Содержание к диссертации
Введение
II. Теоретическая часть
1. Представления о произвольном и непроизвольном с. 10
2. Экспериментальные модели, связанные с произвольным и непроизвольным использованием интервалов времени с. 15
3. Современные представления и теоретические модели механизмов оценки времени с.21
III. Экспериментальная часть
4. Экспериментальная модель и методики с.26
5. Регистрируемые показатели и анализ данных с.29
6. Влияние дополнительных факторов на поведение и связанную с ответом активность с.34
7. Особенности организации непроизвольного поведения, связанного с использованием интервалов времени разной длительности с.43
8. Особенности организации произвольного поведения, связанного с использованием интервалов времени разной длительности с.56
IV. Обсуждение
9. Обсуждение полученных результатов с.70
10. Заключительное обсуждение с.88
11. Выводы с.98
V. Список использованной литературы
- Экспериментальные модели, связанные с произвольным и непроизвольным использованием интервалов времени
- Регистрируемые показатели и анализ данных
- Влияние дополнительных факторов на поведение и связанную с ответом активность
- Особенности организации непроизвольного поведения, связанного с использованием интервалов времени разной длительности
Введение к работе
Актуальность проблемы Проблема психофизиологических механизмов, обеспечивающих произвольные и непроизвольные процессы, является одной из важных, интенсивно разрабатываемых, но пока недостаточно изученных проблем современной психофизиологии.
В экспериментальном исследовании эта проблема сводится к вопросу о том, «чем осознаваемые процессы (их поведенческие характеристики и мозговая активность) отличаются от неосознанных и какова модель, объясняющая это отличие» (Velmans, 1991, с. 61).
На сегодняшний день существует большое количество работ, посвященных особенностям организации произвольного и непроизвольного поведения применительно к самым разным аспектам человеческой деятельности. Так, сформированы представления о механизмах осознаваемого и неосознаваемого восприятия (Иваницкий, 1997, 1999; Block, 2005), связи произвольного и непроизвольного внимания (Найсер, 1976; Бродбент, 1976; Velmans, 1991; Наатанен, 1998), представления о мозговом обеспечении эксплицитной и имплицитной памяти (Tulving, 1985; Willingham, 2001 и мн.др.). Вместе с тем имеется очень мало работ, посвященных изучению механизмов, связанных с произвольным и непроизвольным использованием временных интервалов в организации поведения.
Вместе с тем, фактор времени является ведущим в организации поведения. От остроты «чувства времени» зависит точность и адекватность любого сложного целенаправленного движения человека (Суворов, Таиров, 1985). Как писал известный физиолог Ю.П. Флоров, «Если физиология глаза и кожно-мышечной воспринимающей поверхности показала, насколько важным для организма является измерение пространства, ибо без измерения расстояния не обходится ни один жизненный акт, то физиология условных рефлексов с несомненностью показывает теперь, что реакция на время (отсчет времени) есть такая же важная, если не еще более важная часть приспособительной деятельности животного...» (цит. по: Элькин, 1962 с. 35).
На сегодняшний день психофизиологические механизмы оценки времени изучены далеко не полностью. Как отмечают Karim с соавторами, «несмотря на то, что изучению способности людей воспринимать время (human timing abilities) было посвящено немало исследований, представления о нейрональном базисе этой способности все еще очень скудны» (Karim et al., 2004, с. 150). И очень мало известно об особенностях произвольного и непроизвольного использования интервалов времени в организации поведения - ситуациях, где субъект вынужден использовать информацию о длительности события для достижения своих целей.
Таким образом, проблема поиска психофизиологических механизмов произвольного и непроизвольного поведения обуславливает актуальность настоящего исследования.
Научная новизна В нашей работе, в которой впервые производился анализ внешне одинакового поведения, с произвольным и непроизвольным использованием интервалов времени в рамках одного эксперимента, получены следующие новые результаты.
1. Впервые показано, что акты поведения, связанные с использованием интервалов времени разной длительности, в зависимости от того, используются ли интервалы времени произвольно или нет, имеют разную мозговую организацию.
2. На основании этих фактов впервые обосновано, что различие мозговой активности при произвольной и непроизвольной оценке временных интервалов отражает разницу между процессами оценки этапных результатов, соответствующими разным уровням системной организации поведения.
3. Показано, что субъективная оценка времени появления будущего события зависит от степени подготовленности связанного с ним моторного действия.
