Внимание определение виды модели механизмы методы исследования

Внимание: определение, виды, модели, механизмы, методы исследования.

Определения. Вундт – внимание (как состояние сознания) – это апперцепция, то есть внутренне детерминированный аффективно-волевой процесс. Титченер - внимание есть неотъемлемое свойство (атрибут) любых процессов сознания, называемое сенсорной ясностью (позже attensity). Джеймс - внимание есть процесс, функцией которого является отбор (селекция) впечатлений, образов памяти и идей. Добрынин - внимание – направленность и сосредоточенность нашей психической деятельности; (направленность - выбор деятельности и поддержание этого выбора; сосредоточенность - углубление в данную деятельность и отстранение, отвлечение от всякой другой деятельности).

Гальперин - внимание – это идеальное (умственное), свернутое (сокращенное) и автоматизированное действие контроля. Гиппенрейтер, Романов - Внимание – это феноменальное и продуктивное проявление ведущего уровня организации Деятельности. Внимание - Когнитивный процесс. Упорядочивание поступающей извне информации в аспекте приоритетности стоящих перед субъектом задач. Внимание — это способность мозга ограничить круг объектов и явлений, с которыми человек имеет дело в процессе познания и интеллектуальной деятельности, для повышения эффективности взаимодействия с ними и улучшения качества переработки поступающей информации.

Внимание– способность мозга (человека, животного) выбирать одну информацию из потока внешних и внутренних сигналов и игнорировать другую. Т. е. , это процесс модуляции сенсорной сферы, который обеспечивает ограничение восприятия с одновременным повышением качества этого восприятия.

Эффективность внимания может определена через свойства внимания быть Концентрация внимания — удержание внимания на каком-либо объекте. Интенсивность сосредоточения сознания на объекте. Объём внимания — это количество однородных предметов, которые могут восприниматься одновременно и с одинаковой четкостью. Переключаемость - сознательное и осмысленное, преднамеренное и целенаправленное, обусловленное постановкой новой цели, изменение направления сознания с одного предмета на другой. Распределение - пособность выдерживать в центре внимания несколько разнородных объектов.

Диагностика. Существует ряд методик: -для определения объема внимания предназначена тахистоскопическая методика Д. Кеттела, В. Вундта; - для определения концентрации и устойчивости - корректурный тест Б. Бурдона; - для определения скорости переключения внимания - метод таблиц Шульте. - ряд современных компьютерных методик, которые позволяют оценивать эти свойства одновременно.

Виды внимания - произвольное внимание обусловлено постановкой сознательной цели; - непроизвольное представлено ориентировочным рефлексом, возникающим при воздействии неожиданных и новых раздражителей. По аналогии с сознанием, выделяют фокус Вн и периферию Вн. Для человека эта аналогия одновременно фиксирует в ОП проблему разведения двух понятий – Сознания и Внимания. В последнее время вместо термина «периферия Вн» используют термин «предвнимание» (работы Р. Наатанена с регистрацией «негативности рассогласования» (N 400) по “odd-ball” технологии). Как в фокусе, так и на периферии Вн могут находиться от одного до нескольких объектов (типов информации).

В этой связи принято говорить о концентрированном (избирательном) Вн (жестко сфокусированном на одном типе информации) и распределенном Вн (в фокусе два и более объектов). Большая часть психологических теорий Вн базируется на понятии фильтра(ов), отсекающего значимую информацию от незначимой на уровне восприятия или же рабочей памяти (модели Д. Е. Бродбента, 1958; А. М. Трейсмана, 1964; Дж. и Д. Дейч, 1963; Нормана Д. А. , 1976). Другая часть более сложных моделей пытается учесть связь Вн с памятью (прайминг), текущей мотивацией и уровнем возбуждения (модели Канемана Д. , 1973; Джонстон У. А. и Уилсон Дж. , 1980).

Д. Е. Бродбент предположил, что нервная система, имея большое количество сенсорных входов, в процессе коммуникации может пользоваться лишь одним каналом. На входах канала устанавливаются фильтры, отбирающие наиболее значимые в данный момент сигналы. Невостребованная информация некоторое время хранится в кратковременной памяти перед фильтром и может попасть в коммуникационный канал только в том случае, если произойдет сдвиг внимания. Отличительной особенностью представлений Бродбента является то, что отбор материала производится не по его содержанию, а по физическим характеристикам воспринимаемого сигнала.

Модель внимания Бродбента – «модель фильтра» .

Экспериментальные данные показали, что хотя анализ игнорируемой информации и прекращается на довольно ранних стадиях, в той или иной степени он все же осуществляется. В связи с этим возникло предположение, что обработку проходят все сигналы, которые затем поступают в мозг, однако одни (на которые обращается внимание) достигают центральной нервной системы полностью, другие предварительно ослабляются. Такая гипотеза была выдвинута A. M. Трейсман (Treisman, 1964). Суть модели - все сенсорные стимулы поступают в структуру — логический анализатор, где происходит их обработка. Некоторые сигналы имеют низкий порог осознания, поэтому даже в ослабленном виде способны активировать вход (Treisman, 1964).

Впоследствии эта модель была пересмотрена Д. А. Норманом (Norman, 1968; 1976). Согласно его представлениям, все сигналы поступают на некоторый переключатель внимания, т. е. не происходит предварительной селекции информации на уровне восприятия. Норман полагал, что переключатель внимания в данном случае работает как аттенюатор — прибор, уменьшающий количество информации, но не отключающий ее полностью. Обработка же информации происходит на уровне кратковременной памяти.

