Презентация для кафедры ВНД

Научная группа
когнитивной
психофизиологии
Б.В.Чернышев
доцент кафедры высшей нервной деятельности
[email protected]
И.П.Павлов: задачей физиологии высшей нервной
деятельности является исследование высших
(психических) форм деятельности мозга.
Психофизиология — наука, которая
изучает основы психических функций
путем исследования взаимодействия
тела, мозга и поведения живого организма
с окружающей средой.
(International Journal of Psychophysiology. 1983. Vol. 1. N 1. P. 21)
Психофизиологическая проблема…
Психофизиология – наука, посвященная поиску
физиологических основ психических процессов
Почему когнитивная психофизиология?
Когнитивный (лат. cognitio,
«познание, изучение,
осознание») — процесс, с
помощью которого происходит
обработка информации нашим
сознанием.
В число когнитивных
процессов входят внимание,
восприятие, мышление,
память, воображение,
сознание, речь и др.
Наша работа затрагивает спектр когнитивных
процессов, включая внимание, восприятие, осознание,
когнитивный контроль и речь.
Большая часть обработки информации в реальном
времени происходит в мозге на автоматизированном
(предвнимательном, досознательном) этапе.
Процессы сознания развиваются медленнее и
охватывают далеко не всю информацию,
перерабатываемую мозгом.
Однако нисходящий контроль (с участием сознания)
позволяет заранее настраивать («программировать»)
автоматические процессы, подготавливая быстрые
ответы на стимулы.
Мы исходим из того, что существует как минимум три
уровня реализации когнитивных процессов,
организованных последовательно во времени:
- тоническое состояние, обусловленное нисходящей
настройкой и стимульной предысторией;
- ранние автоматические (предвнимательные,
досознательные) этапы обработки информации; хотя
на этом этапе преобладает восходящее влияние,
нисходящая преднастройка и стимульная
предыстория могут модулировать обработку
информации на раннем этапе, качественно изменяя
последующий поведенческий ответ;
- поздние контролируемые (осознаваемые) этапы
обработки информации; на данном этапе
преобладает нисходящий контроль.
Оборудование
MCS NVX52
BrainVision
actiCHamp
Нас очень интересуют не только сами когнитивные
процессы, но и индивидуальные различия в их реализации.
Эксперименты дополняются опросниками, интервью,
анализом индивидуальных показателей выполнения задачи
и т.п.
Основные темы
исследований
Тема: Спонтанные сбои
внимания
Тема: Спонтанные сбои внимания
Почему человек иногда не замечает того, что трудно не
заметить? Почему человек иногда делает ошибки, даже
если знает, что именно нужно делать?
Тема: Спонтанные сбои внимания
Используется модифицированная слуховая
конденсационная задача, основанная на детекции
конъюнкции признаков.
Признак 1
«Высокий»
Признак 2
«Низкий»
«Чистый»
Левая
кнопка
Правая
кнопка
«Зашумленный»
Правая
кнопка
Левая
кнопка
Проведено две серии экспериментов:
– без дистракторов и
– с добавлением частых дистракторов
(аналогично методике оддболл).
Тема: Спонтанные сбои внимания
Методы:
- ВП (P2, MMN и др.)
- спектральная мощность ЭЭГ (тета и альфа-диапазоны)
Вопросы:
Почему мы совершаем ошибки в тех случаях, когда обладаем всей
необходимой информацией и физически способны реализовать
правильное решение?
Теоретическая основа:
- конкуренция за ресурсы внимания со стороны других психических
процессов
- снижение уровня когнитивного контроля
Компонент вызванного
потенциала P2 выше по
амплитуде при ошибках в
сравнении с правильными
ответами
(N = 52, F(1, 51) = 24.516, p < .0001)
Тема: Спонтанные сбои внимания
Текущие итоги
Позитивное смещение вызванного потенциала в
интервал компонента P2 рассматривается как аналог
«позитивности игнорирования» («позитивности
режекции» - rejection positivity, RP).
