Вызванные потенциалы при сбоях внимания

Вызванные потенциалы
при сбоях внимания,
или что происходит,
когда наш разум уходит побродить
Почему человек ошибается - если исключить некомпетентность,
объективный недостаток информации, а также злой умысел и
заболевания?
Что такое рассеянность?
Ошибки можно рассматривать как недостаточную обработку
поступающей информации, ведущую к неправильному принятию
решения.
Недостаточная обработка информации может быть связана с
недостаточным выделением ресурсов на ее обработку.
Модель распределения ресурсов по Д.Канеману
Согласно Д.Канеману,
количество выделяемых
ресурсов зависит от уровня
активации.
Причем имеющееся
количество ресурсов может
быть выделено на одну
задачу, или ресурсы могут
быть в той или иной
пропорции распределены
между несколькими
задачами.
[По: Канеман, 2006]
Таким образом, недостаток ресурсов для конкретной задачи может
быть связан как со снижением уровня активации (бодрствования), так
и с тем, что ресурсы используются другой задачей.
Конкуренция за ресурсы проявляется не на всех этапах обработки
информации.
Первичный анализ сенсорной информации на уровне
предвнимания (выделение признаков и частично опознание
простых и знакомых объектов) не испытывает явной конкуренции
за ресурсы.
Выполнение действия (движение рукой, произнесение фразы)
само по себе также не ведет к конкуренции за ресурсы.
Конкуренция за ресурсы возникает на центральной стадии
обработки информации – на уровне принятия решения.
[Sigman, Dehaene, 2005; 2006]
Принятие решения может происходить на нескольких
последовательных уровнях, в частности:
- перцептивное решение (опознание объекта, выбор одной версии
из нескольких возможных)
- исполнительное решение (выбор одного действия из нескольких
возможных)
Обе стадии принятия решения тесно связаны с вниманием.
Например, в теории М.Познера соответствующие системы
внимания выделены в явном виде (ориентировочная и
исполнительная системы внимания).
Проявления активной обработки
сигнала в ВП
Негативность
рассогласования
Негативность рассогласования (НР) – mismatch negativity (MMN)
(Открыта Р.Наатаненом) – разность между девиантным и
стандартным стимулами в одд-болле. Достигает максимума между
160 – 220 мс, максимально выражена в центральных отведениях по
средней линии. Может накладываться на N1, P2 и N2.
Иногда НР называют N2a (в этом случае классический N2 получает
название N2b).
Негативность рассогласования является автоматическим процессом
сравнения текущего стимула со следом от предыдущего. Она
возникает независимо от инструкции или от произвольного внимания
испытуемого (предвнимание).
Тем не менее, НР подавляется на сигналы в одно ухо, если
испытуемый активно направляет внимание на сигналы в другом ухе.
Негативность
рассогласования
Негативность рассогласования
– проявляется как разность
между девиантным и
стандартным стимулами.
Возникает непроизвольно, и
отражает усиленную обработку
в мозге отличающегося
стимула (в методике оддболл).
Зависимость негативности
рассогласования от разницы
по высоте тона между
стандартным и девиантным
стимулом (Naatanen et al.,
2007). Испытуемые
различают стимулы только
для 1016 и 1032 Гц (две
нижних записи).
Процессная
негативность
Процессная негативность (ПН) – processing negativity (PN)
(Наатанен) – разность между нецелевым стимулом в значимом
(релевантном) канале и нецелевым же стимулом в незначимом
(нерелевантном) канале. Для таких экспериментов требуется иметь
два потока стимулов – на один из них испытуемый обращает
внимание (например, в одно ухо), а второй игнорируется им (во
второе ухо). Иными словами, нужны четыре стимула, которые
образуют два параллельно идущих одд-болла, один из которых по
инструкции активный, а другой – игнорируемый. Либо производится
сравнение активного и пассивного одд-болла (при чтении книги).
По времени примерно соответствует негативности рассогласования.
Разностная негативность (РН) (Nd) (Хилльярд) – фактически
примерно то же самое, что процессная негативность по Наатанену.
Однако Наатанен подводит теоретическую базу под их различия.
Процессная
негативность
Разностная
негативность
(Hillyard, Kutas,
1983).
«Внимаемый» и
игнорируемый
каналы различаются
по высоте тона.
Девиантный стимул
немного больше по
длительности
стандартного в обоих
каналах.
Процессная
негативность
N1
N1
P2
N2
P2
P3
Процессная негативность (Naatanen, Gaillard, Mantysalo, 1978).
Методика: Вызванные потенциалы на звуковые стимулы. Дихотическое прослушивание: в
каждое ухо подается последовательность из частых «стандартов» и редких «сигналов»,
привлекающих внимание. Инструкция требует от испытуемого слушать только в одно
«канале» информации (обращать внимание только на звуки в одном ухе).