Теоретическая значимость На основании проведенного исследования предложена гипотетическая модель, которая позволяет описать особенности организации поведения, связанного с использованием интервалов времени разной длительности. Показаны различия этой организации в ситуациях произвольного и непроизвольного использования временных интервалов. Предложенная модель вносит вклад в представления о восприятии времени и роли фактора времени в поведении.
Практическая значимость Результаты, пол)Д1енные в исследовании, могут быть использованы при разработке учебных курсов «Психология ощущения и восприятия», «Психофизиология восприятия времени». Помимо этого, данные могут иметь практическое применение, в частности для организации эффективной работы человека-оператора.
Предметом данного исследования являлись системные механизмы организации поведения, связанного с произвольным и непроизвольным использованием интервалов времени разной длительности.
Объектом данного исследования являлись электрофизиологические и актографические показатели поведения, связанного с произвольным и непроизвольным использованием интервалов времени разной длительности.
Цель диссертационной работы Целью данной работы было описать возможные различия в организации произвольного и непроизвольного использования интервалов времени разной длительности.
Задачи диссертационной работы:
1. Описать электрофизиологические проявления активности мозга и характеристики поведения при непроизвольном использовании интервалов времени.
Дать описание особенностей системной организации этого поведения.
2. Описать электрофизиологические проявления активности мозга и характеристики поведения при произвольном использовании интервалов времени. Дать описание особенностей системной организации этого поведения.
3. Выявить, существуют ли различия в активности мозга и характеристиках поведения в случаях произвольного и непроизвольного использования интервалов времени разной длительности, и если да, то описать различия в их организации.
4. Предложить гипотетическую модель, позволяющую объяснить предполагаемые различия.
Теоретико-методологическая основа исследования.
Работа развивает традиции системного подхода в психологии (Б.Ф. Ломов).
Теоретической основой исследования является теория функциональных систем П.К. Анохина и системно-эволюционная теория В.Б. Швыркова.
Методы исследования Термин «произвольное» подразумевает «субъективное переживание решения и желания действовать, так же как и контроль за моторным выполнением действия» (Sirigu et al. 2004, с. 1). Исходя из этого определения, к работам, в которых интервалы времени используются произвольно, можно отнести экспериментальные методики, применяющиеся в исследованиях «восприятия времени». Примером такой методики является так называемая «парадигма воспроизведения». В ней испытуемым предъявляется эталонный интервал времени, а затем предлагается воспроизвести его длительность с помощью двух последовательных нажатий на «клавишу отчёта». Так как испытуемый знает о длительности интервала времени и знает свою задачу (сообщенную ему инструкцией), то он произвольно использует информацию о времени для организации своего поведения.
Существуют методики, в которых не ставится задача воспроизвести длительность временного интервала или использовать информацию о длительности интервалов времени каким-то другим образом. Но, тем не менее, эта информация используется в организации поведения непроизвольно. Примером является методика, полз^ившая название «парадигма S1-S2». В ней испытуемому предъявляется предупреждающий сигнал (S1), за которым через определенный интервал времени следует сигнал-<щель» (S2), при предъявлении которого испытуемый должен нажать «клавишу отчета».
Несмотря на то, что от испытуемого не требуется отчета об интервале времени, тем не менее, эта информация учитывается и отражается в связанной с событиями активности мозга и поведенческих характеристиках. Так, обнаружено, что время нажатия на клавишу отчета при появлении S2 зависит от длительности интервалов времени S1 и S2.
В нашей работе одна группа испытуемых выполняла «S1-S2» задачу с двумя сигналами-<щелями». Сигналы-<щели» предъявлялись через длинный и короткий интервалы времени с равной вероятностью. Другая грзшпа испытуемых выполняла модифицированную задачу «парадигмы воспроизведения», в которой нажатием соответствующей клавиши требовалось оценить длинный или короткий интервал между S1 и S2. В ходе исследования регистрировались ССП для сопоставления активности мозга, сопровождающей это поведение, в обеих группах.
Теоретические гипотезы
1. В ситуации произвольного и непроизвольного использования интервалов времени разной длительности внешне одинаковые формы поведения имеют разное мозговое обеспечение.
2. Электрофизиологические проявления активности мозга, зарегистрированные в поведении, связанном с использованием интервалов времени разной длительности, отражают особенности системной структуры и динамики этого поведения.