Эта модель была названа моделью процесса активного синтеза. В ней значительный акцент ставится на контексте и синтаксисе, которые могут предуведомить механизмы восприятия информации относительно ожидаемых сигналов и позволяют выбрать правильный сигнал, когда он появится, даже если он и не будет достаточно четким. Норман считает, что процесс анализа посредством синтеза идет прямолинейно (Линдсей, Норман, 1974), т. е. полной обработке подвергается только один канал, и возможна ситуация, когда нерабочий канал вообще не рассматривается.

И в моделях Нормана и в модели Бродбента признается ограниченная способность мозга к обработке информации. Однако они расходятся относительно того, где находится фильтр, отсекающий значимую информацию от незначимой.

Согласно концепции Д. Канемана, ограничения в возможности перерабатывать информацию объясняются не наличием фильтра, не допускающего ее к анализу, а общим ограничением способности человека анализировать информацию в единицу времени. Распределение внимания определяется четырьмя факторами: 1) долговременной готовностью человека, отражающей уровень непроизвольного внимания; 2) временными намерениями; 3) оценкой требований; 4) уровнем возбуждения. При этом принципиальное ограничение на обработку информации связано с ограничением в распределении ресурсов человека.

В целом, большинствово экспериментальных данных, полученных при проверке этих моделей, свидетельствуют о следующем: • Активной и качественной обработке подлежит ограниченный тип и объем информации в относительно ограниченный интервал времени. • Пассивные (вне фокуса Вн) процессы протекают автоматически и на низком уровне качества (подверженность помехам, невосприимчивость к восприятию сложных сигналов). • По «нерабочим каналам» хорошо проходит только личностно значимая информация или информация, ассоциируемая с ожиданиями «рабочего канала» .

Когнитивные подходы к вниманию Что же такое внимание с точки зрения когнитивных исследований? В классической психологии внимание определяется как состояние моноидеизма сознания, когда некая идея полностью овладевает человеком и определяет его действия. Кроме координации ресурсов внимания существуют другие способы управления вниманием, основанные на привлечении или захвате внимания, позволяющем манипулировать человеком. Такими приемами пользуются фокусники, специалисты по рекламе, продавцы и. . . мелкие жулики. Для этого в процесс взаимодействия вводится какой-либо движущийся объект (так действуют наперсточники) или человек вовлекается в процесс коммуникации (всевозможные уличные лотереи).

Внимание может привлекаться внешними раздражителями, что говорит о наличии в человеческом сознании механизмов, автоматически реагирующих на движение, перепады света и тени, смену цветов и звуков. Интенсивное внимание может, однако, иметь и совершенно иные проявления, например, когда мы перестаем замечать окружающее, погрузившись в решение важной научной или житейской проблемы. На разных этапах эволюционного развития превалировал тот или иной тип внимания. Наиболее примитивной формой считается амбьентное (пространственное) внимание, которое впервые возникло у древнейших рептилий, динозавров, и связано с локализацией объектов в пространстве.

Оно работает в динамических условиях: чем больше движущихся объектов, тем больше вероятность того, что будет доминировать именно эта форма внимания. Соответствующие механизмы с близкими функциями сохранились и у Homo sapiens. На более поздних этапах развития возникло так называемое фокальное (предметное) внимание, связанное с идентификацией отдельных предметов, что предполагает использование памяти и постепенно вовлекает более сложные формы социального познания. В конечном счете происходит формирование высшей формы внимания, чувствительной к вниманию другого человека (нечто подобное наблюдается у наших ближайших филогенетических «родственников» — шимпанзе подвида Paniscus). Основное значение при этом имеет направление линии взгляда.

Следует подчеркнуть, что за каждую форму внимания отвечает своя группа мозговых механизмов. Так, амбьентное внимание связано с подкорковыми структурами и заднетеменной частью коры, а фокальное - с ее нижневисочными и лобными областями.

Современные нейропсихологические исследования показывают, что в височных долях мозга находятся нейроны, воспринимающие направление взгляда другого человека. Это проявляется уже в конце первого месяца жизни, когда младенца начинают привлекать в лицах окружающих прежде всего глаза. При этом для ребенка сначала не имеет значения, сколько глаз у находящегося рядом существа и как они расположены - это доказали эксперименты, проводившиеся с муляжами деформированных лиц.

Таким образом, глаза являются как бы безусловным врожденным раздражителем, который в первую очередь выделяется и идентифицируется филогенетически новой подсистемой нашего фокального внимания. Однако локализация объектов происходит значительно быстрее, чем их идентификация, т. е. амбьентное внимание функционирует значительно быстрее, чем фокальное. Так, если для того чтобы локализовать движущийся объект, мозгу требуется менее 1/10 сек. , то для простейшей идентификации и семантической классификации необходимо как минимум 1/4 секунды. Различить фазы амбьентной и фокальной обработки информации можно на основании объективных признаков в характеристиках движений глаз.

Существование двух форм внимания и двух форм зрительной обработки информации отметил еще в 80 х годах прошлого века известный американский исследователь зрительного восприятия Гершель Лейбовиц. Разделение этих форм внимания возможно, если мы можем объективно и оперативно отследить переходы от фокального к амбьентному восприятию ситуации и обратно. Осуществить это можно либо анализируя работу мозга, либо регистрируя движения глаз. Например, признаком амбьентного внимания являются высокоамплитудные саккады зрачка (исключительно быстрые баллистические скачки), сопровождаемые относительно непродолжительными зрительными фиксациями.

