Ю. А. Александров Данилова Н. Н. Д 18 Психофизиология: Учебник

Вид материала

Учебник

Содержание Е.Н. Соколова значимость также Связанные с событиями Рис. П. Групповые ПСС (Р^) на стандартный (пунктир) и девиаптные (сплошная линия) стимулы у испытуемых с хорошей (д), средней (б Чем больше амплитуда НР НР имеет очевидное сход­ство с процессом рассогласования в модели Е.Н. 5.6. Произвольное внимание О., 1973), впервые связавшим ум­ственное усилие с активацией организма. В его модели Различные источники изменения активации: тревога, страх, гнев, сексуальное возбуждение, мышечное напряжение, фармакологические в 5.7. Потенциалы, связанные с событиями, как корреляты произвольного внимания

Подобный материал:

• А. А. Данилова и др. Учебник: А. А. Данилова, Л. Г. Косулиной «История России с древности, 44.49kb.
• Ключевые проблемы психологии и психофизиология. Определение психофизиологии, 1065.96kb.
• 1. Предмет, методы и задачи психофизиологии. Сравнительная психофизиология 7 Тема Методы, 338.37kb.
• О. В. Дифференциальная психофизиология: Программа, 159.3kb.
• Рабочая программа по дисциплине «психофизиология» Специальность, 292.28kb.
• Александров Д. Н. Личность и синдром предпринимателя, 72.06kb.
• Александров А. А, 49.6kb.
• Литература о Ломоносове М. В. в фондах библиотеки БашГУ, 55.77kb.
• Разработка урока истории по теме "Крымская война", 8 класс, 215.84kb.
• Блохин Геннадий Иванович, Александров Владимир Александрович. М. КолосС, 2006. 512, 557.07kb.

Теория Е.Н. Соколова двухстадийна, она не только рассматрива­ет пути между стимулом и реакцией, но и вводит дополнитель­ные структуры (модель, компаратор). Уязвимым местом модели Р. Томпсона является то, что она была построена на данных о привыкании только одной реакции — двигательного рефлекса сги­бания лапы. Кроме того, привыкание, исследованное Р. Томпсо-66



Рис. 15. Зависимость амплитуды сгибательного рефлекса от баланса процессов сенситизации и привыкания в ситуации повторения стимула I (по К.. ТЬотрзоп е1 а1., 1973).

а — сенситизация; б ~ экспериментальные данные; в — привыкание.

ном у декортицированного животного, развивалось крайне мед­ленно по сравнению с быстрым привыканием компонентов ОР. Скорее всего, это два разных механизма, которые существуют па­раллельно. Быстрое привыкание (угасание ОР) требует сохранно­сти головного мозга, медленное — может происходить у нейронов спинного мозга.

В теории А.С. Бернстайна (Ветп51ет А.5., 1969) о значимости стимула как главного фактора, определяющего появление ОР, модель Е.Н. Соколова дополняется еще одной стадией обработки Информации, которая следует за операцией, выполняемой ком­паратором (трехстадийная модель). Это — стадия оценки «значимо­сти^ стимула. Факт, что восстановление ОР после его угасания происходит несимметрично на увеличение и уменьшение интен­сивности стимула (более сильный раздражитель вызывает боль­ший ориентировочный рефлекс), объясняется тем, что новый сти­мул большей интенсивности может указывать на опасность и по­этому является более значимым по сравнению с новым, но слабым стимулом. А. Бернстайн утверждает, что ОР — не столько реакция на новизну, сколько результат принятия решения о том, что по­лученная информация, возможно, будет полезной для субъекта.

Однако в модели^ Е.Н. Соколова значимость также является характеристикой, вызывающей ОР, и она представлена условным

67

5*

ориентировочным рефлексом, Он показал, что придание раздра­жителю сигнального значения обычно с помощью инструкции или речевого подкрепления, требующих отвечать определенной реак­цией на определенный стимул, восстанавливает или усиливает ОР на условный сигнал. Совпадение условного стимула с его моделью в этом случае вызывает не подавление ОР, а, наоборот, его усиле­ние. И этот эффект сохраняется, пока условный рефлекс не дос­тигнет стадии автоматизации.

