miniaturadaimagem|Resposta P300 de diferentes indivíduos saudáveis ​​em um paradigma auditivo de dois tons. Os gráficos mostram a resposta média para os testes oddball (vermelho) e padrão (azul) e suas diferenças (preto). De "Resposta surpresa como uma sonda para estados de memória comprimidos". Esses exemplos mostram a variabilidade individual significativa em amplitude, latência e formato de onda entre diferentes indivíduos. O P3b é um subcomponente do P300, um componente do potencial relacionado a eventos (ERP) que pode ser observado em gravações de atividade elétrica cerebral no couro cabeludo humano. O P3b é uma amplitude positiva (geralmente relativa a uma referência atrás da orelha ou à média de duas dessas referências) com pico em torno de 300 ms, embora o pico varie em latência (atraso entre o estímulo e a resposta) de 250 a 500 ms ou mais tarde, dependendo da tarefa e da resposta individual do sujeito. As amplitudes são tipicamente mais altas no couro cabeludo do que nas áreas parietais do cérebro. Amplitudes are typically highest on the scalp over parietal brain areas.

O P3b tem sido uma ferramenta proeminente usada para estudar processos cognitivos por várias décadas. Mais especificamente, este componente ERP desempenhou um papel fundamental na pesquisa de psicologia cognitiva sobre processamento de informações. De modo geral, eventos improváveis ​​irão provocar um P3b, e quanto menos provável o evento, maior o P3b. No entanto, para provocar um P3b, o evento improvável deve estar relacionado à tarefa em questão de alguma forma (por exemplo, o evento improvável pode ser uma letra alvo pouco frequente em um fluxo de letras, à qual um sujeito pode responder com um pressionamento de botão). O P3b também pode ser usado para medir o quão exigente uma tarefa é na carga de trabalho cognitiva.

História

As primeiras observações do P3b foram relatadas em meados da década de 1960. Em 1964, os pesquisadores Chapman e Bragdon descobriram que as respostas do ERP aos estímulos visuais diferiam dependendo se os estímulos tinham significado ou não. Eles mostraram aos sujeitos dois tipos de estímulos visuais: números e flashes de luz. Os sujeitos viam esses estímulos um de cada vez em uma sequência. Para cada dois números, os sujeitos eram solicitados a tomar decisões simples, como dizer qual dos dois números era numericamente menor ou maior, qual vinha primeiro ou segundo na sequência ou se eram iguais. Ao examinar os potenciais evocados para esses estímulos (ou seja, ERPs), Chapman e Bragdon descobriram que tanto os números quanto os flashes provocavam as respostas sensoriais esperadas (por exemplo, componentes visuais N1) e que a amplitude dessas respostas variava de maneira esperada com a intensidade dos estímulos. Eles também descobriram que as respostas do ERP aos números, mas não aos flashes de luz, continham uma grande positividade que atingia o pico em torno de 300 ms após o estímulo aparecer. Eles também notaram que a amplitude dessa positividade não foi afetada pela intensidade do estímulo. Chapman e Bragdon especularam que essa resposta diferencial aos números, que veio a ser conhecida como resposta P300, resultou do fato de que os números eram significativos para os participantes, com base na tarefa que eles foram solicitados a realizar.

Em 1965, Sutton e colegas publicaram os resultados de dois experimentos que exploraram ainda mais essa positividade tardia. Eles apresentaram aos sujeitos uma pista que indicava se o estímulo seguinte seria um clique ou um flash, ou uma pista que exigia que os sujeitos adivinhassem se o estímulo seguinte seria um clique ou um flash. Eles descobriram que, quando os sujeitos eram solicitados a adivinhar qual seria o estímulo seguinte, a amplitude do "complexo positivo tardio" era maior do que quando sabiam qual seria o estímulo. Em um segundo experimento, eles apresentaram dois tipos de pistas. Para uma pista, havia uma chance de 2 em 3 de que o estímulo seguinte fosse um clique e uma chance de 1 em 3 de que o estímulo seguinte fosse um flash. O segundo tipo de pista tinha probabilidades inversas às do primeiro. Eles descobriram que a amplitude do complexo positivo era maior em resposta aos estímulos menos prováveis, ou seja, aquele que tinha apenas uma chance em 3 de aparecer. Outra descoberta importante desses estudos é que esse complexo positivo tardio foi observado tanto para os cliques quanto para os flashes, indicando que o tipo físico do estímulo (auditivo ou visual) não importava.

Em estudos posteriores publicados em 1967, Sutton e colegas fizeram com que os sujeitos adivinhassem se ouviriam um clique ou dois cliques. Eles observaram uma positividade em torno de 300 ms após o segundo clique ocorrer ou teria ocorrido no caso do clique único. Eles também fizeram com que os sujeitos adivinhassem qual seria a duração do intervalo entre os cliques, e a positividade tardia ocorreu 300 ms após o segundo clique. Isso mostra duas descobertas importantes: primeiro, que essa positividade tardia ocorreu quando a incerteza sobre o tipo de clique foi resolvida e, segundo, que mesmo a ausência de um estímulo, quando relevante para a tarefa, provocaria o complexo positivo tardio. Esses estudos iniciais encorajaram o uso de métodos ERP para estudar a cognição e forneceram uma base para o extenso trabalho sobre o P3b nas décadas seguintes.

Desde a descoberta inicial deste componente do ERP, a pesquisa mostrou que o P300 não é um fenômeno unitário. Em vez disso, podemos distinguir entre dois subcomponentes do P300: o P3 da novidade, ou P3a, e o P3 clássico, ou P3b.