Телеметрическая Cистема Контроля Бодрствования Машиниста (ТСКБМ) - Engine Driver Vigilance Telemetric Control System (EDVTCS) Fatigue at the wheel: Mercedes-Benz developing warning system for motorists

В общепсихологическом плане выделяют два основных вида внимания: непроизвольное и произвольное (избирательное, селективное). Оба вида внимания имеют разные функции, по-разному формируются в онтогенезе, и в их основе лежат различные физиологические механизмы. Физиологическую основу, на которой развивается и функционирует непроизвольное внимание, составляет ориентировочная реакция. Ориентировочная реакция (ОР) впервые была описана И. П. Павловым как двигательная реакция животного на новый, внезапно появляющийся раздражитель. Она включала поворот головы и глаз в сторону раздражителя и обязательно сопровождалась торможением текущей условно-рефлекторной деятельности.

Другая особенность ОР заключалась в угашении всех ее поведенческих проявлений при повторении стимула. Угасшая ОР, легко восстанавливалась при малейшем изменении обстановки. Физиологические показатели ОР. Использование полиграфической регистрации показало, что ОР вызывает не только поведенческие, но и вегетативные изменения. Отражением этих генерализованных изменений являются различные компоненты ОР: двигательный (мышечный), сердечный, дыхательный, кожно-гальванический, сосудистый, зрачковый, сенсорный и электроэнцефалографический. Как правило, при предъявлении нового стимула повышается мышечный тонус, изменяется частота дыхания, пульса, возрастает электрическая активность кожи, расширяются зрачки, снижаются сенсорные пороги.

В ЭЭГ в начале ориентировочной реакции возникает генерализованная активация, которая проявляется в блокаде (подавлении) альфа-ритма и смене его высокочастотной активностью. Одновременно с этим возникает возможность объединения и синхронной работы нервных клеток не по принципу их пространственной близости, а по функциональному принципу. Благодаря всем этим изменениям возникает особое состояние мобилизационной готовности организма. Чаще других в экспериментах, направленных на изучение ОР, используют показатели КГР. Она обладает особой чувствительностью к новизне стимула, модальна неспецифична, т. е. не зависит от того, какой именно стимул вызывает ОР.

Кроме того, КГР быстро угасает, даже если ОР вызвана болевым раздражителем. Однако КГР тесно связана с эмоциональной сферой, поэтому использование КГР при изучении ОР требует четкого разделения собственно ориентировочного и эмоционального компонентов реагирования на новый стимул. Нервная модель стимула. Механизм возникновения и угашения ОР получил толкование в концепции нервной модели стимула, предложенной Е. Н. Соколовым. Согласно этой концепции, в результате повторения стимула в нервной системе формируется "модель", определенная конфигурация следа, в которой фиксируются все параметры стимула. Ориентировочная реакция возникает, когда обнаруживается рассогласование между действующим стимулом и сформированным следом, т. е. "нервной моделью".

Если действующий стимул и нервный след, оставленный предшествующим раздражителем, идентичны, то ОР не возникает. Если же они не совпадают, то ориентировочная реакция возникает и оказывается до известной степени тем сильнее, чем больше различаются предшествующий и новый раздражители. Поскольку ОР возникает в результате рассогласования афферентного раздражения с "нервной моделью" ожидаемого стимула, очевидно, что ОР будет длиться до тех пор, пока существует эта разница. Значимость стимула. Ориентировочный рефлекс связан с адаптацией организма к меняющимся условиям среды, поэтому для него справедлив "закон силы « -чем больше изменяется стимул (его интенсивность или степень новизны), тем значительнее ответная реакция.

Однако не меньшую, а нередко и большую реакцию могут вызвать ничтожные изменения ситуации, если они прямо адресованы к основным потребностям человека. Кажется, что более значимый и, следовательно, в чем-то уже знакомый человеку стимул должен при прочих равных условиях вызывать меньшую ОР, чем абсолютно новый. Факты, однако, говорят о другом. Значимость стимула нередко имеет решающее значение для возникновения ОР. Высоко значимый стимул может вызвать мощную ориентировочную реакцию, имея небольшую физическую интенсивность. Факторы, провоцирующие ОР, можно упорядочить, выделив 4 уровня, или регистра: 1) стимульный регистр; 2) регистр новизны; 3) регистр интенсивности; 4) регистр значимости.

Первый уровень оценки проходят практически все стимулы, второй и третий регистры работают параллельно. Пройдя любой из этих двух регистров, стимул поступает в последний и там оценивается его значимость. Только после этого завершающего акта оценивания развивается весь комплекс ориентировочной реакции. Таким образом, ОР возникает не на любой новый стимул, а только на такой, который предварительно оценивается как биологически значимый. Иначе мы переживали бы ОР ежесекундно, так как новые раздражители действуют на нас постоянно. Оценивая ОР, следовательно, надо учитывать не формальное количество информации, содержащейся в стимуле, а количество семантической, значимой информации.

Существенно и другое: восприятие значимого стимула нередко сопровождается формированием ответной адекватной реакции. Присутствие моторных компонентов свидетельствует о том, что ОР предоставляет собой единство воспринимающих и исполнительных механизмов. Таким образом, ОР, традиционно рассматриваемая как реакция на новый раздражитель, представляет частный случай ориентировочной деятельности, которая понимается как организация новых видов деятельности, формирование активности в изменившихся условиях среды

Нейрофизиологические механизмы внимания Ретикулярная формация наряду с лимбической системой образуют блок модулирующих систем мозга, основной функцией которых является регуляция функциональных состояний организма. Первоначально к неспецифической системе мозга относили в основном лишь сетевидные образования ствола мозга и их главной задачей считали диффузную генерализованную активацию коры больших полушарий. По современным представлениям, восходящая неспецифическая активирующая система простирается от продолговатого мозга до зрительного бугра (таламуса).