1. Методы сбора данных • Регистрация скоростных характеристик ответов испытуемых (времени реакции на предъявляемый сигнал в задаче двухальтернативного выбора) • Регистрация качественных характеристик ответов испытуемых (частота встречаемости верных и ошибочных ответов в задаче двзосальтернативного выбора) • Регистрация электроэнцефалограммы (далее ЭЭГ) • Опрос испытуемых о степени сложности выполняемых отчетных действий
2. Методы обработки данных • Анализ амплитуд и латенций пиков компонентов потенциалов, связанных с событиями • Анализ временных и качественных характеристик ответов испытуемых • Выделение главных компонент потенциалов, связанных с событиями Достоверность научных положений Методы регистрации и обработки результатов соответствуют цели и задачам настоящего исследования. Достоверность полученных результатов обеспечивается планом эксперимента, системностью исследовательских процедур, тщательностью качественного анализа результатов, адекватностью использованных статистических методов, а также применением специальных компьютерных программ для регистрации и обработки данных.
Основные положения, выносимые на защиту:
1. В ситуации, когда два равновероятных события возникают через интервалы времени разной длительности, происходит последовательная подготовка и реализация двух типов поведенческих актов. Первый из них связан с реализацией поведения в течение короткого интервала времени. Второй разворачивается в режиме длинного интервала.
2. Оценка завершения временного интервала соответствует уровню «этапных результатов» (Анохин, 1968). Этот уровень различен для ситуаций произвольной и непроизвольной оценки длительности интервалов времени. Данное различие связано с разной системной организацией мозговых процессов, обусловливающих данное поведение.
3. Для объяснения зависимости организации поведения от величины интервала времени не требует введения представлений о мозговых или функциональных стрз^турах, связанных с его оценкой. Субъективно ход времени может быть сопоставлен с постепенным повышением вероятности значимого события и подготовкой к связанному с ним моторному ответу.
Список публикаций: I. Публикация в журнале по перечню ВАК РФ
1. Медынцев А.А. Характеристики условного негативного отклонения при произвольном и непроизвольном использовании интервалов времени в задаче выбора // Сибирский психологический журнал. 2007. № 26. 44-49.
П. В других изданиях
2. Безденежных Б.Н., Бодунов М.В.,Медынцев А.А., Нескородов Я.Б. РЗОО как показатель содержательной и динамических характеристик в межсистемных отношениях // Психология: современные направления междисциплинарных исследований. М.: МП РАН, 2003. 323-329.
3. Безденежных Б.Н., Бодунов М.В., Медынцев А.А., Нескородов Я.Б. Психофизиологическое изучение межсистемных отношений в структуре деятельности // Ежегодник Российского психологического общества: Материалы П1 Всероссийского съезда психологов: В 8 т. СПб.: СПбГУ, 2003. Т.1. 363-367.
4. Медынцев А.А. Влияние алкоголя на непроизвольное обучение у здоровых людей // Конференция «Психология обучения и экология образовательной среды»: Тезисы докладов. М.: СГУ, 2003. 34-36.
5. Медынцев А.А. Характеристики CNV при произвольном и непроизвольном использовании временного интервала между двумя событиями для организации поведения // Вторая международная конференция по когнитивной науке: Тезисы докладов: В 2 т. СПб.: СПбГУ, 2006. Т.1. 307-309.
6. Александров Ю.И., Медынцев А.А., Безденежных Б.Н. Острое влияние алкоголя на разные уровни организации поведения // Фундаментальные науки - медицине: Тезисы докладов. М.: Фирма «Слово», 2006. 29-30.
Апробация и внедрение результатов Предварительные результаты работы были представлены и обсуждены:
1. Медынцев А.А. Психофизиологические особенности непроизвольного использования времени в задаче выбора. Юбилейная научная конференция, посвященная 100-летию со дня рождения Б.Г. Ананьева. ИП РАН, Москва, 2007.
Устный доклад.
2. Медынцев А.А. Характеристики CNV при произвольном и непроизвольном использовании временного интервала между двумя событиями для организации поведения. Вторая международная конференция по когнитивной науке СПбГУ СанктПетербург, 2006. Стендовый доклад.
3. Медынцев А.А. Психофизиологические особенности произвольного использования времени в задаче выбора. Секция Психофизиологии РПО. ИП РАН, Москва, 2008. Устный доклад.
Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части из пяти глав, обсуждения результатов, выводов и библиографии. Основной текст диссертации изложен на 114 страницах и содержит 3 таблицы, 26 рисунков и 3 графика.
В списке литературы 204 источника, из них 143 на иностранном языке.
Основное содержание работы Во введении обосновывается актуальность, научная новизна и практическая значимость работы, формулируются цели и задачи исследования, описывается методологическая основа и структура диссертации, формулируются основные положения, выносимые на защиту, дается определение используемых терминов.