Процессная негативность – негативный потенциал, накладывающийся на вызванный
потенциал в состоянии внимания в сравнении с состоянием невнимания. Хорошо виден
для «стандартов». Связан с повышенной обработкой информации в том канале, на
который обращено внимание.
Бодрствование
и сон
Оба негативных отклонения – как негативность рассогласования,
так и процессная негативность, указывают на усиление обработки
информации в мозге.
Соответственно, при ослаблении обработки ВП смещается в
более позитивную строну.
Наши данные
A
Percentage
80
60
40
20
0
Correct responses
Errors
Omissions
B
Mean latency, ms
1050
1000
950
900
Correct responses
C
Errors
Mean latencySD, ms
400
375
350
325
300
Correct responses
Errors
Behavioral statistics.
(A) Percentage of correct responses,
errors and omissions for all
participants (N = 28); (B) Mean
latency of correct responses and
errors for all participants (N = 28);
(C) Mean latency SD of correct
responses and errors for all
participants (N = 28);. Data are
presented as M ± SEM.
Tab. 2. Overall behavioral statistics.
M
Percentage
Mean latency, ms
Mdn Min. Max.
SD
85.1
88.0
65.0
96.0
8.6
Errors
9.6
7.6
2.5
21.8
5.8
Omissions
5.4
5.3
0.7
14.8
3.7
Correct responses
905
916
715 1074
80
Correct responses
Errors
Mean latency SD, ms Correct responses
Errors
1030 1030
739 1294 143
316
320
226
383
49
373
371
193
743 117
A
B
16
90
85
Percentage
Percentage
14
80
75
12
10
8
6
4
70
1
2
3
4
2
5
1
2
Session
D
1050
1000
950
900
3
4
5
400
350
300
250
2
5
450
Mean latency SD , ms
Mean latency, ms
1100
1
4
Session
C
850
3
4
5
1
Session
2
3
Session
Correct responses
The time-courses of the behavioral percentage measures.
(A) Percentage of correct responses; (B) Percentage of errors and
omission; (C) Mean latency of correct responses and errors; (D) Mean
latency SD of correct responses and errors. Data are presented as
M ± SEM.
Errors
Omissions
ERP grand mean for correct responses (N = 26).
ERP grand mean recorded at Cz.
-8
-6
Potential (V)
-4
-2
0
2
4
Cz
6
8
-200
-100
0
100
200
300
Time (ms)
400
500
600
700
800
ERP grand mean for correct responses. ERP scalp maps at 40
– 360 ms, showing N1 and P2. Scale: µV.
ERP grand mean for correct and erroneous responses (N = 24).
ERP grand mean recorded at Cz.
Cz
-10
Potential (uV)
-5
0
5
10
-200
0
200
Time (ms)
400
600
ERP grand mean for correct responses and omissions (N = 16). ERP
grand mean recorded at Cz.
Cz
-10
Potential (uV)
-5
0
5
10
-200
-100
0
100
200
300
Time (ms)
400
500
600
Наша интерпретация
Уровень бодрствования в нашем эксперименте вряд бы был
различным в состоянии правильных реакций – в сравнении с
ошибками и пропусками.
Об этом можно судить по тому, что N1 не зависел от ситуации.
Требуется более детальный анализ полиграфических показателей,
а также фоновой (предстимульной) ЭЭГ.
Усиление P2 при ошибках и пропусках можно рассматривать как
подавление обработки информации.
Однако данный эффект короче по длительности, чем негативность
рассогласования или процессная негативность.
Почему это происходит? Мы предполагаем, что испытуемые
уходят в свои мысли, отвлекаясь от задачи.
Явление «mind-wandering» («уход в свои мысли») к настоящему
времени изучено психологами, однако электрофизиологических
исследований мало.
J.Smallwood в нескольких работах показал, что
- состояние ухода в свои мысли подавляет обработку как
релевантной, так и нерелевантной информации
- ошибки в реакции на стимулы в целом совпадают с уходом
испытуемых в свои мысли согласно самоотчету, и ведут к одним и
тем же изменениям ВП
- статистически ошибки лучше предсказывают изменения ВП, чем
самоотчет – иными словами, видимо, ошибки являются более
надежным индикаторами состояния ухода в свои мысли, чем
самоотчет
- в состоянии ухода в свои мысли происходило подавление P300
на релевантные стимулы, а также подавление зрительного P1 и
слухового N1 на нерелевантные стимулы.
[По: Raichle, 2010]
Дефолтная система мозга была открыта Маркусом Рейклом чуть
более 10 лет назад. Это совокупность областей мозга, которые
координировано активируются, когда испытуемый находится в
томографе и не получает никакого задания.
Позже было выявлено, что в моменты значительной активации
дефолтной системы мозга испытуемые уходили в свои мысли.