Таламус часто называют «воротами в кору» , поскольку, за исключением обонятельного, все сенсорные тракты проходят через него на пути к коре больших полушарий мозга. Таламокортикальной системе отводится особая роль в обеспечении механизма селекции информации. Г. Джаспер показал, что активность неспецифических ядер таламуса вызывает реакцию десинхронизации, нарушающую медленноволновую активность. Неспецифическая система таламуса порождает локальную активацию коры за счет проекций к ее конкретным областям, воспринимающим сенсорные сигналы от модально-специфических путей.

В отличие от ретикулярной формации ствола мозга, ответственной за генерализованную активацию, захватывающую обширные зоны коры и предопределяющую функциональное состояние, таламокортикальная система обеспечивает селективное внимание и возникновение ориентировочного рефлекса. Современные методы оценки кровенаполнения различных участков мозга помогли выявить увеличение кровотока в области ретикулярной формации и таламуса при выполнении испытуемыми заданий, требующих внимания. В таламусе обнаружены пейсмекеры низкочастотных ритмов, и было доказано, что одни таламические структуры могут вызывать синхронизированные и ритмические колебания на ЭЭГ, другие, напротив, провоцируют реакцию активации.

Деятельность интраламинарных ядер таламуса вызывает 20 -40 -герцовые ритмы в коре во время активного бодрствования и 7 -10 -герцовые — во время второй стадии сна, когда появляются сонные веретена (Steriade e. а. , 1993). Раздражение ретикулярных ядер таламуса ведет к генерации гамма-активности в коре (Pinault, Dischenes, 1992). Т. е. есть группы ядер, образующих «систему активации (десинхронизации)» и «систему торможения (синхронизации)» . Эти системы могут выполнять функции «фильтров» , предполагаемых психологическими теориями внимания.

За селективное внимание ответственны также базальные ганглии. Суворов и О. П. Таиров (1985) утверждают, что каждому виду деятельности соответствует особое внимание, которое может быть описано как специфическое распределение активации по коре головного мозга. Базальные ганглии участвуют в распределении активности в коре не прямо, а опосредованно — через таламус, который выполняет функции фильтра для информации, идущей от них к коре больших полушарий. Лимбическая система также активно участвует в изменении направления внимания, поскольку включена в формирование приоритетной информации.

Важное значение в процессе внимания придается сингулярной коре, активность которой, по-видимому, непосредственно связана с повышением значимости того или иного объекта, что проявляется в сдвиге внимания с одного явления на другое (Cochran, 1997). Внимание ограничивает поток сенсорных сигналов за счет изменения их порога восприятия. По-видимому, кора больших полушарий мозга модулирует количество поступающей к ней информации посредством обратных связей (Coquery, 1978). Холинергические магноцеллюлярные нейроны базального переднего мозга могут отвечать за избирательное внимание к значимым стимулам. Влияя на кору непосредственно и через таламические проекции, они модулируют ее активность в зависимости от значимости входящего сигнала.

Роль левого и правого полушарий мозга в процессе внимания. В обеспечении мобилизационной готовности человека ведущую роль отводят правому полушарию головного мозга (Nass, Koch, 1987; Ladavas e. a. , 1989). Однако, если процесс подготовки к восприятию значимого стимула направляется выбором из нескольких возможных альтернатив с учетом предшествующей информации, то в таком случае независимо от вида информации более успешно действует левое полушарие (Cohen, 1975). В этом полушарии в период ожидания значимого стимула складываются функциональные объединения областей, специфичные по отношению к модальности ожидаемого стимула.

Напротив, в правом полушарии характер функционального объединения областей совершенно не зависит от того, тактильный, слуховой или зрительный сигнал готовится различать испытуемый. Если в левом полушарии связанные с направленным вниманием изменения фазовых отношений альфаколебаний затрагивают у каждого испытуемого ограниченный круг областей, то в правом полушарии эти изменения более генерализованы и распространяются преимущественно на ассоциативные зоны (Мачинская и др. , 1992). Больные с повреждениями правого полушария имеют нарушения внимания и восприятия. Они с трудом ориентируются в пространстве, из чего сделано заключение о связи правого полушария с пространственной интеграцией внимания (Pardo, 1991).

Эксперименты с рассеченным полушарием мозга покрывает, что процессы внимания тесно связаны с работой мозолистого тела, при этом левое полушарие обеспечивает селективное внимание, а правое - поддержку общего уровня настороженности.

Методы изучения и диагностики внимания Экспериментальное изучение физиологических коррелятов и механизмов внимания осуществляется на разных уровнях, начиная от нервной клетки и кончая биоэлектрической активностью мозга в целом. Каждый из этих уровней исследования формирует свои представления о физиологических основах внимания. Наиболее интересные факты, иллюстрирующие функции нейронов в механизмах внимания, связаны с обеспечением ориентировочной реакции. Еще в 60 -е гг. Г. Джаспер во время нейрохирургических операций выделил в таламусе человека особые нейроны — "детекторы" новизны, или внимания, которые реагировали на первые предъявления стимулов.

Позднее в нейронных сетях были выделены нервные клетки, получившие название нейронов новизны и тождества (Е. Н. Соколов, 1995). Нейроны новизны позволяют выделять новые сигналы. Они отличаются от других характерной особенностью: их фоновая импульсация возрастает при действии новых стимулов разной модальности. С помощью множественных связей эти нейроны соединены с детекторами отдельных зон коры головного мозга, которые образуют на нейронах новизны пластичные возбуждающие синапсы.

