Введение к работе
Актуальность проблемы
В современной неврологии функциональная мегшолушаркая асиммет
рия (ФМАс) рассматривается как одна из фундаментальных закономерно
стей работы мозга. Исследование еэ становится одним из центральних
направлений в биологии, медицине, педагогика. Вазннм аспектом ука
занной проблемы является выявление специфического участия структур
правого и левого полушарий в восприятии физических и семантических
характеристик стимулов разной модальности и изучение возникающих
при этом межполушарнкх взаимоотношений. Обширный материал, получен
ный в этих исследованиях, позволил сформировать основные принципы
современных представлений о полушарной асимметрии, в частности, пе
рейти от гипотезы о' тотальном доминировании левого полушария у че
ловека к теории функциональной-специализации гемисфер ( кіш ига .
1961; &aS2aniga et al. , 1362; іїііпег , ISS8; Балоноз, Дег-
лин, 1976; Симерницкая, 1978; Хомская, 1979 и др.).Во многих рабо
тах изучались полутаркые различия при распознавании зрительных сти
мулов у человека ( whits , 1972; Sperry , 1974; Кок, 1975;
Спрингер, Дейч, IS83; Костандов, 1983; Невская . Леушина, 1990 и др..
Эта линия исследования была продолжена нами, причем основной акцент
делался на изучении !Аа при восприятии сттіулов на фоне помех. На
деление сигнала из шума является первым шагом в распознавании обра
зов. Благодаря сформировавшимся в эволюции эффективным механизмам
выделения сигнала зрительной системе свойственна высокая помехоус
тойчивость. Изучение этих механизмов представляет большой теорети
ческий и практический интерес. Процессы выделения зрительного сиг-
'нала исследуются с помощью разнообразных методических приемов
( Tnrvey , 1973; Глезер, 1985; Мещерский, IS82 и др.). Разраба
тываются теоретические основы обнаружения сигнала и механизмов мас
кировки ( banner , 5weti3 , 1954«, Kinsbourne , Harrington t
1962; Kahnenan- , IS68; Забродин, 1977; Haber , Hershenson »
I9SI и др.). Оплатил, однако, сравнительно слабую изученность проб
лемы выделения сигнала из шуга на животных, хотя именно з экспери
ментах на крысах, койках и обезьянах описаны морфофпзиологическиз
особенности зрительной система, способствующие формированию высоко
го уровня ее помехоустойчивости ( BarlGw , 1956; Глезер, Цуккер-
ыая, 1961; Hubel , ?/іазеі . » Г362; Блайвас, 1970; Шевелев,
1972; Hammond , Мао Еау , 1975; Dinac , IS80 И Др.).
Наша работа.связала воедино две проблемы - долушарную специализацию мозга и помехоустойчивость зрительного распознавания. Ранее исследований -В этш плане имелись, ко экспериментальный материал был довольно й>агыентаршш, а выводы противоречивыми'* Наряду с представлением об универсальной рола правого полушария в формировании поме- ' хоустойчивости.(Базшн, Иеерсон, 1971; Меерсон, 1975, 1380; Трауготт, IS79) существовали указания на преимущественное значение левого полушария (Ко*с, 1975; ?olich , 1980; Теплвдкая, 1982; Hellige et
al. , IS84 -к др".). Такое положение потребовало систематического изучения у человека к гивотных МАс при опознавании заиумленных зрительных стимулов» что и стало целью нашей работы. Подчеркнем, что до недавнею грешна в нейрофизиологии господствовало представление об акшшотенциальдасти полушарий головного шзга животных. Еодушрная специализация считалась уникальным сзойствдм человеческого мозга, результатом вознишювення в гвояздш праворукости и речи. Шзтому исследование у еивотных Фїйс, особенно поиск полушарной специализации, имело приоритетный характер, йшолнение экспериментов на sebqthsdc а человеке позволяло поставить вопрос о полушарной специализации помехоустойчивости в сравтивльЕОт-фнзиояогическом плане. Учитывая особое значение каллозадьных влияний для формирования асишзтрии (Бланки, 1976; Мосвдзе, 1978; Кураев, IS82 и др.), специальное внимание, удаляли их участий в. поддаряаїш помехоустойчивости зрительного распознавания» Предполагалось» что изучение взаимосвязи МАс и помехоустойчивости позволит обнаруяить новые возможности для разработки рекомендаций, направленных на повышенно зсЦек-тибносте операторской деятельности. Бое указанные обстоятельства определяли актуальность исследования. .
Рель и задачи исследования
Даль работы состояла в выявлении при восприятии зрительного сигнала в отсутствии а при наличии световой ноыэхи функциональной иааполушарной асимметрии, в изучении ее особенностей.у человека ц животных, а также в исследовании в этих условиях гіазоіолушарннх взаимоотношений.
Основные задачи заключались в следующем:
I. изучить влияние помехи на дайферекцирование стимулов у зш~ вотных с штактнкм и рассеченным мозолистым телом, йшвить значение каллозалькых влияний для формирования помехоустойчивости распознавания;
-
Исследовать вопрос о полугарной литерализации мозга животных при восприятии стимулов з отсутствии и при наличии помех;
-
Изучить влияние помехи па успешность выполнения -человеком визуальных задач различного типа и ншвпть при этом особенности SMAc*
-
Проанализировать результаты о точка зрения выявления сходства и различия ФУіЛс при распознавании стимулов эталонных л зааумлвн-ннх (I), у испытуемых разного пола (2), у животных и человека (3).
