ИСТИНА

Одно из направлений общепсихологических исследований за отчетный период - проработка методических аспектов исследования феномена слепоты к изменению (‘change blindness’). В ходе эмпирического исследования изучалась роль стимульных параметров в решении зрительной задачи на поиск изменений в 2D-условиях. В хронометрическом эксперименте варьировались следующие параметры зрительных стимулов: количество объектов, их расположение в пространстве стимула, форма объектов, включение нового объекта, привлекающего внимание, а также различные типы изменений отдельного объекта – появление / исчезновение, сдвиг, изменение цвета и формы. Результаты показали, что выраженность феномена слепоты к изменению (время поиска изменений в «мерцающих» изображениях) зависит от количества объектов, характера их расположения в пространстве стимула (структурированное или случайное) и типа изменения (наиболее сложным типом изменения оказалось изменение цвета). Полученные результаты позволяют при проведении экспериментов по изучению феномена слепоты к изменению с использованием технологий виртуальной реальности создавать стимульные паттерны требуемой степени сложности, и, таким образом, проверять более широкий круг гипотез о роли психологических механизмов пространственного внимания, привлекаемых для объяснения этого феномена. В 2014 г. закончено экспериментальное исследование влияния рабочей памяти, концентрации и распределения внимания на скорость и точность поиска изменений в изложенной выше парадигме «слепота к изменению». Исследование проведено на выборке 93 испытуемых с использованием батареи нейропсихологических тестов Cantab. Еще одно важное направление общепсихологических исследований за отчетный период - изучение когнитивных процессов с использованием современных технологий виртуальной реальности и регистрации движения глаз, приобретенных на средства Программы развития МГУ имени М.В. Ломоносова до 2012 года. Исследования велись по нескольким направлениям, включающим изучение процессов формирования когнитивных карт пространства в виртуальном лабиринте, процессов нарушения вестибулярной системы на выборке спортсменов–фигуристов, а также изучение индивидуальных особенностей движения глаз при наблюдении изображений различной сложности. По первой теме были проведены экспериментальные исследования влияния негативных эмоций на процессы формирования пространственных представлений при прохождении виртуального лабиринта. Показано, что в ситуации переживания негативных эмоций размеры воспринимаемого пространства уменьшаются. Также были выявлены 3 различных типа отображения воспринимаемого пространства (карты-схемы, карты-пути и смешанный тип) и изучены гендерные предпочтения использования указанных типов отображений. По второй теме были изучены особенности формирования вестибулярных нарушений, которые инициировались при помощи переживания иллюзии векции, возникающей в виртуальной движущейся среде. Для оценки нарушений была разработана комплексная методика, включающая бальную оценку негативных последствий иллюзии векции, а также анализ движений глаз (числа фиксаций и амплитуды саккад) во время переживания иллюзии векции. Показано, что предложенная методика является эффективной для оценки нарушений вестибулярной функции и может использоваться для тестирования профессиональных способностей фигуристов. По третьей теме были исследованы особенности микро движения глаз при наблюдении изображений различной сложности. Основной особенностью данного исследования являлось применение современных математических методов фрактального анализа для изучения микродвижений глаз. Показано, что можно выявить математический показатель (фрактальная размерность процесса движения глаз), отражающий индивидуальные особенности считывания информации. В рамках темы «Когнитивные процессы и функциональные состояния: психофизиологический анализ» в отчетный период проведен комплекс научно-исследовательских работ по изучению психофизиологических механизмов различных когнитивных процессов и функциональных состояний. Тематика выполненных работ охватывала ряд актуальных проблем в области теоретической и прикладной психофизиологии и включала различные темы НИР, выполняемые студентами и аспирантами кафедры под руководством ведущих сотрудников. Шесть тем НИР были профинансированы грантами РГНФ и РФФИ, в трех темах, финансируемых ФЦП, сотрудники кафедры принимали активное участие. В качестве ведущих научных подходов к изучению нейрональных и психофизиологических процессов и состояний использовались, разработанные на кафедре подходы: «Человек, нейрон, модель», «Принцип векторного кодирования информации в нейронных сетях». В рамках данных подходов был проведен цикл исследований на клеточном, психофизическом, психофизиологическом и поведенческом уровне. На клеточном уровне продолжены работы по изучению влияния висцеральной электростимуляции на фоновую электрическую активность нейронов, отвечающих за пассивно-оборонительное