Физиология ВНД Презентационный курс для студентов ф-та психологии

Физиология ВНД Презентационный курс для студентов ф-та психологии ЧФ МГУ

Гуманитарные и общественные науки (Философия, история, социология, этика, право, педагогика и т. п. ) Этапы становления психологии как науки Психология прикладная Психология научная Психофизиология, физиология ВНД, физиология сенсорных систем, нейропсихология Нейронауки (Neuroscience) – блок наук, интегрирующих различные данные о механизмах работы мозга Естественные науки (Биология, физика, химия, математика и т. п. )

Учение И. П. Павлова Иван Петрович Павлов (1849 -1936)

«International Organization of Psychophysiology» , associated with United Nations (New-York)

Объекты исследований

Методы, используемые на ПЕРВОМ ЭТАПЕ исследования в ф. ВНД и ПФ Задача: изучение феноменологии и структуры выбранной для исследования функции (процесса) на психологическом (человек) или поведенческом (животное) уровнях Наиболее информативные методы: психофизические эксперименты с человеком, поведенческие опыты на животных

Психофизика

Задача психофизики – измерение психических процессов и состояний; представление данных в виде функций, связывающих свойства стимулов на «входе» со свойствами реакций на «выходе»

Психофизические функции

Многомерный анализ: МШ, ФА

Двумерное ахроматическое пространство человека, построенное методом МШ

ПОВЕДЕНЧЕСКИЕ ОПЫТЫ НА ЖИВОТНЫХ

Методы, используемые на ВТОРОМ ЭТАПЕ исследования в ф. ВНД и ПФ Часть 1 Задачи: изучение физиологических (нейронных) механизмов поведения, психических процессов и состояний Методы: инвазивные методы, показатели активности периферической НС (КГР, ЭКГ, ФПГ, дыхание) и мышц (ЭМГ), ЭЭГ и ВП, МЭГ, регистрация нейронной активности

Полиграфическая регистрация активности ВНС

Регистрация различных показателей активности ВНС

Диагностика эмоций и ФС с помощью инфракрасных детекторов базируется на следующих основных положениях: Øэмоции сопровождаются изменениями метаболизма в мышцах лица (и теле организма, в целом); Øизменения метаболизма сопровождаются изменениями кровотока, что приводит к локальным перепадам температуры в поверхностных слоях кожи лица; Øразные эмоции выражаются с помощью разных лицевых мышц, что закономерно и последовательно отражается сначала в разных паттернах мышечного метаболизма, а затем кровотока и, как следствие, температуры кожных лицевых покровов; Øпаттерны температурных изменений регистрируются с помощью инфракрасных детекторов (Thermal Infrared Imaging).

В работах Пола Экмана с сотр. (США) показано, что паттерн базовых эмоций одинаково идентифицируется представителями разных культур

Специализированные (мимические) мышцы для выражения негативных и позитивных эмоций

На рисунке под изображениями лиц приведены соответствующие термограммы. По оси абсцисс отложены значения температур (0 F), а по оси ординат – частота встречаемости в процентах тех или иных температурных значений в общем наборе пикселей термограммы. Верхний ряд: слева – эмоционально нейтральное лицо; справа – «имитация» ощущения счастья. Средний ряд: слева – эмоция печали; справа – эмоция отвращения. Нижний ряд: эмоция страха. (Khan M. M. Cluster-analytic classification of facial expressions using infrared measurements of facial thermal features // The University of Huddersfield. 2008).

сверхширокополосная РЛС (радар) (ЭКГ, дыхание) Возможное решение – совмещение термографии с вегетатикой (КГР, ЭКГ) и поведенческими характеристиками (движения, глаза, тремор).

ЭЭГ 1. Ханс Бергер (Hans Berger, 1873 -1941). «Uber das Elektroenzephalogramm des Menschen» // Arch. f. Psychiat. u. Nervenkrankh. 1929, 87, S. 527 -570. 2. Эдгар Дуглас Адриан (Edgar Douglas Adrian). 1935. 3. Брайан Харольд Кабот Мэтьюс (Bryan Harold Cabot Matthews). 1935.

Установка макроэлектродов для регистрации ЭЭГ и движений глаз

«ЭЭГ- тени» мыслей Mental Activity Network Scanner – MANSCAN (USA: Gevins, Cuttio, 1993)

Батарейка в центре кольца электродов 900 1350 1800 + 450 - + 900 00 00 3150 2250 2700 - 2700 1800 3600

Батарейка смещена относительно центра кольца электродов 900 + 1350 + 450 - 900 1800 00 3150 00 2700 2250 - 2700 1800 3600

Траектория движения диполя

Вызванные потенциалы (ПСС, КВП)

ПСС: компоненты, пространственное распределение и дипольная локализация

Общий вид экспериментальной установки для регистрации ЭЭГ и КВП человека

Регистрация нейронной активности

Регистрация реакций нейронов коры ГМ (световой микроскоп)

Пейсмекерные потенциалы Спайк ВПСП ТПСП Высокоомное сопротивление Следовая гиперполяризация

Параллельная экстраклеточная регистрация двух спайков и фокального потенциала с помощью вживленного электрода Фокальный потенциал Спайки Астроциты

Разделение спайков амплитудным фильтром

Разделение спайков на основании их формы

Данные регистрации нейронной активности могут использоваться для построения ИНС (моделирование механизмов психических процессов и состояний с помощью сетей из нейроподобных элементов)

Магнитные поля биологических объектов (биомагнетизм)

Правило большого пальца правой руки

Эффект Б. Джозефсона (1962)

СКВИД – магнитометр (СКВИД - сверхпроводящий квантовый интерференционный датчик) Детектирующие катушки (трансформатор магнитного потока) СКВИД Усилитель Входная катушка СКВИДа Градиометр

Вакуумно-изолированные сосуды Дьюара (по имени Дж. Дьюара)

Схема градиометра первого порядка Компенсирующая катушка Магнитное поле Приемная катушка ток

Первый магнитоэнцефалограф (1983 г. )

МКГ и ЭКГ материнского сердца (М) и сердца плода (П) (1963 г. )

Схема положения головы в системе МЭГ

Нейромагнитограмма

МЭГ отражает активность тангенциально расположенных слоев коры ГМ Скальп Череп Спинномозговая жидкость Активные пирамидные клетки Кора Магнитное поле