Таким образом, при действии новых стимулов импульсная активность нейронов новизны возрастает. По мере повторения стимула и в зависимости от силы возбуждения ответ нейрона новизны избирательно подавляется, так, что дополнительная активация в нем исчезает и сохраняется лишь фоновая активность. Нейрон тождества также обладает фоновой активностью. К этим нейронам через пластичные синапсы поступают импульсы от детекторов разных модальностей. Но в отличие от нейронов новизны, в нейронах тождества связь с детекторами осуществляется через тормозные синапсы. При действии нового раздражителя фоновая активность в нейронах тождества подавляется, а при действии привычных раздражителей, напротив, активизируется.

Итак, новый стимул возбуждает нейроны новизны и тормозит нейроны тождества, таким образом новый раздражитель стимулирует активирующую систему мозга и подавляет синхронизирующую (тормозную) систему. Привычный стимул действует прямо противоположным образом — усиливая работу тормозной системы, не влияет на активирующую. Особенности импульсной активности нейронов человека при выполнении психологических проб, требующих мобилизации произвольного внимания, описаны в работах Н. П. Бехтеревой и ее сотрудников. При этом в передних отделах таламуса и ряде других структур ближайшей подкорки были зафиксированы стремительные возникающие вспышки импульсной активности, по частоте в 2 -3 раза превышающие уровень фона.

В целом в этих исследованиях установлено, что различные формы познавательной деятельности человека, сопровождающиеся напряжением произвольного внимания, характеризуются определенным типом нейрональной активности, четко сопоставимым с динамикой произвольного внимания.

Электроэнцефалографические корреляты внимания. Хорошо известно, что при предъявлении стимула в энцефалограмме наблюдается подавление (блокада) альфа -ритма и на смену ему приходит реакция активации. Однако этим не исчерпываются изменения электрической активности мозга в ситуации внимания. Исследование суммарной электрической активности при мобилизации интеллектуального внимания выявило закономерные изменения в характере совместной деятельности разных зон коры. При оценке степени дистантной синхронизации биопотенциалов было установлено, что в передних зонах левого полушария существенно по сравнению с фоном увеличивается уровень пространственной синхронизации.

Сходные результаты дает использование и другого показателя, извлекаемого из энцефалограммы, — когерентности. В ситуации ожидания стимула независимо от его модальности наблюдается рост когерентности в полосе альфа-ритма, причем преимущественно в передних (премоторных) зонах коры. Высокие показатели дистантной синхронизации и когерентности говорят о том, насколько тесно взаимодействуют зоны коры, в первую очередь передних отделов левого полушария, в обеспечении произвольного внимания.

Норма

Стресс

Монотон

Стресс

Два типа паттернов активации в ситуации «стресс» : А – локальная активация областей коры Б - генерализованая активация А Б

В состоянии «монотония» выделяются три паттерна локальной и генерализованной активации: А – нет отличий от «нормы» ; Б – локальная и генерализованная активации снижаются (утомление); В – соотношение активаций оптимально для адекватной реакции. Б В

Изучение внимания с помощью ВП. Первые исследования внимания методом ВП использовали простые поведенческие модели, например, счет стимулов. При этом было установлено, что привлечение внимания испытуемых к стимулу сопровождается увеличением амплитуды компонентов ВП и сокращением их латентности. Напротив, отвлечение внимания от стимула сопровождается снижением амплитуды ВП и увеличением латентности. Однако оставалось неясным, чем обусловлены эти изменения параметров ВП: изменением общего уровня активации, поддержанием бдительности или механизмами избирательного внимания.

Для разведения указанных процессов необходимо было построить эксперимент таким образом, чтобы его организация позволяла вычленить эффект мобилизации селективного внимания "в чистом" виде. В качестве такой модели можно привести эксперименты С. Хильярда, которые получили в 70 -е гг. широкую известность. При предъявлении звуковых стимулов через наушники в левое и правое ухо испытуемому предлагается мысленно реагировать (считать) редко встречающиеся ("целевые") стимулы, поступающие по одному из каналов (только в правое или левое ухо).

В результате получают вызванные потенциалы в ответ на 4 варианта стимулов: часто встречающиеся в релевантном (контролируемом) и иррелевантном (игнорируемом) каналах и редко встречающиеся (целевые) в том и другом каналах. В этом случае появляется возможность сравнивать эффекты канала и стимула, которые являются объектом внимания. В экспериментах такого типа, как правило, применяются очень короткие интервалы между стимулами (немногим более или менее одной секунды), в результате усиливается напряженность и устойчивость избирательного внимания испытуемого к быстро чередующимся стимулам разной информационной значимости.

Слуховые вызванные потенциалы, отражающие привлечение селективного внимания к одному из каналов в ситуации различения звуковых сигналов (700 или 300 Гц) (по H. Hansen & S. Hillyard, 1982). Высоко- и низкочастотные тоны предъявлялись в случайном порядке (приблизительно три раза в сек. ). Испытуемые каждый раз обращали внимание только на один канал, пытаясь выделить сигнальные стимулы, имевшие большую длительность. ВП в канале, к которому было привлечено внимание, имели выраженную негативную волну. Эта волна отчетливо выступает при вычитании ответа на сигнальный стимул из ответа на несигнальный - на рис. справа.