поведение моллюска и определению влияния монодиет, отличающихся по содержанию метаболического предшественника серотонина (триптофана) на поведение и функциональное состояние животного. На психофизическом и психофизиологическом уровнях проведены серии исследований по изучению механизмов когнитивных процессов. Методами вызванных потенциалов (ВП) мозга и методами психофизики проводились экспериментальные исследования психофизиологической модели вычисления перцептивных эмоциональных различий в нейронных сетях. Многомерное шкалирование амплитуд ВП выявило две Декартовы координаты, прямо коррелирующие с координатами «активация» и «нейтральность» эмоциональной гиперсферы, основанной на субъективных различиях. Показано, что информация об интенсивности эмоций проводится на ранних этапах перцептивного анализа лицевых экспрессий. 2-х канальный модуль, кодирующий интенсивность лицевых экспрессий, преимущественно обнаруживается в затылочных и нижневисочных областях мозга. Полученные данные о связи раннего негативного компонента амплитуд ВП с интенсивностью эмоциональных выражений лица рассматриваются с позиций векторного кодирования информации в нейронных сетях. Исследования принципов модульной организации зрительной системы человека и животных, сформулированные Соколовым Е.Н. и Измайловом Ч.А., были продолжены в работах по изучению принципов объединения детекторных механизмов (модулей) восприятия при формировании предметного образа. Результаты проведенных экспериментов подтверждают наличие в зрительной системе двух механизмов: различения и категоризации. Каждый из этих механизмов включает три уровня обработки. Первый уровень осуществляется набором двухканальных модулей, которые являются исходным материалом для обоих механизмов. Первоначально осуществляется детекция физических характеристик светового потока. Исследования сетчатки лягушки показали, что двухканальные модули детектируют особенности временной и пространственной организации светового потока, на которых, соответственно, основано обнаружение нового стимула и измерение различий между стимулами. Эти результаты и результаты психофизических экспериментов подтверждают использование двухканальных модулей для детектирования хроматических и ахроматических характеристик излучения и границ между участками видимого поля. На втором уровне двухканальные модули объединяются в многоканальные нейронные сети, выбор способа их объединения определяется механизмом обработки изображения. Экспериментально было показано, что различение связано с аддитивным объединением модулей, а категоризация – с неаддитивным объединением. Исследование роли «конфигуративных» характеристик стимула в зрительном восприятии выявило, что модели конфигураций стимулов, в которых изменения физических параметров носят градуальный характер и демонстрируют участие сходных принципов обработки. В качестве субъективных характеристик конфигурации выступает величина угла между элементами изображения и ориентация его в видимом поле. Эти характеристики выявляются на основе активации таких нейронных каналов, которые анализируют вертикальность, горизонтальность, наклон элементов. Они являются основными элементами (предетекторами) нейронных сетей, использующихся для распознавания конфигураций. При объединении этих нейронов в двухканальные сети происходит их преобразование, что сказывается на появлении таких физических характеристик, как «крестообразность» (наличие-отсутствие пересечений) и «асимметричность» (одинаковость-несхожесть частей). Особенности полученных моделей связаны со способом комбинации элементов. Исследование зрительного восприятия и категоризации объектов с вариативной формой позволило выяснить, что процессы категоризации объекта и вида его трансформации, заданные инструкцией, протекают по-разному с точки зрения мозговых механизмов. Структуры, активность которых значимо различна на всем интервале анализа в зависимости от задачи (в основном, фронтальная кора), по-видимому, отвечают за «преднастройку». Некоторые структуры, активность которых различается в сериях в основном, на средних интервалах времен, вероятно, отвечают за выделение значимых признаков, необходимых для правильного отнесения объекта к той или иной категории (структуры височной доли, левая средняя затылочная извилина). По теме «Психофизиология семантических процессов» продолжены исследования мозговых механизмов понятийного опосредования когнитивных функций, феномена сознания, процессов формирования, удержания и ментальной трансформации сознательного образа. Исследование интеграции последовательных событий в единый образ в слуховой модальности на примере пороговой области слияния щелчков в тон, показало, что активность мозговых структур на физически одинаковые стимулы значимо различается в зависимости от того, воспринимаются ли они как последовательность отдельных событий или как симультанный образ тона низкой частоты. При этом описана тоническая и фазическая активность, связанная с интеграцией