Загрузил lderyagina

Психофизиология восприятия

Реклама
Восприятие — это процесс и результат
формирования субъективного образа
предмета или явления, действующего на
анализатор.
Она осуществляется на основе местоположения
рецепторов.
Рецепторы — это специальные чувствительные
нервные образования, воспринимающие раздражения
из внешней или внутренней среды и
перерабатывающем их в нервные сигналы.
По локализации рецепторов анализаторы делятся на
экстероцептивные и интероцептивные.
В первом случае
источники стимуляции
находятся вне организма,
во втором — информация
поступает от внутренних
систем и органов.
Модальность
Зрение
Слух
Равновесие
осязание
Вкус
Обоняние
Локализация
рецепторов
Тип рецепторов
Воспринимаемое
качество
Полочки
Колбочки
Освещенность
Контрастность
Движение
Размер Цвет
Улитка
Волосковые клетки
Высота
Силы звука
Тембр
Локализация звука
Вестибулярны
й орган
Макулярные клетки
Вращение
Сила тяжести
Кожа
Окончания Руффини
Диски Меркеля
Тельца Пачини
Тепло
Давление Вибрация
Язык
Вкусовые сосочки на
кончике и основания
языка
Сладкий и кислый
Горький и соленный
Обонятельный
эпителий в
носу
Обонятельные
рецепторы
Цветочный
Фруктовый
Пикантный запах
Сетчатка
Симультанное восприятие
Сукцессивное восприятие
Длительность одного акта
Если человек сталкивается с
восприятия может быть очень неизвестным стимулом, длительность
короткой, почти мгновенной,
восприятия может существенно
особенно, когда объект
увеличиваться.
восприятия хорошо знаком.
Требуется время, чтобы провести
В таком случае говорят об детальный сенсорный анализ, выдвинуть
одномоментном
и проверить несколько гипотез по поводу
(симультанном) восприятии.
действующего стимула, и лишь после
этого принять решение о том, что же
Объект - ЯБЛОКО
представляет собой воспринимаемый
стимул
Я знаю, что это ЯБЛОКО
Все виды восприятия несут информацию о времени, т.е.
о том моменте, когда появился стимул и как долго он
действовал.
Другими словами, восприятие — это процесс, началом
которого служит момент действия стимула на рецептор.
Завершением восприятия является образ стимула —
объекта и его опознание (идентификация).
В настоящее время существуют вполне
определенные представления о конкретных
нейронных механизмах, осуществляющих
сенсорный анализ и построение сенсорной модели
внешней среды.
Они связаны с так называемой концепцией
детекторного кодирования.
Наиболее детально нейроны-детекторы исследованы в зрительной
системе. Речь идет, в первую очередь, об ориентационнои дирекционально-чувствительных клетках.
За открытие феномена
ориентационной
избирательности
нейронов зрительной
коры кошки ее авторы
Д. Хьюбел и Т. Визел в
1981 г. были удостоены
Нобелевской премии.
Главным понятием в детекторной концепции кодирования служит
представление о нейроне-детекторе.
Нейрон-детектор — высокоспециализированная нервная
клетка, способная избирательно реагировать на тот или иной
признак сенсорного сигнала.
Такие клетки выделяют в сложном раздражителе его
отдельные признаки. Разделение сложного
сенсорного сигнала на признаки для их раздельного
анализа является необходимым этапом операции
опознания образов в сенсорных системах.
Информация об отдельных параметрах стимула
кодируется нейроном-детектором в виде частоты
потенциалов действия, при этом нейроны-детекторы
обладают избирательной чувствительностью по
отношению к отдельным сенсорным параметрам.
Данная избирательность заключается в том, что клетка дает
максимальный по частоте и числу импульсов разряд при
определенном угле поворота световой или темневой полоски
или решетки. В то же время при других ориентациях
стимулов те же клетки отвечают плохо или не отвечают
совсем. Эта особенность дает основание говорить об
остроте настройки нейрона-детектора и предпочитаемом
диапазоне реагирования.
Дирекционально-избирательные
нейроны
Реагируют на движение стимула, демонстрируя
предпочтение в выборе направления и скорости
движения.