Спонтанные сбои внимания связаны с подавлением
обработки информации на предвнимательном
уровне.
Относительное повышение логарифма
мощности в диапазоне тета-ритма при ошибках
в сравнении с правильными ответами
Тема продолжается, ведется анализ спектрального
состава ЭЭГ (включая тета-ритм средней линии и
альфа-ритм), негативности рассогласования (MMN),
негативности, связанной с ошибкой (ERN) и
негативности, связанной с обратной связью (FRN).
p=0.00008
Успешность выполнения задачи
(процент правильных ответов)
Тема: Связывание
признаков
Тема: Связывание признаков
Как мы принимаем решения на основе восприятия
целостных объектов, характеризующихся несколькими
независимыми признаками?
Требуется ли для этого внимание?
Тема: Связывание признаков
Метод:
- ВП (MMN, P3 и др.)
- Внутримодальное и межмодальное связывание признаков объектов
Вопрос: является ли восприятие комбинации признаков целостных
объектов автоматическим или требует внимания и сознательного
контроля?
Теоретическая основа:
- в поведенческих экспериментах показано, что связывание
признаков требует внимания (как в зрительной, так и в слуховой
модальностях).
- с помощью регистрации MMN показана независимость связывания
признаков от внимания
- указанное противоречие не имеет объяснения на данный момент.
- предполагается двухуровневая система
Тема: Связывание признаков
Предполагается выявить уровневую структуру, сочетающую в
себе как низкоуровневые автоматические предвнимательные
процессы, так и высокоуровневые процессы, связанные с
вниманием и произвольным контролем.
Тема: Уход в свои мысли
(mind-wandering)
Тема: Уход в свои мысли (mind-wandering)
Что происходит, если во время выполнения задачи
содержание нашего сознания теряет связь с текущей
реальностью (с текущей задачей)?
Тема: Уход в свои мысли
Метод:
- ВП
- видеоокулография
- опрос (с прерыванием задачи во время эксперимента)
- длительный опрос (с помощью программы на мобильном телефоне)
Вопрос: В какой мере спонтанные сбои внимания связаны с уходом в
свои мысли, на каких этапах обработки информации проявляется
эффект? Каковые психофизиологические предвестники данного
состояния? Каковы индивидуальные особенности?
Теоретическая основа:
- уход в свои мысли конкурирует за внимание с выполнением
текущей задачи
- уход в свои мысли связан с активацией дефолтной сети мозга
- частота и глубина ухода в свои мысли коррелирует с личностными
чертами, такими как интроверсия, преобладающее настроение,
агрессия, тревожность и др.
Тема: Тормозные процессы
в слуховом внимании
Тема: Тормозные процессы в слуховом
внимании
Как реализуется подавление восприятия нерелевантных
стимулов в слуховой модальности?
Тема: Тормозные процессы в слуховом
внимании
Метод:
- ВП (позитивность игнорирования – позитивность режекции, rejection
positivity, RP)
Вопрос: Насколько активное невнимание способно подавлять
восприятия нерелевантных стимулов в зависимости от давления
фактора времени? Насколько данный феномен зависит от
индивидуальных особенностей?
Теоретическая основа:
- невнимание к слуховым стимулам, вызванное направлением
внимания к другим стимулом, ведет к подавлению обработки
слуховой информации на предвнимательном уровне.
- этот феномен проявляется в виде «позитивности игнорирования».
Тема: Соотношение между вниманием и
осознанием
(совместно с М.Б.Кувалдиной, СПбГУ)
Метод:
- ВП (негативность зрительного осознания - Visual awareness negativity VAN,
позитивность селективности - Selection positivity SN)
Вопрос: Возможно ли осознание в отсутствии внимания?
Теоретическая основа:
- что первично: сознание или внимание?