Когнитивные ВП Методика РЗОО основывается на подаче в случайной последовательности серии двух стимулов, среди которых есть незначимые и значимые (на которые испытуемый (больной) должен реагировать), которые не резко, но отличаются по параметрам друг от друга. При обычном выделении ответов на эти отличающиеся стимулы (чаще используют слуховые), без условия их опознания, выделяются длиннолатентные слуховые ВП — V-волна, которые несколько отличаются друг от друга изза отличий параметров стимулов.

Однако, ситуация меняется, если будет дана инструкция, что один из стимулов будет значимый, и на него нужно обращать внимание, он будет редко подаваться в ряду других стимулов, и его нужно опознать и подсчитать. При выделении и усреднении в такой серии стимулов ответов на незначимые частые стимулы получается волна, сходная при выделении в обычной последовательности. При выделении ответов на значимые редкие стимулы характер ответа будет резко отличаться от обычной серии появлением большой позитивной волны в области 300 мс Физические свойства стимула не изменились, изменилось лишь то, что эти стимулы распознаются в серии других стимулов, запоминаются и подсчитывается их число. Следствием этого процесса распознавания и запоминания является появление эндогенной волны или, точнее, комплекса в области 300 мс.

На рисунке видно, что ответ на незначимый стимул совпадает с ответом на обычную стимуляцию (А). Ответ (Г) на значимый редкий стимул отличается от ответа (Б) появлением поздней позитивной волны с латентностью 312 мс. Эту волну с латентностью в области 300 мс и называют РЗОО. Разность двух ответов для этого стимула, при обычной серии и в серии с условием распознания (то есть разность (Г)-(Б)) дает волну, связанную с эндогенными событиями, происходящими в мозге при опознании значимых стимулов, их удержании (запоминании), счете, принятии решений, то есть с атрибутами, связанными с мыслительными (когнитивными) функциями мозга.

На рисунке показано выделение когнитивной составляющей в вызванном ответе, связанном с опознанием и запоминанием значимого стимула в серии незначимых. а. Ответ в условиях опознания значимого стимула у здорового испытуемого (45 лет): Р 1 -N 1 -Р 2 собственно ответ на стимул (V волна), N 2— 170 мс и РЗ(ЗОО) — 357 мс. Б. Ответ на тот же стимул без его опознания (V волна); а-б. Разность между ответами в условиях его распознавания и ответов на этот стимул в стандартных условиях без распознавания. Когнитивный комплекс. Восприятие начинается на 76 мс, опознание и дифференцировка — компонент N 2 — 170 мс, принятие решения и запоминание — компонент РЗ — 354 мс.

Такой вид ВП называют еще когнитивными ВП (КВП) или РЗОО. Этот вид ВП в последнее время все больше находит применение в клинической практике при оценке преклинической стадии когнитивных нарушений и деменций различного типа, поэтому мы разберем его подробнее. В принципе, выделение ответа в условиях распознания стимулов, отличающихся от других по каким-либо параметрам, может быть сделано на любую модальность стимула: слуховую, зрительную на паттерн и на вспышку, на соматосенсорную стимуляцию. Более надежное выделение этих ответов происходит при использовании слуховых тоновых щелчков с отличающимся тоном.

РЗОО имеют широкую топографию распределения по поверхности головы с преобладанием либо в лобноцентральной области, реже в теменно-центральных отделах

Механизмы генерации Р 300 Имеются пока противоречивые данные о том, какие когнитивные свойства и какие структуры участвуют в генерации тех или иных составляющих РЗОО. Основными структурами, которые считают ответственными за генерацию РЗОО являются: гиппокамп, лобная доля, теменная область. В ряде работ отмечалось большее влияние подкорковых структур и, прежде всего, таламуса. Начальная фаза (N 2) связывается с опознанием стимула в височной области и, одновременно, подключением ассоциативных теменных долей. Пик РЗОО связан с участием лобных долей. Эти данные подкрепляются результатами картирования и 3 -х мерной локализации источников РЗОО по данным анализа электрических и магнитных сигналов.

Исследование влияния основных факторов на амплитудно-временные параметры потенциала Р 300 Гипотеза: Информация о процессах сопоставления предъявляемого в данный момент стимула с его нейрофизиологической моделью хранящейся в долговременной памяти, отражается в тех или иных составляющих Р 300. Для проверки этой гипотезы на первом этапе исследования необходимо решить ряд задач, связанных с влиянием различных факторов на параметры данного ВП. Наиболее актуальным является выявление влияния вероятности предъявления значимого стимула и влияние инструкции (активное реагирование с подтверждением реакции – нажатие клавиши или пассивное восприятие предъявляемых стимулов) на компонентный состав, амплитудные и временные параметры потенциала Р 300.

Стимульный материал Предъявляемый материал состоял из двух групп стимулов. В первую группу входили черно-белые фотографии лиц знакомых и незнакомых испытуемому людей. В качестве «знакомых лиц» (значимый стимул) выступали фотографии известных лиц – известные актеры или политики, в качестве «незнакомых лиц» (незначимый стимул) – фотографии, выбранные случайным образом из Интернета. Стимульный ряд состоял из последовательности фотографий знакомых и незнакомых испытуемому людей. В зависимости от условий экспериментальной серии испытуемый должен был нажимать левую клавишу мыши, если предъявлялся значимый стимул, или просто пассивно воспринимать предъявляемые изображения.

ЗЛ Р 300 НЛ Результаты записи вызванных потенциалов в отведении Сz-A 1 на предъявления ЗЛ, НЛ и результат вычитания потенциалов ЗЛ – НЛ. Разли в амплитудах компонента Р 300 на предъявление ЗЛ и НЛ. Обозначения: Синим цветом выделен компонент ВП на предъявление ЗЛ; серы на предъявление НЛ и разница между ЗЛ-НЛ (собственно когнитивный компонент).