Длинная и узкая полоска света
вызывает реакцию сложной
клетки независимо то того, в
каком месте рецептивного поля
она предъявлена, если только ее
ориентация оптимальна (три
верхних записи). Если
ориентация полосы отличается
от оптимальной, клетка
реагирует слабее или не
отвечает совсем (нижняя запись)
(по Хьюбелу, 1991)
Нейроны-детекторы делятся на три типа: простые, сложные и
сверхсложные. Расположены в разных слоях коры и различаются по
степени сложности и месту в цепи последовательной обработки
сигнала. Помимо этого, описаны нейроны-детекторы, которые
реагируют в основном на стимулы, похожие на те, что встречаются в
жизни, например, движущуюся тень от руки, циклические движения,
напоминающие взмахи крыльев и т.д. Сюда же относятся нейроны,
которые реагируют лишь на приближение и удаление объектов.
Выделены также нейроны — детекторы цвета. Наиболее
часто встречаются нейроны, чувствительные к:
синему цвету (с длиной волны 480 нм)
зеленому цвету (с длиной волны 500 нм)
красному (с длиной волны 620 нм)
Предполагается также, что существуют нейроны с возрастающей
способностью к обобщению отдельных признаков объектов и
полимодальные, т.е. обладающие способностью реагировать на
стимулы разных сенсорных модальностей (зрительнослуховые, зрительно-сомато-сенсорные и т.д.).
Описаны нейроны-детекторы и в других сенсорных системах:
Слуховой
Соматосенсорной
В первом случае речь идет о
Во втором, активность нейронов детекторов
детектировании положения
связана с определением движения тактильного
источника звука в пространстве и
стимула по коже или величиной суставного
направления его движения.
угла при изменении положения конечности.
Несмотря на то, что имеющихся данных о механизмах
детектирования и в зрительной, и особенно в других
модальностях (слуховой, соматосенсорной, обонятельной) явно
недостаточно, тем не менее многие исследователи в настоящее
время рассматривают принцип нейронного детектирования как
универсальный принцип строения и функционирования всех
сенсорных систем.
Детекторный принцип кодирования положен в основу "обобщенной модели
сенсорной системы, выполняющей активный синтез при внутреннем отображении
внешнего стимула" (Соколов, Вайткявичус, 1989).
Модель воспроизводит все этапы процесса переработки информации от
возникновения возбуждения на выходах рецепторов до формирования целостного
образа.
Преобразование информационного потока в ней осуществляется с помощью
нескольких типов формальных
 Нейронов детекторов,
 Гностических нейронов,
 Нейронов-модуляторов
 Командных нейронов
 Мнемических нейронов
 Семантических нейронов
Которые связаны между собой стабильными и пластическими связями двух типов:
информационными и модулирующими.
Предполагается, что внешний раздражитель через органы чувств
создает распределенное возбуждение на выходе рецептора. В
результате первичного анализа из этого потока возбуждения
выделяются отдельные признаки стимула. На следующем этапе
происходит организация целостного образа, в ходе этой стадии в
зрительной системе человека по отдельным фрагментам
возникает гипотеза о том, что это может быть.
Гипотетические представления об объекте (ожидаемый образ)
извлекается из памяти и сопоставляется с той информацией,
которая поступает из сенсорной системы. Далее принимается
решение о соответствии или несоответствии гипотезы объекту,
проверяются уточняющие гипотезу признаки.
Применительно к работе зрительной системы описан и
другой предполагаемый механизм восприятия: частотная
фильтрация. Предполагается, что зрительная система, в
первую очередь кора мозга, настраивается на восприятие
пространственной информации разного частотного
диапазона.
Другими словами, допускается, что зрительная система
человека содержит нейронные комплексы, которые
наделены свойствами двумерных пространственночастотных фильтров, осуществляющих анализ параметров
стимула по принципу, который описывается разложением
Фурье.
Причем существует, по-видимому, множество относительно
"узких" фильтров, настроенных на восприятие разных
пространственных частот.
Преимущество системы, основанной на частотном анализе,
состоит в том, что она упрощает узнавание знакомых объектов,
которые имеют увеличенные или уменьшенные размеры. При
этом предполагается, что в системе памяти фиксируется только
гармонический состав (перечень волновых составляющих,
полученный в результате разложения), он не зависит от
реального размера объекта и это делает опознание стимула
более экономным.