5.5. ПОТЕНЦИАЛЫ,^ СВЯЗАННЫЕ С СОБЫТИЯМИ,

КАК КОРРЕЛЯТЫ НЕПРОИЗВОЛЬНОГО ВНИМАНИЯ

Большой вклад в изучение автоматических процессов обработ­ки информации внесли работы известного психофизиолога из Хель-синского университета Р. Наатанена и его сотрудников. Изучая по­тенциалы, связанные с событиями (ПСС) у человека в ситуациях привлечения и отвлечения внимания, он выявил специальную мозговую волну, названную негативностью рассогласования (НР), характеризующую процессы предвнимания. Она выражает степень несовпадения девиантного стимула (редко повторяющегося) со сле­дом в памяти от стандартного стимула (часто повторяющегося). При этом оба стимула следовали в случайном порядке и с корот­кими межстимульными интервалами (не более 10-14 с), а внима­ние испытуемого было направлено на чтение интересной книги (рис. 16). НР получают вычитанием: ПСС на девиантный стимул минус ПСС на стандартный стимул.

Регистрация магнитного эквивалента НР (НРм) на измене­ние звуковых стимулов позволяет определить локусы ее генера­ции в коре. По данным этих исследований, генератор частотной НРм находится в первичной слуховой коре, что доказывается ин­версией ее полярности при перемещении регистрируемого элект­рода от передней к задней части сильвиевой (латеральной) бо­розды. Локализация генераторов НР в слуховой коре зависит от параметра, по которому осуществляется девиация, — интенсив­ности, длительности, частоты. Генераторы «частотной» НР в слу­ховой коре представлены тонотопически. Это предполагает, что следы памяти для различных характеристик звука также должны иметь различную локализацию. НРм на изменение синусоидаль­ных тонов, музыкальных аккордов и паттернов (последовательно­сти звуков) по амплитуде и латенции не различались. Но локали­зация их генераторов была неодинаковой. НРм на изменение час­тоты одного из компонентов аккорда или временного паттерна генерируется в верхневисочной слуховой коре медиальное НРм,

68



рис. 16. Типичные компоненты ПСС, полученные на стандартный (600 Гц) И девиантный (660 Гц) стимулы при игнорировании звуковых тонов. Сти­мулы длительностью 100 мс предъявлялись с постоянным интервалом 1 с. ^ Во время опыта испытуемый читал книгу.

а — ПСС на девиантный стимул; б — то же на стандартный стимул; Н — нега­тивное отклонение; П — позитивное; НР — негативность рассогласования; Нр Н П П, — другие компоненты ПСС; Р, — фронтально-центральное отведение (адаптировано по М. Тегуашеп-и, 1997).

вызываемой идентичными изменениями частоты простого звуко­вого тона. Это означает, что следы памяти для простых и сложных звуков также локализованы в различных участках слуховой коры. Генератор НРм на изменение фонем локализован в обоих полу­шариях кпереди от генератора НРм на изменение аккорда. Недав­но МЭГ исследования подтвердили специализацию полушарий. НРм была более выражена в левом полушарии на изменение фо­нем и в правом — на изменение синусоидальных тонов. По-види­мому, следы для фонетических стандартов также локализованы в левом полушарии. НР отражает точность, с которой мозг выделя­ет и фиксирует в сенсорной памяти физические характеристики сенсорных стимулов.

Между процессами предвнимания (НР) и способностью субъек­та различать сенсорные стимулы существует тесная взаимосвязь. Чем ниже субъективный различительный порог, определяемый по реакции нажима на ключ при появлении девиантного стимула, тем большую амплитуду НР вызывает девиантный стимул, когда внимание субъекта направлено не на стимулы, а на чтение инте­ресной книги (рис. 17).

69


5мкВ






100 200 мс


100 200 мс


100 200 мс






Рис. 18. Влияние тренировки испытуемых различать звуковые последова­тельности на НР. ПСС на стандартный (тонкая линия) и девиантный (тол­стая линия) стимулы в виде сложных звуковых паттернов — последова­тельности звуковых тонов у двух групп испытуемых в ситуации, когда они читали книгу. Девиантный стимул отличался от стандартного лишь одним компонентом; тон 650 Гц был заменен на 665 Гц (отмечено стрелкой). Видно, что в группе а по мере проведения серий сначала появляется, а затем увеличивается НР. Параллельно этому улучшается и способность испытуемых различать данные стимулы при тестировании после основ­ных опытов. В группе б динамика НР, с самого начала имевшая большую амплитуду, отсутствует.