Пространственное распределение ВП на ЗЛ, НЛ и Р 300 по 21 отведению. Волна Р 300 выделена синим цветом.

Пространственное распределение Р 300 по 21 отведению. Волна Р 300 выделена синим цветом.

Анализируемый ВП можно подразделить на разные временные периоды, которые соответствуют тем или иным психологическим событиям. В первые 200 мсек. проявляется так называемый стимульный ответ. Это V-волна с выраженными компонентами N 1 - P 130 – N 2. Затем следует более поздняя группа компонентов, собственно связанных с опознанием, сличением стимулов, принятием решения о знакомостинезнакомости и генерацией мышечного ответа (если дана инструкция о нажатии клавиши).

N 2 N 1 Р 300 P 130

Влияние инструкции на амплитудные параметры Р 300 Стандартная регистрация волны Р 300 сопровождается подачей соответствующей инструкции (активное и пассивное восприятие значимых стимулов). Сравнив Вп полученные в этих двух разных условиях мы можем косвенно оценить влияние фактора активации внимания. N 2 N 1 Р 300 P 130

Предварительные выводы. Проведенное пилотное исследование по изучению возможного отображения хранящейся в памяти информации о знакомом лице в волне Р 300 позволяет сделать некоторые предварительные выводы. • Волна Р 300 в значительной степени связана с ориентировочной реакцией и отражает процессы неспецифической активации. Это подтверждается динамическими изменениями амплитуды N 2 -P 300 при вариации вероятности предъявления значимого стимула. • Градуальное снижение амплитуды Р 300 при ступенчатом увеличении вероятности значимого стимула (20%, 40%, 50%, 60%, 80%) и ее последующая инверсия не связаны с качественными характеристиками стимула и выявляются в сериях с предъявлением лиц, простых зрительных (квадраты) и звуковых (тоны) стимулах.

• Значительное влияние на амплитуду Р 300 оказывает подаваемая испытуемому инструкция. В условиях пассивного восприятия (без инструкции) амплитуда Р 300 резко снижается и локус различий между ВП на ЗЛ и НЛ смещается в затылочную ассоциативную область мозга. • При одинаковой вероятности (20%) предъявления значимых и незначимых стимулов без подачи инструкции Р 300 редуцируется и различия между ЗЛ и НЛ остаются на уровне шума.

Локализация возможных генераторов анализируемых ВП с помощью дипольных моделей Правдивый ответ Ложный ответ

Сравнение моделей показывает, что в ситуации ложного ответа количество достоверных диполей резко возрастает – с 48% до 88%. Это значит, что для ситуации правдивого ответа структуры мозга, в соответствующих диполям проекциях, участвуют в генерации ответа, лишь частично. В основном это участие осуществляется за счет частичной активации механизмов ассоциативной коры. При формировании системы, ответственной за планирование и реализацию ложного ответа основной вклад вносят структуры лимбической системы с частичным участием корковых механизмов. Правдивый ответ Ложный ответ

Кроме волны Р 300, описано еще одно отрицательное колебание, в ряде случаев сопровождающее ситуацию сравнения стимулов. Этот компонент, обозначаемый как «негативность рассогласования» (mismatch negativity), возникает в слуховой коре с латентным периодом 70 -100 мс и отражает автоматический процесс сравнения физических признаков звукового стимула со следом стандартного стимула, хранящемся в течение 5 -10 сек в сенсорной памяти. При отклонении физических свойств стимула от следа многократно предъявляемого стандартного стимула развивается "негативность рассогласования".

Предполагается, что в образовании волны N 1 могут участвовать оба компонента ("негативность, связанная с обработкой информации" и "негативность рассогласования"). Причем первый из этих компонентов связан с предсознательной, непроизвольной оценкой признаков необычного звукового стимула, осуществляемой путем сравнения их с нервной моделью часто повторяющегося стимула. Второй компонент отражает процессы обработки сенсорной информации на сознательном уровне (произвольного внимания), при фокусировании субъектом сознания на определенных критических признаках стимула и сравнения его со "следом внимания", хранящемся в рабочей памяти.

Таким образом, с помощью метода ВП было показано, что на целевые звуковые стимулы (в ситуации выбора стимула и канала) возникает два типа компонентов, один из которых отражает процессы сенсорной памяти, другой — селективного внимания.

Тема Психофизиологические методы диагностики и формирования внимания Выполнила: Небесная Наталья Альбертовна Научный руководитель: Исайчев Сергей Александрович

Цель исследования • Основная цель: Диагностировать и изучить с помощью психологических и психофизиологических методов процесс формирования и улучшения свойств внимания в ходе тренингов с помощью биологической обратной связи • Дополнительная цель: Исследовать возможные механизмы формирования функциональной системы, обеспечивающей процессы мобилизации внимания

Гипотеза • В процессе тренинга с регуляцией специфических параметров ЭЭГ, испытуемый корректирует отдельные звенья системы управления и контроля своим функциональным состоянием. Это функциональное состояние обеспечивает процессы мобилизации внимания, при которых такие свойства как: распределение, концентрация и устойчивость повышаются, а эффективность и продолжительность выполняемой деятельности - улучшаются.

Методы и методики • Психофизиологические: • регистрация электроэнцефалографии; • метод биологической обратной связи. • Психологические: • модифицированные таблицы Шульте; • экспериментальная программа Старс. • Методы обработки данных: • спектральный анализ, • схемы межцентральных связей.

