Научная группа когнитивной психофизиологии Б В Чернышев доцент

Научная группа когнитивной психофизиологии Б. В. Чернышев доцент кафедры высшей нервной деятельности b_chernysh@mail. ru

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 NVX 52

Brain. Vision acti. CHamp

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 (P 2, 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 P 2 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 P 2 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, P 3 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, СПб. ГУ) 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, СПб. ГУ)

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: н. А

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!