Теоретическая часть состоит из трех глав. В первой главе приводятся современные представления о терминах «произвольное» и «непроизвольное», а также распространенные экспериментальные методики изучения произвольного и непроизвольного поведения. Во второй главе дается определение терминов «произвольное» и «непроизвольное» использование интервалов времени и описываются методики, в которых наблюдаются произвольное и непроизвольное использование информации интервалов времени в поведении. В третьей главе приводятся современные представления о механизмах оценки времени.
Экспериментальная часть состоит из пяти глав. Четвертая глава содержит описание экспериментальных процедур, выборки испытуемых, методов сбора и анализа данных. В пятой главе описываются методы регистрации и анализа данных. В шестой главе приводятся и обсуждаются результаты изучения влияния физических параметров сигналов на поведенческие характеристики и мозговую активность испытуемых.
В седьмой главе приводятся результаты, полученные в экспериментах, в которых испытуемые использовали информацию о длительности интервалов времени непроизвольно. В восьмой главе приводятся результаты, полученные в экспериментах, в которых испытуемые использовали информацию о длительности интервалов времени произвольно.
Обсуждение результатов состоит из трех глав. В девятой главе обсуждаются основные результаты, полученные в нашей работе. В десятой главе делаются выводы относительно роли фактора времени в организации поведения и особенности организации произвольного и непроизвольного использования информации о времени.
В одиннадцатой главе формулируются основные выводы и положения диссертационной работы.
II. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
Экспериментальные модели, связанные с произвольным и непроизвольным использованием интервалов времени
Примером модели, в которой информация о длительности интервала времени вовлекается в организацию поведения непроизвольно, является так называемая «парадигма S1-S2» (Trillenberg et al., 2000). В этой экспериментальной модели испытуемому предъявляется предупреждающий сигнал (S1), за которым через определенный интервал времени следует сигнал - «цель» (S2), при предъявлении которого испытуемый должен нажать клавишу отчета. Испытуемому не ставится цели по-разному нажимать на клавишу отчета в зависимости от длины интервала времени между сигналами. Однако информация о длительности этого интервала непроизвольно включается в организацию поведения и отражается в скоростных параметрах ответа и связанной с ответом мозговой активностью.
Говоря об изменениях в поведении, характеризующих непроизвольное использование интервалов времени, в первую очередь необходимо упомянуть о влиянии интервалов времени на время ответа. Давно было известно, что время ответа при появлении сигнала — «цели» становится короче, если ему предшествует предупреждающий сигнал (Конопкин, 1980; Наатанен, 1998; Brebner, Welford, 1980; Elbert et al., 1991 и мн. др.). Поэтому в исследованиях особое внимание уделяется именно длине интервала между предупреждающим сигналом и сигналом — «целью» и его роли в организации поведения.
Время ответа при постоянном интервале меньше, чем в ситуации, когда интервалы между предупреждающим сигналом и сигналом — «целью» варьируются (Elbert et al., 1991).
Позднее предпринимались попытки найти оптимальные интервалы времени, которые оказывали бы наибольший эффект на время ответа. Niemi и Naatanen, варьируя длительность интервалов времени между предупреждающим и пусковым сигналами, показали, что максимальный эффект достигается, если интервал времени между сигналами не превышает 1 сек.
В случае более длительных интервалов эффект облегчения ответа уменьшается с увеличением времени (Niemi & Naatanen, 1981). Впрочем, в исследованиях Brebner и Welford (1980) было показано, что эффект уменьшения времени ответа наблюдался не только через 3 сек., но и через 5 сек. Отечественный исследователь О.А. Конопкин, исследуя эту же проблему, показал, что в ситуации, когда испытуемому предъявлялось несколько целевых сигналов и испытуемый должен был отвечать нажатием только одной руки, оптимальные межстимульные интервалы составляют 500-700 мс. Если же испытуемому необходимо было реагировать на два сигнала разными руками, оптимальный интервал составлял примерно 250 мс. Однако автор выразил сомнение в существовании оптимального интервала (Конопкин, 1980). От идеи существования оптимального интервала отказались и другие авторы (Bertelson, 1967; Teichner, 1954; Griffin et al., 2001; Miniussi et al, 1999). Однако факт зависимости между временем ответа и длительностью интервала времени является общепризнанным.
