ВВЕДЕНИЕ В КОГНИТИВНУЮ НАУКУ 2007/2008. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ АКТИВНОСТИ МОЗГА: НА ПЕРЕСЕЧЕНИИ НЕЙРОНАУКИ, ПСИХОЛОГИИ И ФИЛОСОФИИ. - презентация

1 ВВЕДЕНИЕ В КОГНИТИВНУЮ НАУКУ 2007/2008

2 СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ АКТИВНОСТИ МОЗГА: НА ПЕРЕСЕЧЕНИИ НЕЙРОНАУКИ, ПСИХОЛОГИИ И ФИЛОСОФИИ

3 ГРУППЫ МЕТОДОВ Регистрация хода переработки информации : –электроэнцефалография и вызванные потенциалы –магнитоэнцефалография –регистрация ответов отдельных нейронов Функциональное картирование : –ПЭТ –fMRI Воздействие на мозг: –ТМС –микростимуляция отдельных нейронов

4 Запись ответов отдельных нейронов - исследования на животных; - исследования во время операций на открытом мозге.

5 Электроэнцефалография (ЭЭГ) и вызванные потенциалы

6 Вызванные потенциалы Полярность (знак): P или N ; Порядковый номер либо время достижения пика: P1 / P100.

7 N100 и P ранняя сенсорная обработка, модулируемая пространственным вниманием; - «эффекты селективного внимания» N семантическая обработка (рассогласование с контекстом): В дверь позвонили, и вошел… почтальон. В дверь позвонили, и вошел… пароход. Р перевод в рабочую память, обновление ее содержания. Вызванные потенциалы: этапы обработки информации

8 Вызванные потенциалы: этапы обработки информации VISUAL PRESENTATION Эффект «мигания внимания» (Reymond et al., 1992):

9 Вызванные потенциалы: восходящие и нисходящие процессы обработки информации «Слепота, вызванная движением» (Bonneh et al., 2001) : зависимость / независимость ответа мозга на физическое исчезновение стимула от его присутствия в сознании (Klotz, Ansorge, 2007) Сознание как независимая переменная: устранение осознаваемого стимула - - ответ ЕСТЬ (N1); устранение неосознаваемого стимула -- ответа НЕТ (отсутствие N1, ослабление P300).

10 Магнитоэнцефалография (МЭГ)

11 Методы нейрокартирования: регистрация локального мозгового кровотока 1970-е -- позитронно-эмиссионная томография (PET) 1990-е -- функциональное магнитно-резонансное картирование (fMRI)

12 Позитронно-эмиссионная томография (PET) - трудоемкость измерения - доза радиации

13 Функциональное магнитно- резонансное картирование (fMRI)

14 Функциональное магнитно- резонансное картирование

15 Специфическая активация (искомый коррелят) = экспериментальное условие - контрольное условие Техника «когнитивного вычитания» Ф.К. Дондерс ( ) -- для времени реакции 1. Структурное картирование (томография): локализация мозговых структур у данного испытуемого. 2. Функциональное картирование без воздействия («фон»). 3. Функциональное картирование в контрольном условии. 4. Функциональное картирование в экспериментальном условии.

16 Функциональное магнитно- резонансное картирование

17 «НЕОФРЕНОЛОГИЧЕСКИЙ БУМ» … или всё-таки исследование мозговых механизмов познания и сознания? Функциональное магнитно- резонансное картирование

18 Функциональное магнитно-резонансное картирование: единый механизм зрительного внимания? (Эва Войчулик, Нэнси Кэнвишер, 1999) - пространственное переключение внимания; - сравнение зрительно предъявляемых объектов; - поиск в условиях быстрого последовательного предъявления зрительных стимулов.

19 Функциональное магнитно- резонансное картирование Нейрофизиологический механизм или сопряженная активация? Данные нейропсихологии : поведенческие показатели + сопоставление зон, активируемых в ходе решения задачи, с данными структурной томографии больных с локальными поражениями головного мозга Функциональные «локальные поражения»: ТМС

20 Воздействие на мозг в ходе решения задач: транскраниальная магнитная стимуляция (TMS)

21 Транскраниальная магнитная стимуляция: участие лобных глазодвигательных полей в решении задач зрительного поиска (Винсент Уолш и др., ) Сопряженная активация или необходимое участие? Когда вступает в действие?

22 Транскраниальная магнитная стимуляция: двойная диссоциация функций нижнелобной коры левого полушария в обработке слов (Патриция Гау и др., 2005) ТМС передних отделов ТМС задних отделов Установление синонимии: КОД - ШИФР Установление омофонии КОД - КОТ Замедление ответа Gough et al., Journ. Neurosci, 2005: http: //

23 Микростимуляция отдельных нейронов и групп нейронов Afraz S.R., Kiani R., Esteky H. // Nature Vol P Микростимуляция избирательных к лицам нейронов нижнетеменной коры (завершения вентрального пути) у обезьян в ходе решения задач категоризации зашумленных изображений (Афраз и др., 2006): сдвиг критерия в сторону лиц!

24 ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» Бинокулярное соревнование Неоднозначные изображения

25 «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ»: КУДА СМОТРЕТЬ? Лаборатория Нэнси Кэнвишер, MIT Отделы коры головного мозга, избирательно реагирующие на определенный тип стимулов: - область лиц в веретеновидной извилине ( FFA ) - парагиппокампальная область мест ( PPA )

26 ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» Бинокулярное соревнование (Фрэнк Тонг, Нэнси Кэнвишер и др., 1998)

27 ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» Бинокулярное соревнование (Фрэнк Тонг и др., 1998) Последовательное чередование изображений лица и дома -- идентичная картина работы головного мозга!

28 ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» Феномен «слепоты к изменению»: «Переоткрытие» для когнитивной науки: Джордж Макконки, Кристофер Карри, 1996

29 ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» Феномен «слепоты к изменению»: Экспериментальное оснащение: Рональд Рензинк и др., 1997 Естественный эксперимент: Дэниэл Саймонс и Дэниэл Левин, 1997

30 Методы изучения феномена «слепоты к изменению»: Методики с глобальным прерыванием изображения: –изменение во время мигания/саккады; –изменение во время сдвига изображения; –методики «мерцания» (~ циклический «обрыв пленки»). Методики с локальным прерыванием изображения. Методики с постепенным изменением изображения. Демонстрационные изображения online: http: // / psyc301 / ChangeBlindness.htm

31 ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» «Функциональная слепота» к изменению лиц и мест Дайана Бек и др. (2001): прямое сопоставление активации мозга при осознании изменения и при отсутствии его осознания Изменение без осознания - отсутствие изменения = мозговые механизмы неосознаваемого выявления изменений (если такой механизм есть) Осознанное изменение - изменение без осознания = мозговые механизмы осознания изменений

32 ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» «Функциональная слепота» к изменению лиц и мест. Дайана Бек и др. (2001): Для осознания изменения необходимо участие дорсального зрительного пути, связываемого с неосознаваемой обработкой информации о расположении объекта и регуляцией направлении движения!

33 ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» Только ли картирование мозга (нейровизуализация) позволяет взглянуть на осознание «со стороны»? Запись движений глаз!

34 ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» «Ландшафты внимания» (Б.М. Величковский и др.) УвиденноеПредъявленное Величковский Б.М. Технологии, внимательные к вниманию человека. // В мире науки No12. C / См.: http: //

35 ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» Оценка степени внимания к разглядываемым объектам -- измерение диаметра зрачка в процессе записи движений глаз (cf: Канеман, 1973/2006) Сандра Маршалл, государственный университет Сан-Диего и EyeTracking, Inc.