡張、または非周期1/F神経活動が認知機能能力の機能的かつ行動的に関連するマーカーであることを実証しました。モータードメインでは、以前の研究では、1/F分析がモーターの協調と性能測定の調査にのみ適用されています。個々の視覚運動パフォーマンス能力のマーカーとしての非周期的安静状態の神経ダイナミクスの価値は不明のままです。したがって、この作業の目的は、没入型の仮想現実射影タスクにおける個々の1/F傍受および勾配パラメーターが反応時間と知覚的感受性を予測するかどうかを調査することでした。射撃タスクでは、ターゲット刺激の速度を選択し、非標的刺激の選択の回避が必要でした。運動および知覚の要求は、タスクブロック全体で徐々に増加し、参加者は1週間にわたる3つのトレーニングセッションでタスクを実行しました。モーターの需要が高い場合、より急な個々の1/F勾配がより短い反応時間を予測しました。この関係は練習とは変わりませんでした。1/fの切片の増加と急勾配の1/F勾配は、d 'として測定されたより高い知覚感度と関連していました。ただし、この関連は、最高レベルの知覚需要の下でのみ観察され、これらの条件への初期暴露でのみ観察されました。1/Fインターセプトが低く、浅い1/Fスロープを持つ個人は、タスクの実践からの知覚感度の最大の利益を示しました。これらの発見は、運動および知覚性能の個人差が安静状態の神経ダイナミクスを使用して説明できることを示しています。1/Fの非周期パラメーターは、複雑で厳しいタスク条件下で視覚運動性能を予測する上で最も有益です。新しいタスクで高い視覚運動性能の能力を予測することに加えて、1/Fの非周期パラメーターは、どの個人が実践から最も改善されるかを予測するのにも役立つかもしれません。

An emerging body of work has demonstrated that resting-state non-oscillatory, or aperiodic, 1/f neural activity is a functional and behaviorally relevant marker of cognitive function capacity. In the motor domain, previous work has only applied 1/f analyses to investigations of motor coordination and performance measures. The value of aperiodic resting-state neural dynamics as a marker of individual visuomotor performance capacity remains unknown. Accordingly, the aim of this work was to investigate if individual 1/f intercept and slope parameters of aperiodic resting-state neural activity predict reaction time and perceptual sensitivity in an immersive virtual reality marksmanship task. The marksmanship task required speeded selection of target stimuli and avoidance of selecting non-target stimuli. Motor and perceptual demands were incrementally increased across task blocks and participants performed the task across three training sessions spanning one week. When motor demands were high, steeper individual 1/f slope predicted shorter reaction time. This relationship did not change with practice. Increased 1/f intercept and a steeper 1/f slope were associated with higher perceptual sensitivity, measured as d'. However, this association was only observed under the highest levels of perceptual demand and only in the initial exposure to these conditions. Individuals with a lower 1/f intercept and a shallower 1/f slope demonstrated the greatest gains in perceptual sensitivity from task practice. These findings demonstrate that individual differences in motor and perceptual performance can be accounted for with resting-state aperiodic neural dynamics. The 1/f aperiodic parameters are most informative in predicting visuomotor performance under complex and demanding task conditions. In addition to predicting capacity for high visuomotor performance with a novel task, 1/f aperiodic parameters might also be useful in predicting which individuals might derive the most improvements from practice.