Мозговая активность, связанная с непроизвольным использованием интервала времени между двумя сигналами, отражается в виде условного негативного отклонения (УНО) (Уолтер, 1966). Классическое УНО развивается в интервале времени между предупреждающим сигналом и сигналом - «целью». Как правило, УНО. имеет более высокую амплитуду в передней лобной области. Максимальной амплитуды оно достигает в вертексе (Шагас, 1975). Конфигурация волны зависит от длительности интервала (Loveless et al., 1974). Во многих работах была показана связь УНО со временем ответа. Так, в работе (Hillyard, 1969) было обнаружено, что время ответа при появлении сигнала - «цели» уменьшается с увеличением амплитуды УНО. Корреляционная связь между амплитудой УНО и временем ответа показана также другими исследователями (Уолтер, 1966; Elbert et al, 1991). Произвольное использование интервалов времени
В отличие от экспериментальных моделей, в которых время используется в организации поведения непроизвольно, модели с произвольным использованием времени отличаются большим разнообразием. Еще в 1950 г. Clausen (Clausen, 1950) описал несколько методик, до сих пор использующихся в исследованиях, связанных с интервалами времени: 1. Методика репродукции: испытуемому предлагается воспроизвести длительность сигнала, равную той, которая была предложена ему в качестве эталона. 2. Методика продукции: испытуемый воспроизводит длительность интервала, величина которого определяется словесной инструкцией экспериментатора. 3. Методика вербальной оценки: испытуемый дает оценку длительности предъявляемого интервала с помощью слов.
В психофизиологических исследованиях методика репродукции получила название «парадигма воспроизведения» (Elbert et al., 1991). В работах с использованием этой методики испытуемым предъявляется эталонный интервал времени, а затем предлагается воспроизвести его длительность с помощью двух последовательных нажатий на клавишу отчёта. Другим вариантом методики является выбор идентичного по длительности интервала из нескольких тестовых, которые предъявляются после эталонного (Pfeuty et al., 2003). В некоторых исследованиях испытуемым предлагалась более упрощенная форма: путем сравнения эталонного и тестового интервала определить, длиннее тестовый интервал или короче эталонного (Macar et al., 1999). Интервалы времени могут быть ограничены как двумя отдельными сигналами, так и определенной длительностью предъявления одного сигнала, например звука (Pfeuty et al., 2003) или визуального стимула (Lewis et al., 2003).
Регистрируемые показатели и анализ данных
Электроэнцефалограмма (ЭЭГ) регистрировалось монополярно в ходе всех серий в отведениях F3, F4, РЗ, Р4, установленных по системе 10-20.
Индифферентный электрод устанавливался на мочке уха. Запись фильтровалась в частотах от 0,25 до 750 Гц. Частота дискретизации ЭЭГ была равна 4 мс. В процессе записи сопротивление электродов не превышало 5 кОм. Для контроля артефактов, связанных с движениями глаз, регистрировали вертикальную составляющую электроокулограммы.
Для исследования активности мозга использовался метод выделения связанных с событием потенциалов (далее ССП) (Hoormann et зі., 1998; Fabiani et al., 2000; Гнездицкий, 2004).
Связанные с событием потенциалы обрабатывались отдельно для каждого испытуемого для каждого отведения (F3, F4, РЗ, Р4) и каждого альтернативного сигнала (АС-7 и АС-9). Таким образом, у каждого испытуемого было выделено 8 ССП. Для испытуемых, работавших по методике «произвольного ожидания», дополнительно усреднялись ССП, связанные с верным и ошибочным нажатием.
Усреднение проводилось от предупреждающего сигнала (ПрС). Эпоху анализа составлял отрезок ЭЭГ, начинавшийся за 300 мс до предупреждающего сигнала и заканчивающийся через 1700 мс после предупреждающего сигнала.
Отрезки записи, включавшие артефакты движений глаз, а также другого биологического и технического происхождения, исключались из усреднения. В среднем для усреднения по каждому испытуемому было взято не менее 46 отрезков ЭЭГ.
Клавиша отчета "2" Рисунок 1. Экспериментальная модель задачи двухальтернативного выбора. АС-7 состоит из предупреждающего сигнала и сигнала - «цели» 2, появляющегося на экране компьютера через 700 мс. АС-9 состоит из предупреждающего сигнала и сигнала «цели» 1, появляющегося на экране компьютера через 950 мс после предупреждающего сигнала. В каждой серии АС-7 и АС-9 предъявлялись с равной вероятностью. Для учёта остаточного уровня шума в интервале 100 мс до момента появления предупреждающего сигнала нами проводилось вычитание средней мгновенных амплитуд из каждой эпохи анализа (Гнездицкий, 2004).