и — группа испытуемых, у которых улучшалась способность различать стимулы в ходе тренировки; б — группа испытуемых с хорошим различением стимулов (по М. Тегуашепи, 1997).

НР не зависит ни от внимания, ни от значимости стимула, но увеличивается после активации (например, при быстром чтении) или под влиянием приема фармакологических стимуляторов. Вы­деляют два компонента НР: модально-специфический, генератор которого представлен вертикально ориентированным диполем в

71

слуховой коре, и фронтальный, предположительно возникающий после модально-специфической НР.

НР и волна Нр хотя и совпадают по латенции и полярности, отражают разные процессы. Волна Н, увеличивается с привлече­нием внимания к стимулу. Она имеет максимальную амплитуду на первый стимул и с его повторением уменьшается. Амплитуда Н, растет с увеличением интенсивности стимула. Р. Наатанен полага­ет, что Н^ отражает осознание субъектом наличия стимула при отсутствии знания о том, что это за стимул, тогда как НР отража­ет несовпадение девиантного стимула со следом памяти от стан­дартного стимула. Операция сравнения протекает автоматически и не требует осознания, что подтверждается появлением НР на под-пороговые, но близкие к порогу стимулы. НР рассматривается как начальная фаза обработки информации (фаза предвнимания), ко­торая может сопровождаться фазой непроизвольного внимания, направленного надевиантный стимул. Фаза непроизвольного вни­мания, по мнению Р. Наатанена и его коллег, в экспериментах с осШ-ЬоП- парадигмой представлена волной Н^, которая может со­четаться с появлением вегетативных компонентов ОР.

Когда НР появляется в ответ на девиантный стимул, сильно отличающийся от стандарта, она часто сопровождается последо­вательностью из трех компонентов; Н.- — П, ~ медленная волна.

^г № За

Последняя представлена поздней позитивностью в теменной об­ласти и поздней негативностью, параллельно возникающей во фронтальной коре. Наиболее устойчив и чаще возникает комплекс

Изд-Лза^"- Р^- ¹⁶)-

^ Чем больше амплитуда НР, тем больше волна Н,,. При сравне­нии разных модальностей волна Н^ характеризуется модально-специфическим распределением по коре и не реагирует на значи­мость. Волну Пзз связывают с осознанием отличия девиантного стимула от стандарта. Поздняя позитивность с латенцией 400— 500 мс в теменной области и параллельно появляющаяся медлен­ная фронтальная негативность отражают оценку значимости сти­мула, что требует произвольного внимания. Таким образом, в эк­спериментах с о<1(1-Ьо11- парадигм ой НР является неосознанной детекцией девиантного стимула, инициирующей последователь­ность мозговых операций, которые и приводят к осознанному раз­личению стимулов.

Генерация сенсорно-специфической^ НР имеет очевидное сход­ство с процессом рассогласования в модели Е.Н. Соколова. Одна­ко их принципиально различает то, что НР возникает в условиях предъявления стимулов с короткими интервалами и не обязатель­но переходит в ОР, тогда как в модели Е.Н. Соколова рассогласо-72

вание следа стимула, формируемого в результате его повторения с относительно большими временными интервалами, и нового раз­дражителя инициирует появление ОР- Генерация ОР на основе НР и в результате изменения повторяющегося стимула при длитель­ных межстимульных интервалах имеет разные механизмы. Класси­ческий ОР связан с долгоживущим следом памяти (десятки се­кунд). В составе ПСС он представлен неспецифическим компонен­том Н,. М. Фербатен с сотрудниками (УегЬа1еп М. е1 а1., 1986), применяя метод выделения одиночных ПСС, показали, что не­специфическая часть волны Н, изменяется параллельно реакции кожной проводимости — одного из компонентов ОР. Обе реакции угасают и восстанавливаются на новый стимул. Таким образом, сигналы рассогласования возникают по крайней мере на основе двух типов следов памяти; с короткой жизнью (не более 20 с) и долгоживущего. В первом случае они представляют начальную фазу формирования ориентировочного рефлекса, во втором — вызыва­ют его целиком.

