Nieuwe vensters op cognitieve controle: de effecten van aandachtsbelasting en bewustzijn op controle modus

Het leveren van cognitieve inspanning speelt een belangrijke rol in veel aspecten van het dagelijks leven. Cognitieve inspanning kan bijvoorbeeld leiden tot cognitieve vermoeidheid, wordt als aversief ervaren en daarom indien mogelijk vermeden, en is kostbaar, waardoor het invloed heeft op het nemen van beslissingen. Cognitieve inspanning kan geleverd worden door het toepassen van cognitieve controle, wat inhoudt dat gedrag op flexibele wijze wordt aangepast aan de veranderende vereisten van de omgeving. Wanneer we geconfronteerd worden met conflicterende responsopties, bijvoorbeeld, moeten we adaptieve cognitieve controle uitoefenen om automatische reacties te inhiberen ten gunste van beter passende acties. Omdat cognitieve controle kostbaar is, moet het op een efficiënte manier toegepast worden. Er moet genoeg controle toegepast worden om moeilijke taken op te lossen, maar niet teveel om de cognitieve inspanning niet te groot te maken. Dit suggereert dat cognitieve controle het best kan worden toegepast op variabele tijdschalen: kortstondig wanneer conflict niet vaak voorkomt, maar op een aanhoudende manier wanneer conflict frequent voorkomt. In hoofdstuk 2 wordt een gedragsmatige kwantificatie van deze tijdschaal geïntroduceerd. Dit hoofdstuk toont aan dat cognitieve controle inderdaad wordt toegepast op een korte tijdschaal wanneer conflict zeldzaam is of de context volatiel, en op een langere tijdschaal wanneer conflict vaker voorkomt. De fMRI-studie in hoofdstuk 3 gaat dieper in op deze bevindingen en laat zien dat verschillen in tijdschaal ook worden weerspiegeld in de neurale implicatie van cognitieve controle. Verhoogde kortstondige activiteit werd gevonden in fronto-pariëtale hersenregio’s wanneer cognitieve controle maar af en toe nodig was, terwijl aanhoudende neurale activiteit werd gevonden in vergelijkbare regio's wanneer cognitieve controle vaak nodig was. Deze resultaten laten zien dezelfde hersengebieden betrokken zijn bij kortstondige en aanhoudende controle, maar op verschillende tijdschalen actief zijn. Terwijl hoofdstuk 2 en 3 handelen over de temporele dynamiek van cognitieve inspanning door uitoefening van cognitieve controle (d.w.z. over de vraag wanneer cognitieve inspanning wordt toegepast), richt hoofdstuk 4 zich op hoe cognitieve inspanning neuraal wordt geïmplementeerd. De fMRI-studie in dit laatste hoofdstuk laat een verhoogde connectiviteit zien tussen de dorsale anterieure cingulate cortex (dACC) en taak-specifieke corticale gebieden wanneer er een grote inspanning vereist is. Dit impliceert dat dACC, samen met de anterieure insula en intrapariëtale sulcus, een circuit vormt dat actief wordt wanneer de cognitieve inspanning groot is, en dat dACC verbinding maakt met gespecialiseerde hersengebieden, afhankelijk van de specifieke kenmerken van de taak. Samen tonen deze studies 1) een gedragsmatige en 2) een neurale signatuur van temporele variaties in de toewijzing van inspannende cognitieve controle, en 3) dat de neurale implementatie van cognitieve inspanning verzorgd wordt door dACC-geïnitieerde sensitisatie van taakafhankelijke gebieden.