В качестве характеристики отчетного действия анализировалось время нажатия на клавишу при появлении сигнала-«цели» (далее «время ответа»). Временем ответа мы считали временной интервал от момента появления сигнала-«цели» до нажатия испытуемым клавиши отчета. Слишком большие (более 1000 мс) и слишком маленькие (менее 100 мс) значения времени ответа исключались из анализа. При вычислении индивидуальных значений времени ответа у каждого испытуемого из анализа исключались значения времени ответа, превышающие 3 стандартных отклонения (Jensen, 1986).
В сериях, где использовалась методика «произвольного ожидания», наряду с временем ответа анализировалась точность ответов, которая выражалась в соотношении правильных и ошибочных нажатий. Статистический анализ результатов проводился с помощью статистического пакета SPSS v. 12.0.
Считается, что разброс значений времени ответа часто имеет ненормальное распределение, и применение методов параметрической статистики возможно только после процедуры нормализации данных (Jensen, 1986). Поэтому в нашем исследовании полученные распределения времени ответа были проверены на нормальность по методу Колмогорова — Смирнова (Сидоренко, 2004; Наследов, 2004). Для дальнейшей статистической обработки использовались непараметрические методы, такие как критерий Вилкоксона и критерий Манна-Уитни (Сидоренко, 2004).
Для анализа точности ответов испытуемых, участвовавших в сериях с применением методики «произвольного ожидания», был использован критерий х Пирсона, при помощи которого экспериментальное распределение правильных и неправильных ответов сопоставлялось с равномерным распределением (50% правильных и 50% неправильных ответов).
При обработке активности мозга анализу подвергались компоненты связанных с событиями потенциалов (далее компоненты ССП), выявленные нами в эпохе анализа. Под компонентом обычно понимается колебание ССП, зарегистрированное при выполнении определенной экспериментальной задачи в определенном временном окне (Fabiani et al., 2000).
При идентификации компонентов одной из важных проблем является определение временного окна компонента (Boxtel, 1998; Hoormann et al., 1998). Часто компоненты неустойчивы и варьируют у разных испытуемых. В таком случае в параметрах временного окна могут использоваться средние данные компонента по всей выборке испытуемых (Hoormann et al., 1998).
В нашей работе применялась следующая методика выделения компонентов: 1. Выделенные ССП у всех испытуемых и во всех методиках подвергались визуальному анализу. Целью анализа было определение компонентного состава ССП и выделение компонент, легко обнаруживаемых визуально у всех испытуемых во всех отведениях, при всех альтернативных сигналах и всех экспериментальных методиках. В нашей работе такими компонентами являлись: НШс (негативный компонент, возникающий через 100 мс после предупреждающего сигнала); - Н1Сц (негативный компонент, возникающий через 100 мс после сигнала-цели); - Н2Сц (негативный компонент, возникающий через 200 мс после сигнала-цели); - ПЗСц (позитивный компонент, возникающий через 300 мс после сигнала-цели); - УНО (условное негативное отклонение, возникающее на интервале времени между предупреждающим сигналом и сигналом - «целью»). 2. Для каждого из этих компонентов у каждого испытуемого в каждом отведении были определены временные окна: время начала развития компонента и время его угасания. 3. На основании этих параметров было получено среднее значение начала развития и угасания каждого из пяти компонентов. 4. Среднее значение было использовано для того, чтобы определить латентный период пика компонента, амплитуду пика компонента и среднюю амплитуду каждого из пяти компонентов в каждом ССП.
Влияние дополнительных факторов на поведение и связанную с ответом активность
Анализ компонентного состава ССП, зарегистрированных в ситуации безальтернативного действия, демонстрирует наличие выраженного условного негативного отклонения в интервале между двумя сигналами и наличие двух негативных пиков во временном окне около 100 мс после предъявления предупреждающего сигнала и сигнала-«цели». Подобный компонентный состав наблюдался у всех испытуемых (рис. 2, 3).
В компонентном составе были отмечены характерные различия конфигураций потенциалов во фронтальных и париетальных отведениях (рис. 4, 5).