^ 5.6. ПРОИЗВОЛЬНОЕ ВНИМАНИЕ

Произвольное внимание относится к контролируемым и осоз­наваемым процессам. Оно обладает ограниченной пропускной спо­собностью и поэтому обеспечивает не параллельную, а последова­тельную обработку информации. Эффект интерференции произ­вольного внимания с текущей психической деятельностью является следствием конкуренции двух задач, которые могут решаться только последовательно. Непременной характеристикой произвольного внимания является усилие (еноП), направленное на выделение и обработку той информации, которая диктуется целью, задачей, в частности содержащейся в инструкции. В психологических теориях внимания ранней и поздней селекции произвольное внимание представлено на этапе после автоматических процессов обработки информации, на уровне фильтра (воронки), который и символи­зирует ограниченность ресурсов произвольного внимания. Конт­ролируемое произвольное внимание определяет приоритеты в пос­ледовательной обработке информации.

Новые идеи в психологические теории внимания были внесе­ны Д. Канеманом (Каппетап^ О., 1973), впервые связавшим ум­ственное усилие с активацией организма. В его модели внимание регулирует ресурсы, которые понимаются как недифференциро­ванные энергетические активационные возможности организма. Их взаимосвязь на рис. 19 показана волнистой линией внутри блока активации, символизирующей определенный параллелизм в из-

73

^ Различные источники изменения активации: тревога, страх, гнев, сексуальное возбуждение, мышечное напряжение, фармакологические вещества, сильная стимуляция и др-



Рис. 19. Модель внимания (недифференцированных ресурсов) Д. Ка-немана. В озалах обозначены факторы, расходующие ресурсы внимания. В прямоугольниках содержатся комментарии.

менениях общей активации и той, которая может быть использо­вана произвольным и непроизвольным вниманием. Ограниченность ресурсов внимания как части от общей активации показана сплош­ной горизонтальной линией в блоке активации. Изменение общей активации сопровождается соответствующими изменениями энер­гетических ресурсов, доступных вниманию. Общая активация орга­низма зависит от многих факторов: эмоций (тревога, страх, гнев и др.), мышечного напряжения, сенсорных воздействий, мотива­ции и др. (стрелка вверху). Но главная детерминанта активации — 74

	Усилие		——>		—>
Пр01- обраб информ новом с	десс отки ации о тимуле	Оценка новизны и значимости	Распределение ресурсов для дальнейшей
——————> Информация			обработки информации
1

Улучшенный анализ стимула

Рис. 20. Модель обработки информации во время ориентировочного рефлекса, включающая оценку значимости и обратную связь, ини­циирующую усилие для дополнительного сенсорного анализа сигнала (по О. КаЬпетап, 1973).

это оценка субъектом требований, предъявляемых к энергетичес­ким ресурсам выполняемой деятельностью. Она показана стрелкой к блоку активации от системы оценки. Центральным в модели яв­ляется блок распределения ресурсов. Их распределение зависит от соотношения сигналов, поступающих от четырех блоков, потреб­ляющих ресурсы. Текущие побуждения, намерения (мотивация) определяют направленность произвольного внимания и потребля­ют соответствующие энергетические ресурсы. Постоянно действу­ющие факторы — значимые и новые стимулы — вызывают непро­извольное внимание и соответствующие затраты ресурсов. Оценка требований, предъявляемых деятельностью к ресурсам внимания, наиболее сильно влияет на их распределение. Кроме того, суще­ствует отрицательное влияние стресса, потребляющего много ре­сурсов и при этом дезорганизующего внимание. Низкая мотивация привлекает недостаточное количество ресурсов, что снижает эф­фективность деятельности. Оба эффекта показаны стрелкой от блока активации к центральному блоку. Отношения между эффективно­стью деятельности и вниманием представлены законом Йеркса— Додсона. Оптимальное выполнение задания требует определенно­го количества внимания (усилия). Разные виды деятельности по­требляют разное количество внимания. При превышении допустимого уровня ресурсов суммарным запросом часть видов де­ятельности прекращается (показано столбиками внизу). При вы­полнении каждой задачи используется вход от системы ресурсов

(пунктир).