Воспринимаемый объект активирует определенную группу клеток —
"нейронный ансамбль", каждый член которого может принадлежать
также к другим ансамблям.
Поскольку известно, что разрушение небольшого участка мозга
обычно не ведет к исчезновению определенных воспоминаний,
приходится предполагать, что клетки одного ансамбля не
сосредоточены в одной корковой зоне, а разбросаны по многим
зонам.
Наряду с этим, экспериментально доказано существование
специализированных нейронов в мозге человека. Многочисленные
данные такого рода были получены в клинических
исследованиях Н.П. Бехтеревой с сотрудниками (1985, 1988).
Тем не менее в исследованиях восприятия, выполняемых с
помощью регистрации активности нейронов, проблема
формирования и опознания образа остается мало изученной
Н.П. Бехтеревой с сотрудниками был
сформулирован общий психофизиологический
принцип, в соответствии с которым
кодирование содержания психической
деятельности осуществляется комбинациями
частот импульсной активности в паттернах
разрядов нейронов мозга и в характеристиках
их взаимодействия. В частности, например,
было показано, что паттерны текущей частоты
разрядов нейронов некоторых структур мозга
при восприятии вербальных стимулов
способны отражать акустические и общие
смысловые характеристики слов.
Обе концепции (детекторная и частотной фильтрации)
не дают четкого ответа на один вопрос: как из некоторого
числа элементов, будь это реакции нейронов-детекторов
или коэффициенты Фурье, создается целостный образ,
т.е. неопределенным остается механизм визуального
синтеза и константности зрительного образа.
Один из основателей детекторной
концепции Д. Хьюбел так характеризует
эту проблему:
"…часто спрашивают, каковы наиболее
правдоподобные предположения
относительно того, каким образом
распознаются видимые объекты,
становятся ли клетки при переходе к
более центральным уровням все более
специализированными, так что на
каком-то уровне могут найтись клетки,
реагирующие на лицо одногоединственного конкретного человека —
например, чьей-то бабушки? Такое
представление, называемое "теорией
бабушкиной клетки", вряд ли можно
принимать всерьез. Можем ли мы
обнаружить отдельные клетки для
бабушки улыбающейся, плачущей или
занимающейся шитьем? Или отдельные
клетки, отражающие понятие или
определение "бабушки"? И если бы у
нас действительно имелись "бабушкины
клетки", куда они посылали бы свои
выходные сигналы?
Изучение физиологических основ восприятия проводится с
помощью макропотенциалов мозга: фоновой
электроэнцефалограммы, а также вызванных и событийно-связанных
потенциалов, причем использование ЭЭГ имеет два разных аспекта.
 Первый связан с выявлением параметров ЭЭГ, имеющих отношение
к кодированию стимула.
 Второй, более традиционный, представляет собой изучение
параметров ЭЭГ отдельных зон коры или показателей их совместного
взаимодействия при восприятии стимулов
ЭЭГ — показатели восприятия. Среди ритмов ЭЭГ
наибольшее внимание исследователей в этом плане
привлекает альфа-ритм (8-12 кол/с), который
регистрируется преимущественно в задних отделах коры в
состоянии спокойного бодрствования. Известно, что при
предъявлении стимулов имеет место подавление или
"блокада" альфа-ритма: причем она тянется тем больше, чем
сложнее изображение.
Поиск электрофизиологических
показателей восприятия в параметрах альфаритма опирается на представление о том, что
воспринимаемая человеком информация
кодируется комбинациями фаз и частот
периодических нейронных процессов, которые
находят свое отражение в характеристиках
альфа-ритма.
Предполагается, что такая особенность ЭЭГ, как
пакет волн
создается синхронизированной когерентной
активностью группы нейронов, расположенных в
разных участках мозга и образующих ансамбль.
Предположительно все волны одного
пакета хранят информацию об одном образе или
его части и при восприятии опознается только
тот образ, который закодирован ритмической
активностью наибольшего числа нейронов в
Экспериментально было показано,
что значения параметров колебаний
системы нейронов, оцениваемые, в
частности, по расстоянию между
соседними спектральными пиками
внутри альфа-диапазона, могут
служить аргументами уравнений,
предсказывающих некоторые
особенности восприятия. Например,
чем больше период доминирующих
колебаний в ЭЭГ человека и чем
больше разнообразие
воспринимаемых и ожидаемых
стимулов, тем медленнее
осуществляется их восприятие.