Экспериментальная программа Старс Испытуемые должны были в течение длительного времени следить за появлением на экране монитора среди нейтральных объектов – целевых, и отвечать в момент появления нажатием на кнопку. Параллельно с проведением экспериментальной процедуры Старс делалась запись электроэнцефалограммы (ЭЭГ) по 21 отведению

Тест красно-черные таблицы Испытуемому предъявляется матрица с 25 красными и 24 черными числами. Нужно отыскивать красные числа в возрастающем порядке от 1 до 25, а черные — в убывающем от 24 до 1. Числа отыскиваются поочередно: 1 — красное, 24 — черное, 2 — красное, 23 — черное, . . Сумма двух чисел красного и черного всегда равна 25 (1+24=25, 2+23=25). Следует указывать числа мышкой. При ошибке раздается звуковой сигнал.

Технология биоуправления с обратной связью – это психофизиологическая коррекция ритмов автономной нервной системы и ритмов головного мозга за счет периодической смены “активации” и “торможения” управляемой функции в пределах индивидуальной физиологической нормы. В основе обучения лежат свойства мозга – пластичность, ритмика, системы тормозных и активирующих корковоподкорковых взаимодействий и т. д

Результаты психологического тестирования экспериментальная программа Старс Рисунок 1. Динамика скорости реакции, мсек. (Старс). Обозначения: ось ординат- скорость реакции в (мсек. ), ось абсцисс- этапы изменения сложности задания (стас 1, старс 2, старс 3). Цветом обозначены скорость реакции: до тренингов; после 15 тренингов; после всех тренингов Рисунок 2. Динамика количества ошибок, усл. ед. (Старс). Обозначения: ось ординат- количество ошибок в усл. ед. , ось абсцисс- этапы изменения сложности задания (старс 1, старс 2, старс 3). Цветом обозначены количество ошибок: до тренингов; после 15 тренингов; после всех тренингов

Психологическое тестирование ( красно-черные таблицы) Рисунок 3. Динамика времени выполнения задания, в сек. (красно -черные таблицы) Обозначения: ось ординат- время выполнения задания в сек. , ось абсцисс - этапы тестирования. Цветом обозначены количество ошибок: первая проба; вторая проба; третья проба. Рисунок 4. Среднее время выполнения задания, в сек. (таблицы Шульте). Обозначения: ось ординат- среднее время выполнения задания в сек. , ось абсцисс- этапы тестирования (до тренингов, после 15 сеансов, после всех сеансов)

Психофизиологические показатели во время тренингов Рисунок 7. Изменение мощности бетаритма (мк. В 2) в процессе тренингов БОС. Обозначения: ось ординат – мощность ритма бета 1 (мкв 2), ось абсцисс – номер процедуры БОС. Цветом обозначены: мощность ритма бета 1 в исходном фоне, мощность ритма бета 1 в тренинге на его повышение. Рисунок 8. Изменение мощности тета- ритма (мк. В 2) в процессе тренингов БОС. Обозначения: ось ординат – мощность ритма тета (мкв 2), ось абсцисс – номер процедуры БОС. Цветом обозначены: мощность ритма тета в исходном фоне, мощность ритма тета в тренинге на его понижение.

Показатели ЭЭГ Испытуемый 1 Испытуемый 2 Рисунок 10. Изменение мощности тета и бета ритмов (мкв 2) по отведению Сz в ЭЭГ при гипервентиляции. Обозначения: ось ординат – мощность ритмов (мкв 2); ось абсцисс – время проведения ЭЭГ. Цветом обозначены: тета- ритм, бета 1 ритм

Испытуемый 1 Межцентральные связи Испытуемый 2 Тета ритм ( 4 -8 Гц) после 15 до тренингов после всех тренингов После 15 после всех до тренингов Бета ритм ( 13 -24 Гц) Рисунок 11. Схемы межцентральных связей бета 1 и тета ритма на основе кросс корреляционной функции во время гипервентиляции

Выводы v Тестирования с помощью красно-черных таблиц и экспериментальной методики Старс, показало значительное повышение свойств внимания испытуемых, что отразилось в поведенческих показателях – время выполнения заданий, количество ошибок и скорости реакции на стимул (в среднем в 1, 5 – 2 раза к концу исследования). v Отношение мощности тета-ритма ЭЭГ к мощности бета 1 -ритма ЭЭГ является объективным показателем внимания, который может быть использован для диагностики и коррекции внимания в процессе тренингов по методике биологической обратной связи. Снижение этого показателя к концу тренингов на 17%, говорит о положительной динамике формирования внимания в ходе курса Биологической обратной связи v Продемонстрирована эффективность ЭЭГ-биоуправления по контролируемым параметрам (бета 1 - и тета-ритмам, а также их соотношению). Рост мощности спектра бета 1 -диапазона и снижении мощности тета-дапазона в среднем меняется на 15 -20%. v Динамика ритмов мозга, которая наблюдается в ходе тренингов, свидетельствует об изменении состояния коры головного мозга, возникающего в процессе формирования новой функциональной системы, обеспечивающей оптимальное протекание процессов внимания. Это подтверждается изменениями в структуре межцентральных связей, что отражается в увеличение значений корреляции этих связей и изменении их количества. v Метод Биологической обратной связи позволяет проводить коррекцию нарушений внимания в различных формах. Эффективность метода БОС-терапии можно оценивать как по психофизиологическим маркерам так и с помощью психолого-поведенческих методов, анализируя показатели внешних проявлений в поведении испытуемых.