В своей модели, представляющей процессы обработки инфор­мации во время безусловного ориентировочного рефлекса, Д. Ка-неман рассматривает факторы новизны и значимости как главные

75

источники ОР, разделяя тем самым точку зрения Е.Н. Соколова и А.С. Бернстайна (рис. 20). Вместе с тем Д. Канеман делает следую­щий шаг в развитии концепции ОР. По его мнению, важной со­ставляющей ОР является короткоживущее усилие, направленное на обработку и анализ каждого нового стимула. Если результаты предварительного анализа стимула, выполненного с помощью ОР, оказываются в конфликте с ожиданиями (блок оценки новизны и значимости), выделяются дополнительные ресурсы для более де­тального анализа этого нового стимула.

Концепцию Д. Канемана отличают три важных положения, оп­ределяющие взаимоотношения ОР и произвольного внимания:

• ОР выполняет функцию запуска произвольного внимания (усилия);

• обращение произвольного внимания на новый стимул воз­никает ступенчато и рекурсивно, после того как стимул уже выз­вал ОР;

• реакция расширения зрачка и возрастание кожной проводи­мости рассматриваются как объективные показатели произволь­ного внимания (усилия).

Почти одновременно с появлением концепции внимания Д. Канемана проблема взаимоотношений ОР и произвольного внимания стала предметом анализа в работах К. Прибрама (К. РпЬгат) и его коллег, предложивших свою теорию «Агоиза!, усилие и активация» (РпЬгат К., МсОшппеза О., 1975). Значение их работ состоит в том, что они предприняли попытку уйти от одномерной концепции активации, выделив в ней три субсисте­мы. В отличие от Д. Канемана, который использовал термины «агоизаЬ, «усилие» и «внимание» как синонимы, К. Прибрам и Д. МакГинес полагают, что агоиха! — это тот вид внимания, ко­торый относится к неконтролируемым процессам. Он представляет первый этап обработки сенсорной информации и отражает регист­рацию в сознании появления стимула. Агоиза! эквивалентна павлов­скому рефлексу «Что такое?». Для обозначения реакции «Что следует делать?», которая И.П. Павловым только была упомянута, они пред­ложили термин «активация», понимая ее как механизм внимания, контролирующий тоническую готовность к ответу. Согласно их точ­ке зрения, вход (стимул) и выход (реакция) обычно связываются рефлекторным путем, если в эту цепь не вклинивается третий меха­низм — произвольное внимание. Оно направлено на координацию входа с выходом, т.е. агоиза! с активацией. Существует аналогия меж­ду агоика!, усилием и активацией, предложенная этими авторами, с одной стороны, и процессами кодирования сенсорной информа­ции, принятием решения и организацией ответа — с другой. 76

^ 5.7. ПОТЕНЦИАЛЫ, СВЯЗАННЫЕ С СОБЫТИЯМИ, КАК КОРРЕЛЯТЫ ПРОИЗВОЛЬНОГО ВНИМАНИЯ

Исследуя влияние произвольного внимания на ПСС в экспе­риментах с высоковероятным предъявлением стандартного стиму­ла и низковероятным — девиантного, отличающегося от стандар­та одним или несколькими физическими параметрами, Р. Наата-нен (1992) выделил особый потенциал, названный им процессной негативностью (ПН), который коррелировал с произвольным вни­манием. Он установил, что, после того как девиантный стимул становится релевантным (испытуемый должен на него реагиро­вать, например, считать), он вызывает ПН, которая появляется в виде негативной волны; ее латентность и длительность зависят от степени различия релевантного стимула от нерелевантного (стан­дарта). ПН получают вычитанием: ПСС на релевантный стимул 'минус ПСС на тот же стимул, полученный в другом опыте, когда 'внимание субъекта отвлечено от стимула и направлено на чтение интересной книги или на компьютерную игру.

Различают два компонента ПН: ранний — сенсорно-специфи­ческий и поздний, связанный с фронтальными областями коры. Ранняя ПН на звуковые стимулы генерируется в слуховой (височ­ной) коре, и ее латентный период может быть очень коротким (до 50 мс), что указывает на ее связь с сенсорной системой. ПН следует отличать от Нр так как они часто совпадают по латенции. Это можно наблюдать при очень коротких межстимульных интер­валах (МСИ). Так, при МСИ 800 мс пиковая латенция ПН — око­ло 70 мс, а при более коротких интервалах (250 мс) она еще мень­ше, что приводит к ее наложению на компонент Н ПН отличает­ся от Н, отсутствием инверсии полярности относительно мастоидов,

которая характерна для