Задачей этой части исследования была оценка влияния физических факторов сигнала-«цели» на параметры ССП. Для сравнения был использован дисперсионный анализ, в ходе которого зависимой переменной выступала амплитуда негативного потенциала после предупреждающего сигнала (далее в тексте НШрс) и амплитуда негативного потенциала после сигнала-«цели» (далее в тексте НІСц). В качестве факторов служили: палец (указательный, средний), длина столбика (короткий, длинный) и интервал времени (700, 950 мс). Результаты анализа выявили значительное влияние дополнительных факторов на электрическую активность головного мозга. Для амплитуды потенциала НШрс было обнаружено влияние длины столбика сигнала-щели» (F(7,92) = 11,605; р = 0,0008).
Было обнаружено влияние интервала времени, а также комплексное влияние длины столбика и интервала времени (F(7,92) = 11,330; р = 0,00092) на компонент НІСц (F(7,92) = 7,284; р = 0,0076).
Анализ влияния дополнительных факторов на амплитуду УНО проводился отдельно для интервалов длительностью 700 и 950 мс. «Фактор интервала» при этом не учитывался.
Достоверных отличий влияния «фактора пальца» на параметры УНО обнаружено не было. Для «фактора длины столбика» при интервалах 700 мс различия находились в зоне неопределенности (F (3,96) = 6,264; р = 0,014); при интервалах 950 мс достоверных различий не было обнаружено.
Для выявления особенностей организации произвольного и непроизвольного поведения, связанного с использованием интервалов времени разной длительности, необходимо смоделировать две ситуации, в одной из которых испытуемый использует информацию о длительности интервалов времени непроизвольно, а в другой -произвольно. В нашей работе ситуация непроизвольного использования интервалов времени создавалась с помощью методик «непроизвольного ожидания» и «псевдо безальтернативного действия».
Целью данного исследования было описание характеристик поведения и активности мозга при непроизвольном поведении, связанном с использованием интервалов времени, а также описание процессов, сопровождающих реализацию непроизвольного поведения.
Для достижения этой цели было необходимо решить следующие задачи:
1. Описать характеристики поведения и паттерны электрической активности мозга в ситуациях «непроизвольного ожидания» и «псевдо безальтернативного действия».
2. Выявить особенности организации непроизвольного поведения, связанного с использованием интервалов времени разной длительности.
В этом исследовании была использована модель «непроизвольного ожидания» (подробное описание экспериментальной модели, а также качественный и количественный состав испытуемых представлен в главе 4).
Опрос, проводившийся после экспериментальной сессии, показал, что ни один из испытуемых не заметил различий в интервалах времени.
Для оценки скоростных характеристик ответа было проведено сравнение времени ответа при АС-7 и АС-9. При сравнении значений времени ответа с помощью критерия
Вилкоксона было обнаружено, что время ответа при АС-9 короче (Z = -3,88; р = 0,0001) (табл. 2). Было проведено также сравнение времени ответов на АС-9 и на АС-7, зарегистрированных в ситуации «непроизвольного ожидания» и «безальтернативного действия» (для каждого альтернативного сигнала отдельно). Сравнение с помощью критерия Вилкоксона показало достоверное увеличение времени ответа при предъявлении альтернативных сигналов в ситуации «непроизвольного ожидания» как для АС-7, так и для АС-9 (для АС-7 - Z = -3,921; р 0,01; для АС-9 - Z = - 3,920; р 0,01).
Особенности организации непроизвольного поведения, связанного с использованием интервалов времени разной длительности
В проведенном исследовании было показано:
1. Отсутствие влияния дополнительных факторов на время ответа. В задаче «безальтернативного действия» фактор видимого размера сигнала-«цели» и «фактор пальца» не оказывали влияния на время ответа. Это дало нам возможность не учитывать эти влияния в последующих исследованиях. Необходимо отметить, что влияние длины интервала времени в ситуации предъявления АС-7 и АС-9 при использовании данной методики также не выявлено.
2. Отсутствие значимого влияния дополнительных факторов на амплитуду УНО. Для УНО при интервале 950 мс такое влияние отсутствует, для УНО при интервале 700 мс оно находится в «зоне неопределенности» 0,05 р 0,01 (Ермолаев, 2002). Это позволило не учитывать влияние этих факторов в последующих исследованиях.
3. Компонентами ССП, чувствительными к влиянию дополнительных факторов, оказались НШрс и Н1Сц. Компоненты НШрс и Н1Сц по времени появления и знаку могут быть отнесены к «ранним» компонентам и соотнесены с известным в литературе компонентом HI - негативным потенциалом, возникающим через 100 мс после предъявления сигнала (Наатанен, 1998; Fabiani et al., 2000).
Тот факт, что оба компонента оказались чувствительны к влиянию дополнительных факторов, вынудило нас исключить их из анализа в последующих исследованиях. Вместе с тем, ряд результатов, полученных нами в исследовании, требует обсуждения.
