ABSTRACT BACKGROUND Persistent deficits in working memory (WM) and attention have considerable clinical and functional impact in people with bipolar disorder (PBD). Understanding the neurocognitive underpinnings of these interacting cognitive constructs might facilitate the discovery of more effective pro-cognitive interventions. Therefore, we employed a paradigm designed for jointly studying attentional control and WM encoding. METHODS We used a visuospatial change-detection task using four Gabor Patches with differing orientations in 63 euthymic PBD and 76 healthy controls (HCS), which investigated attentional competition during WM encoding. To manipulate bottom-up attention using stimulus salience, two Gabor patches flickered, which were designated as either targets or distractors. To manipulate top-down attention, the Gabor patches were preceded by either a predictive or a non-predictive cue for the target locations. RESULTS Across all task conditions, PBD stored significantly less information in visual WM than HCS (significant effect of group). However, we observed no significant group by salience or group by cue interactions. This indicates that impaired WM was not caused by deficits in attentional control. CONCLUSIONS Our results imply that while WM is disturbed in PBD, attentional prioritization of salient targets and distractors as well as the utilization of external top-down cues were not compromised. Consequently, the control of attentional selection appears be intact. These findings provide important constraints for models of WM dysfunction in PBD by indicating that later stages of WM encoding are likely primarily impaired. We also demonstrate that selective attention is not among the main sources of cognitive impairment in PBD.

ABSTRACT Studying the visual system with fMRI often requires using localizer paradigms to define regions of interest (ROIs). However, the considerable interindividual variability of the cerebral cortex represents a crucial confound for group-level analyses. Cortex-based alignment (CBA) techniques reliably reduce interindividual macroanatomical variability. Yet, their utility has not been assessed for visual field localizer paradigms, which map specific parts of the visual field within retinotopically organized visual areas. We evaluated CBA for an attention-enhanced visual field localizer mapping homologous parts of each visual quadrant in 50 participants. We compared CBA with volume-based alignment and a surface-based analysis, which did not include macroanatomical alignment. CBA led to the strongest increase in the probability of activation overlap (up to 40 percent). On the group level, CBA led to the most consistent increase in ROI size while preserving vertical ROI symmetry. Overall, our results indicate, that in addition to the increased signal-to-noise ratio of a surface-based analysis macroanatomical alignment considerably improves statistical power. These findings confirm and extend the utility of CBA for the study of the visual system in the context of group analyses. CBA should be particularly relevant when studying neuropsychiatric disorders with abnormally increased interindividual macroanatomical variability.

ABSTRACT Background People with schizophrenia (PSZ) are impaired in attentional prioritization of non-salient but relevant stimuli over salient distractors during visual working memory (VWM) encoding. Conversely, guidance of top-down attention by external predictive cues is intact. Yet, it is unknown whether this preserved ability can help PSZ encode more information in the presence of salient distractors. Methods We employed a visuospatial change-detection task using four Gabor patches with differing orientations in 66 PSZ and 74 healthy controls (HCS). Two Gabor patches flickered which were designated either as targets or distractors and either a predictive or a non-predictive cue was displayed to manipulate top-down attention, resulting in four conditions. Results We observed significant effects of group, salience and cue as well as significant interactions of salience by cue, group by salience and group by cue. Across all conditions, PSZ stored significantly less information in VWM than HCS. PSZ stored significantly less non-flickering than flickering information with a non-predictive cue. However, PSZ stored significantly more flickering and non-flickering information with a predictive cue. Conclusions Our findings indicate that control of attentional selection is impaired in schizophrenia. We demonstrate that additional top-down information significantly improves performance in PSZ. The observed deficit in attentional control suggests a disturbance of GABAergic inhibition in early visual areas. Moreover, our findings are indicative of a mechanism for enhancing attentional control in PSZ, which could be utilized by pro-cognitive interventions. Thus, the current paradigm is suitable to reveal both preserved and compromised cognitive component processes in schizophrenia.