Características dos componentes

Supondo que uma referência cefálica seja usada (ou seja, um eletrodo de referência colocado em algum lugar na cabeça, como a ponta do nariz ou o queixo), o P3b é um ERP positivo cuja latência na amplitude de pico é geralmente de cerca de 300 ms para estímulos sensoriais simples. A amplitude foi definida como a diferença entre a voltagem média da linha de base pré-estímulo e a voltagem do maior pico (neste caso, positivo) da forma de onda do ERP em uma janela de tempo específica. A amplitude do P3b é geralmente relativamente grande (10–20 microvolts), mas varia sistematicamente em função de uma série de fatores importantes. A latência foi definida como o tempo desde o início do estímulo (ou qualquer que seja o ponto de medição desejado) até o ponto de amplitude máxima. A latência do P3b é geralmente em torno de 300 ms, embora possa variar dentro de uma janela de tempo de cerca de 250–500 ms (ou mais tarde), dependendo de fatores como as condições da tarefa e a idade dos sujeitos.

A distribuição do P3b no couro cabeludo é geralmente maior nas áreas parietais. No entanto, usando uma configuração de 15 eletrodos com uma referência de lóbulo da orelha conectado e uma tarefa excêntrica (descrita abaixo), os pesquisadores também descobriram que a positividade aumentou ao se mover de locais frontais para parietais, e que as mulheres têm um aumento maior do que os homens. Outra pesquisa, usando o Sistema Internacional 10-20 com uma referência de mastoide esquerda e uma tarefa excêntrica, mostrou que com o aumento da idade, a distribuição do P3b tende a mudar mais frontalmente. Portanto, a distribuição exata pode depender da tarefa, bem como do gênero e da idade dos indivíduos.

Principais paradigmas

O P3b pode ser observado em uma variedade de contextos experimentais. Os paradigmas mais comuns apresentarão estímulos infrequentes e relevantes para a tarefa como uma forma de eliciar um P3b, ou empregarão duas tarefas ao mesmo tempo para usar o P3b como uma medida da carga de trabalho cognitiva. É claro que qualquer paradigma experimental no qual os participantes são instruídos a prestar atenção e avaliar estímulos deve eliciar um componente P3b, incluindo tarefas de atenção seletiva, tarefas de memória explícita e tarefas de busca visual (para revisões completas de paradigmas experimentais que foram usados ​​para eliciar esse componente, veja Kok, 2001 e Verleger, 1997).

Paradigmas excêntricos

Dois paradigmas clássicos são a tarefa oddball de dois estímulos e a tarefa oddball de três estímulos, a última das quais é usada para examinar P3b e P3a. Em uma tarefa oddball clássica de dois estímulos, uma sequência de estímulos visuais é apresentada. Por exemplo, os sujeitos podem ver uma sequência de letras apresentadas uma de cada vez. Um estímulo "alvo" ou "excêntrico" menos frequente, como a letra T, é apresentado junto com estímulos "padrão" mais frequentes, como a letra S. O sujeito é normalmente instruído a responder de alguma forma (como com o pressionamento de um botão) apenas aos alvos e a ignorar os padrões. O P3b é normalmente observado em torno de 300 ms após cada apresentação do estímulo alvo (excêntrico).

Uma tarefa excêntrica com três estímulos é exatamente igual à tarefa excêntrica com dois estímulos, exceto que, além dos alvos e padrões, um estímulo desviante e infrequente, como a letra "D", aparecerá. Esses estímulos são frequentemente conhecidos como padrões desviantes, pois não são o alvo da tarefa, mas diferem do padrão regular. Foi demonstrado que o P3b responde apenas a estímulos relevantes para a tarefa, ou aos alvos que estão sendo ativamente procurados (neste exemplo, a letra T). Portanto, o padrão desviante "D" não eliciará um P3b forte, pois não é relevante para a tarefa. No entanto, o padrão desviante ainda eliciará um potencial positivo anterior, geralmente mais alto em sítios frontais, conhecido como P3a. Ao contrário do P3b, o P3a se habitua com apresentações repetidas.

Paradigmas de dupla tarefa

Outro conjunto de paradigmas usados ​​para estudar o P3b são os paradigmas de tarefa dupla. Existem diversas variações do paradigma de tarefa dupla, e elas podem ser usadas para estudar a carga de trabalho cognitiva (ver Kok, 2001). A carga de trabalho pode ser definida como a quantidade de recursos de processamento necessários para uma tarefa específica. Em um paradigma de tarefa dupla, os participantes recebem duas tarefas para executar simultaneamente; uma tarefa primária e uma tarefa secundária. Embora a tarefa primária possa ser de praticamente qualquer tipo, a tarefa secundária deve envolver algum paradigma P300 tradicional (por exemplo, uma tarefa excêntrica). Quando essas tarefas são executadas simultaneamente, esperaríamos ver uma redução na amplitude do P3b em resposta à tarefa secundária se a tarefa primária exigir alguns recursos de avaliação de estímulo. Além disso, presume-se que a extensão dessa redução reflita a quantidade de carga de trabalho associada à tarefa primária. De fato, deve haver uma relação recíproca entre as amplitudes da resposta do P3b provocada pelas tarefas primária e secundária, respectivamente. Se a tarefa primária for mais fácil (ou seja, exigir menos recursos de avaliação de estímulos), os participantes terão mais recursos disponíveis para dedicar à tarefa secundária. Por outro lado, se a tarefa primária for mais difícil (ou seja, exigir mais recursos de avaliação de estímulos), os participantes terão menos recursos disponíveis para dedicar à tarefa secundária.