Тема: Соотношение между
вниманием и осознанием
(совместно с М.Б.Кувалдиной, СПбГУ)
Тема: Соотношение между вниманием и
осознанием
(совместно с М.Б.Кувалдиной, СПбГУ)
Тема: Ранние механизмы
восприятия целостного
образа (на примере
иллюзии Канизы)
Тема: Ранние механизмы восприятия целостного
образа (на примере иллюзии Канизы)
Тема: Ранние механизмы восприятия целостного
образа (на примере иллюзии Канизы)
Метод:
- МЭГ (локализация источников, спектральный анализ, GALA и др.)
Вопросы: Насколько велика роль предвнимательных процессов в
восприятии целостного образа? Участвует ли первичная зрительная
кора в восприятии целостности образа? Какова иерархия процессов,
ведущих к восприятию целостного образа?
Теоретическая основа:
- показано коротколатентное подавление ЭЭГ сигнала в ответ на
фигуры Канизы
- принцип экономного кодирования обеспечивает «сжатие»
информации
Тема: Ранние механизмы восприятия целостного
образа (на примере иллюзии Канизы)
Пример динамики разностной активности в зрительной коре левого
полушария в ответ на фигуру Канизы в сравнении с контролем.
Отрицательные значения указывают на инвертированный эффект
иллюзорного контура.
Верхний ряд – 40-65 мс, средний ряд – 70-95 мс, нижний ряд – 100-120 мс. Шкала: нА
-12
x 10
Avg.amplitude (fА)
20
10
0
-50
0
50
100
150
Time (ms)
Пример динамики активности в первичной зрительной
кора в ответ на фигуру Канизы и контрольный стимул
(заливкой выделены значимые различия по
пермутационной статистике максимального размера
временного кластера).
Текущие итоги выполненной проекта:
Доказано существование инвертированного «эффекта
иллюзорного контура».
Этот факт интерпретируется нами в свете представлений,
согласно которым на ранних этапах восприятия целостного
образа возникает подавление активности в стриарной коре,
связанное со «сжатием» информации, что создает условия
для выделения целостных объектов в экстрастриарных
областях коры.
Тема: Ранние механизмы восприятия целостного
образа (на примере иллюзии Канизы)
Исследование продолжается, новые текущие задачи:
- исследовать динамику вовлечение зрительных
областей и их взаимодействия
- исследовать влияние произвольного внимания на
механизмы восприятия целостного образа
Тема: Быстрое научение
смыслу слов на основе
телесно-воплощенных
репрезентаций
(совместно с Центром нейрокогнитивных
исследований МГППУ)
Тема: Быстрое научение смыслу слов на основе
телесно-воплощенных репрезентаций
(совместно с Центром нейрокогнитивных исследований МГППУ)
Как мы можем мгновенно извлекать смысл слов из
звучащей речи? Как мы запоминаем значение новых слов?
Тема: Быстрое научение смыслу слов на основе
телесно-воплощенных репрезентаций
(совместно с Центром нейрокогнитивных исследований МГППУ)
Методы:
- МЭГ
Вопросы: Будет ли мозг обрабатывать смысл недавно выученных
слов также, как это происходит с обычными словами языка? Какова
динамика процесса научения? Проявится ли (и насколько быстро)
«воплощенная» репрезентация слов?
Теоретическая основа:
- недавно описаны свойства автоматического сверхбыстрого
распознавания смысла слов благодаря распределенной активации
мозга с вовлечением релевантных неречевых зон.
- «воплощенное познание» (“embodied cognition”, “grounded
cognition”) – теоретический подход, согласно которому
репрезентации смысла слов базируются на эволюционно более
древних соматических репрезентациях.
Слова-действия вызывают раннюю соматотопическую
активацию, связанную со смыслом слов.
(Hauk and Pulvermuller, 2004)
Тема: Быстрое научение смыслу слов на основе
телесно-воплощенных репрезентаций
(совместно с Центром нейрокогнитивных исследований МГППУ)
Предъявляются 8 псевдослов, 4 из которых
приобретают смысл (обозначение действия) через
научение по типу «проб и ошибок», остальные слова
используются как контроль.
Сотрудники, аспиранты и студенты
Спасибо за внимание!