Наряду с этим существуют
исследования пространственновременных отношений потенциалов
мозга при восприятии сенсорной
информации. В отличие от
предыдущего этот подход учитывает
два фактора: время восприятия и его
мозговую организацию. Речь идет о
множественной регистрации ЭЭГ из
разных зон коры больших полушарий
в процессе восприятия
Вызванный потенциал как
коррелят перцептивного
акта
Наиболее адекватным инструментом изучения
физиологической природы перцептивного
процесса является метод регистрации вызванных
(ВП), или событийно-связанных потенциалов
ВП — это реакция мозга на внешнее
раздражение, по длительности сопоставимая со
временем перцептивного акта, во-вторых, ВП,
взятые отдельно в каждой зоне коры, имеют
свои характеристики, обусловленные
функциональными особенностями этой зоны.
Таким образом, при предъявлении стимула
любой модальности (зрительного, звукового,
тактильного и др.) в разных зонах коры
возникают специализированные реакции,
сопоставимые по длительности с реальным
психологическим процессом восприятия.
ВП и последовательная
модель переработки
информации
Было установлено, что в конфигурации ВП можно
выделять компоненты двух типов: ранние
специфические (экзогенные) и поздние
неспецифические (эндогенные) компоненты.
Обработка физических параметров стимула
(сенсорный анализ) связывается с деятельностью
специфических сенсорных систем и находит свое
отражение преимущественно в параметрах
экзогенных компонентов ВП. В зрительной
модальности эти компоненты регистрируются в
интервале до 100 мс от начала ответа, в слуховой и
соматосенсорной модальностях — еще раньше, в
пределах 10-50 мс от начала стимуляции.
Эндогенные компоненты ВП, возникающие позднее и
длящиеся до окончания ответа, предположительно
отражают этапы более сложной обработки стимула:
формирование образа, сличение его с эталонами
ВП и другие модели переработки
информации.
Например, при регистрации зрительных ВП
на особо сложные стимулы параметры этих
стимулов могут обрабатываться во всем
временном диапазоне .
В основе параллельной модели
лежит представление о существовании в
зрительной системе нескольких
параллельно работающих подсистем, в
которых переработка информации о разных
признаках стимула происходит независимо,
например, по одному каналу
осуществляется описание формы объекта,
по другому — контраста, цвета и т.д. В этой
логике компоненты ВП рассматриваются как
показатели включения разных каналов.
Таким образом, главное отличие
параллельной модели от последовательной
заключается в том, что отдельные
компоненты здесь рассматриваются не как
маркеры реализации конкретных стадий
обработки информации, а как маркеры
При трудной перцептивной задаче правильное опознание с большей
вероятностью происходит на поздних этапах переработки
информации. По мере привыкания возрастает вероятность опознания
сигнала на более ранних фазах переработки. При этом предполагается,
что число компонентов ВП определяется количеством фаз переработки
информации в корково-подкорковых нейронных сетях. Таким образом,
в одном и том же интервале времени после предъявления одних и тех
же стимулов могут возникать различающиеся по числу компонентов и
конфигурации ВП. И наоборот, внешне одни и те же компоненты ВП
могут соответствовать разным стадиям обработки стимула.
Эти представления ставят под сомнение возможность
существования фиксированной схемы обработки информации по типу
"постоянный стимул — неизменная реакция". В то же время логически
непротиворечивое обоснование описанные выше факты получают с
позиций гипотезы когнитивных детерминант организации
перцептивного акта. Согласно этой гипотезе, порядок следования и
набор операций (и соответствующих компонентов ВП) в каждом
перцептивном акте непостоянен (от пробы к пробе) и определяется в
процессе поступления информации и по ходу ее обработки. Решающую
роль при этом будут играть условия задачи и опыт субъекта в
организации информации.
Топографические аспекты восприятия
В основе этого подхода лежит
представление о системном характере
взаимодействия структур мозга в
обеспечении психических функций
(Л.С. Выготский, А.Р. Лурия, Е.Д.