Первым таким результатом является обнаруженная чувствительность компонента НШрс к визуальной характеристике сигнала-«цели». Чувствительность ранних компонентов ССП к физическим параметрам сигналов давно описана в литературе. Существует ряд работ, в которых показано влияние физических параметров сигнала на компонент HI (Наатанен, 1998; Herrmann et al., 2001). Например, в работе Johannes et al. (1995) было показано, что ранние компоненты ССП, возникающие через 100 мс после предъявления стимула-«цели», HI и ПІ , зависят от яркости сигнала (Johannes et al., 1995). Однако, в нашем исследовании компонент НШрс является «ранним» не для сигнала-«цели», а для предшествующего ему предупреждающего сигнала.
Вторым результатом, требующим обсуждения, является найденная зависимость амплитуды Н1Сц от интервала времени.
В литературе имеются данные о влиянии длительности предшествующего интервала на амплитуду НІ сигнала-«цели». Так, известно, что в ситуации, когда визуальные сигналы предъявляются через разные интервалы времени, амплитуда комплекса HI — П2 меньше при коротких временных интервалах, чем при длинных (Wastell et ah, 1980; Wastell et al., 1982). В этих работах влияние интервалов времени объясняется временной неопределенностью, так как, по мнению Wastell с коллегами при длительных интервалах между сигналами значительно труднее предсказать момент появления стимула, чем при коротких интервалах. Однако, в ситуации, смоделированной в нашем исследовании, когда после предупреждающего сигнала через фиксированный интервал времени со стопроцентной вероятностью предъявляется один и тот же сигнал-«цель», о влиянии какой - либо неопределенности говорить не приходится. Чем же объясняется получение таких результатов?
Общепризнанным является тот факт, что любому действию предшествует моторная подготовка. Так, показано, что любому моторному ответу предшествует избирательная активация мозговых структур, связанных с будущим ответом (Наатанен, 1998). Моторный потенциал, который возникает перед любым движением, напрямую связывается с процессами подготовки (Шагас, 1975; Fabiani et al., 2000).
В нашей экспериментальной модели смена внешних событий (появление сигналов) происходит закономерно, через постоянный интервал времени, и при предъявлении одного из них требуется произвести одно и то же отчетное действие. Это позволяет испытуемому прогнозировать появление сигналов-«целей» и заблаговременно к ним подготовиться. Существуют данные, что такая подготовка может находить отражение и в «ранних» компонентах ССП. Например, в работе Schafer et al. (1973) регистрировались ССП, связанные с предъявлявшимися испытуемому слуховыми и визуальными стимулами. При этом часть предъявлений инициировалось компьютером, а часть осуществлялась самим испытуемым с помощью нажатия на кнопку. Было показано, что амплитуда HI была меньше при активности испытуемого по сравнению с автоматическим предъявлением.
Исходя из всего вышесказанного, мы можем предположить, что в амплитуде НШрс, также как и в амплитуде Н1Сц, нашли свое отражение процессы подготовки к будущему отчетному действию. В силу того, что отчетные действия при сигналах АС-7 и АС-9 были разными, это различие нашло свое отражение и при подготовке к отчетному действию.
Полное и подробное обсуждение того, какие процессы осуществляются при подготовке к отчетному действию, будет представлено в следующих главах, поэтому здесь мы не будем детально касаться этого. Отметим лишь, что полученные нами результаты показывают, что при работе испытуемого в использованной экспериментальной модели после появления предупреждающего сигнала и до появления сигнала-«цели» осуществляется подготовка к отчетному действию. При этом параметры подготовки находят отражение в ССП.
Таким образом, на основании полученных результатов можно сделать следующие выводы:
1. Дополнительные факторы, такие как визуальные параметры сигнала-«цели» и то, каким пальцем осуществлялось нажатие, не влияют на время ответа. Это позволило исключить влияние этих факторов в дальнейших исследованиях.
2. Среди компонентов ССП наиболее чувствительными к посторонним факторам являются НШрс и Н1Сц. Это явилось причиной исключения этих компонентов из анализа в дальнейших исследованиях.
3. При работе испытуемого в рамках выбранной экспериментальной модели после появления предупреждающего сигнала и до появления сигнала-«цели» осуществляется подготовка к отчетному действию. Процесс подготовки отражается в ССП.
Похожие диссертации на Системная организация поведения при произвольной и непроизвольной оценке интервалов времени разной длительности