Научная новизна.работы
В условнорефлекторянх опытах на крысах изучено влияние помеха на дифференцирование зрительных стимулов. Впервые у хлвотшх в задачах выделения полезного сигнала обнаружены половыо различая распознавания и описана их зависимость от уровня помехи и- специфики стимулов, йивлены билатеральные каллозальнне механизмы помехоустойчивости, показана их зависимость от отношения сигнал/шум и пола животного, йтервые у животных обнаружена влияния с левого и правого полушарий, участвуксие в формировании помехоустойчивости, причем преобладали влияния, способствовавшие выделении) сигнала. Установлена неоднозначность такого рода полушарии* влияний, т.о. &\ЇАс. Выявлена ведущая роль прзвого полушария в формировании помехоустойчивости крыс. Установлена принципиальная возможность выявления видовой 4МАс в отношении распознавания зрительных стимулов у животных. Обнаруяен полоши диморфизм асимметрии.
С помощь» тахистосколической методики проведено систематическое исследование на здоровых людях, результатом второго явилось выявление зависимости показателей распознавания и ЙІЛс от характеристик стимула к помехи, способа их предъявления, специфики экспериментальной ситуации, стелет сложности задания, стадии обучения. Установлено, что помеха способствует возникновению полушарной асимметрии, а также изменения}* ее показателей. При рейенгл всех визуальных задач выявлены полоЕые разлитая опознавания и асимметрии. Совокупность указанных выше факторов определяет- стратег::» обработки информации, используемую испытуемха.!, степень выранеияоети и знак полушарной асимметрии и, в конечном счете, эффективность выделения полезного сигнала из шума.
Теоретическая и пачктическяя значимость
Получены новые данные, характеризующие особенности распознавания зрительных стимулов в условиях световой помехи. Енявлены пороговые значения отношения сигнал/шум при дифференцировании зрительных стимулов у крыс и при реаекии различных визуальных задач у здоровых
явдей. Предполагается, что восприятие сигнала при действия помеха нарушается sa счет изменения процессов суммации возбуждения и окклюзии. Особое значение имеет обнаружение билатеральных, каллозальных механизмов помехоустойчивости. Доказана вакная роль аежполушарных взаимоотношений и механизмов доминанты для формирования асимметрии и помехоустойчивости. У яивотных и человека установлены факторы, влияющие на выделение полезного сигнала. Эти данные соответствуют представлениям о многофакторном детерминировании Шкс и об особом значении стратегии опознавания для формирования ее показателей.
Принципиальное значение имеет обнаруаекие у животных функциональной ыоЕполушарноЁ асимметрии при зрительном восприятии, а так-se ведущей роли правого полушария. У крыс при дафференцироваяии затушенных стимулов выявление такого рода асимметрии вошло в ряд нервах доказательств наличия полутарной специализации у животных. 3. целом результаты исследования выявили тесную взаимосвязь 1Ас и помехоустойчивости зрительной системы, что рассматривается как доказательство ва&ного биологического значения латерализации мозга для Еизнедзятельности животных и человека.
Полученные материалы расширяют представления о динамичности как одном из важнейших свойств полушараой асимметрии. Выдвинута '.гипотеза о переходе от относительно "яесткой" и стабильной асимметрии к ее более динамичным, лабильным формам, к большей вероятности возникновения левополушаршго доминирования. Особое значение 'имеет обнаружение у животных половых различий в отношении помехоустойчивости, каллозальных влияний и ОДс. В совокупности с результатами, ,полученными'на человеке, оно ыогет способствовать выявлению фундаментальных механизмов полового диморфизма. В целом выполненное исследование является существенным вкладом в развитие проблемы парной дачтеяьности полушарий головного мозга. Оно моает служить основой -для дальнейшего изучения механизмов формирования Шкс и Евделения сигнала из шума. Практическая значимость работы состоит в выявлении 'ряда факторов, влияющих на распознавание сигнала в условиях помех. Даны-- некоторые рекомендации, направленные на повышение эффективности операторской деятельности. Применявшиеся визуальные задачи предлагается включать в батареи тестов для определения у испытуемых право- или левополушарных стратегий, помехоустойчивости и степени утомления.
Шлоуеяая., выносимые на..зашиту
1« В формировании помехоустойчивости зрительного распознавания важную роль играют билатеральные, каллозальнно механизма. Характер и степень выраженности кадлозальных влияний зашсят от мощности- сиг^ нала и помеха, сложности задачи, а такно от пола яивотного.
-
7 крис при распознавании эталонных и особенно залупленных зрительных стимулов выявлена полушарная асимметрия с преимущественным доминированием правого полушария* Обнаружение такой асимметрии в целом для достаточно репрезентативных выборок указывает на супга-»-ствование у животных полуюарной специализации зритёлышх функций.
-
У человека успешность решения задач на выделение сигнала из шума зависит от физических и семантических характеристик стимулов, специфики и степени сложности задания, типа и уровня помехи, стадии обучения. Совокупность этих факторов определяет стратегию обработки информации и показатели МАс.
-
Существенную роль в формировании помехоустойчивости зрительного опознавания играют каллозальнае а доминантные механизмы, определяющие направленность и степень выраженности ФОДс.
-
При решении задач на выделение сигнала из шума у тавотных и человека выявлен половой диморфизм з отношения показателей распознавания, нолушаргой асимметрия, а такге каллозальных влияний.
Структура и объем работы