Хомская, М.Н. Ливанов, О.С. Адрианов
и др.). Проблема участия разных
отделов мозга, в первую очередь коры,
в обеспечении восприятия изучается
экспериментально с помощью разных
методов: электроэнцефалографии и
вызванных потенциалов,
компьютерной томографии, прямого
раздражения коры мозга, анализа
нарушений восприятия при очаговых
поражениях мозга.
Блок приема,
переработки и хранения
информации.
Одной из первых
топографических концепций можно
считать концепцию А.Р. Лурии о трех
функциональных блоках головного
мозга человека:
первый блок (ствол мозга)
обеспечивает регуляцию тонуса и
бодрствования;
 второй (задние отделы коры) —
получение, переработку и хранение
информации, поступающей из
внешнего мира;
В зрительном анализаторе выделяют две
системы обработки информации о внешнем мире
:
1.Первая отвечает за опознание объекта.
2.Вторая определяет локализацию во внешнем
зрительном поле.
Первая система берет свое начало от так
называемых клеток типа Х.
Первая система продолжает обработку информации
о форме объекта в латеральных коленчатых телах
таламуса, откуда информация поступает в
зрительные центры коры: первичную проекционную
зону, вторичные ассоциативные поля, и оттуда в
нижневисочную зону коры.
Вторая система — от клеток типа У.
Вторая система имеет иную мозговую топографию.
От сетчатки волокна этой системы направляются в
собственные подкорковые центры — верхние
двухолмия. В этой структуре осуществляется не
только зрительное восприятие пространственных
характеристик объекта, в ней же находятся центры,
управляющие движением глаз. Активация этих
центров запускает саккаду — быстрое
скачкообразное движение глаз, амплитуда и
направление которой обеспечивает попадание
стимула в центральное поле зрения.
В.Д. Глезер выделил 4 уровня
переработки зрительной информации :
1. От зрительных центров подкорки
2. Через проекционную кору
3. Сегментация зрительного
пространства на отдельные
фигурные элементы
4.
К высшим зрительным центрам
нижневисочной и заднетеменной
областям коры
В самом общем виде межполушарные различия
укладываются в ряд дихотомий:
1. Абстрактный (вербальнологический) и
конкретный (наглядно-образный) способы
переработки информации;
2. Произвольная и непроизвольная регуляция
высшей психической деятельности;
3. Осознанность-неосознанность психических
функций и состояний;
4. Сукцессивная и Симультанная организация
высших психических функций.
Нервная система человека устроена так, что каждое
полушарие мозга получает информацию главным
образом от противоположной стороны тела. Этот
принцип контралатеральной проекции относится как
к общей телесной, тактильной чувствительности, так и
к зрению и слуху. Однако использование
соответствующих методик позволяет избирательно
подавать информацию только в одно полушарие и
выявлять тем самым значительные различия в
функциональных способностях двух полушарий.
Распространены две гипотезы межполушарных
различий:
1.Связывает различия с вербализацией
воспринимаемых стимулов.
2. Различия происходят в связи с особенностями
стиля работы каждого полушария — аналитического
для левого и целостного глобального для правого.
Предпринимаются попытки объяснить
межполушарные различия на основе
специализации нейронов в перцептивном
процессе. Известной в этом плане является
модель, приписывающая полушариям
головного мозга определенную специализацию
относительно обработки разных
пространственных частот. По этим
предположениям по-разному осуществляется
частотная фильтрация в зрительных центрах
того и другого полушария.
Правое полушарие
Левое полушарие
Лучше узнаются стимулы
Вербальные
Легко различимые
Знакомые
Невербальные
Трудно различимые
Незнакомые
Лучше воспринимаются задачи
Оценка временных отношений
Установление сходства
Установление идентичности стимулов по
названиям
Переход к вербальному кодированию
Оценка пространственных отношений
Установление различий
Установление физической идентичности
стимулов
Зрительно-пространственный анализ
Особенности процессов восприятия
Аналитичность
Последовательность (сукцессивность)
Абстрактность, обобщенность,
инвариантное узнавание
Целостность (гештальт)
Одновременность (симультанность)
Конкретное узнавание
Предполагаемые морфофизиологические различия
Фокусированное представительство
элементарных функций
Диффузное представительство
элементарных функций
Скачать