последовательных событий в единый образ. Данная активность проявляется в таких структурах мозга как базальные ганглии, височная кора, мозжечок, лобная кора. Обнаружено циркулирующее возбуждение между базальными ганглиями, височной корой, лобной корой с возвратом в височную кору с периодичность 100 мс. Продолжена разработка авторского «Метода микроструктурного анализа осцилляторной активности мозга», базирующегося на пейсмекерной гипотезе ритмогенеза электрической активности мозга. Представлены результаты его применения для изучения мозговых механизмов реакции антиципации, целенаправленного внимания, когнитивных процессов в экспериментах с рабочей памятью, которые демонстрируют эффективность метода для изучения психофизиологических механизмов когнитивной деятельности человека. Полученные результаты позволяют конкретизировать представления о модели рабочей памяти. Если на этапе восприятия стимула с запоминанием доминировала активность во фронтальной коре, то на этапе сохранения следов памяти возникает взаимодействие фронтальной коры с височной, теменной и зрительной корой, которое носит периодический характер. Их совместная активность регулярно появляется и исчезает. Периодический характер процесса указывает на многократное воспроизведение информации, которое обычно связывают с фонологической петлей. Но тот факт, что совместная активность генераторов охватывает кроме фронтальной коры височные, теменные и зрительные зоны, говорит о более сложном процессе, который включает актуализацию следов кратковременной и долговременной памяти, хранящихся в этих зонах коры. Активная работа памяти на этом этапе подтверждена кластерным анализом. Новизну содержат результаты о принципиальном различии опознания целевого и дифференцировочного стимулов. При опознании дифференцировочного стимула выявлен более высокий уровень мозговой активности, охватывающий многие структуры мозга в сравнении с целевым стимулом. Выявлены две когнитивные операции, которые обычно не связывают с основными функциями рабочей памяти, но которые сильно влияют на ее результаты. Это категориальное научение и формирование антиципации, ожидания, или предвидения. В исследованиях на поведенческом уровне в отчетный период реализован комплекс психофизиологических исследований, посвященных разработке технологий по использованию методов биологической обратной связи (БОС) для формирования отдельных профессионально важных качеств спортсменов. В ходе экспериментальных исследований было установлено, что в результате проведения БОС-тренингов, направленных на обучение произвольной регуляции отдельных диапазонов ритмической активности мозга, происходит ряд серьезных модификаций в активации нейрофизиологических механизмов, обеспечивающих процессы регуляции и контроля отдельных интегральный профессионально важных качеств (ПВК) – стрессоустойчивости, произвольной релаксации, произвольной концентрации и мобилизации внимания. Это проявляется в изменении соотношений основных ритмов ЭЭГ и изменении интегрального характера взаимоотношений между различными областями мозга, отражающих работу психофизиологических механизмов данных ПВК. На поведенческом и психофизиологическом уровнях результаты тренингов с использованием БОС проявляются в виде систематического улучшения поведенческих показателей этих ПВК – стрессоустойчивости, произвольной релаксации, концентрации, распределении и продуктивности внимания. Увеличивается также скорость переработки информации и повышается эффективность контроля импульсивности поведения. В целом, результаты проведенных исследований по использованию БОС для формирования отдельных профессионально важных качеств (ПВК) свидетельствуют об эффективности данного метода и возможности его практического применения в профессиональном спорте.

В ходе выполнения НИР в рамках приоритетного научного направления «Инновационные методы и высокие информационные технологии в фундаментальных и прикладных психологических исследованиях когнитивных процессов и нейронауках» получены следующие основные результаты: I По теме «Когнитивные процессы и функциональные состояния: общепсихологический анализ»: 1 В ходе исследований феномена «слепоты к изменению» установлено, что: • чем больше уровень концентрации внимания (способность к сосредоточению), тем меньше ошибок совершают испытуемые при поиске изменений; • при высокой способности к распределению внимания уменьшается среднее время верной детекции наличия или отсутствия изменения, то есть, снижается выраженность феномена слепоты к изменению; • эффект уменьшения времени поиска изменений варьирует в зависимости от сложности выполняемой задачи; • чем меньше время опознания целевого стимула, тем больше ошибок совершают испытуемые при поиске изменений, особенно при появлении / исчезновении и сдвиге одного из объектов; • чем меньше ошибок совершают испытуемые при опознании целевого стимула, тем меньше ошибок совершают испытуемые при поиске изменений, особенно при появлении/исчезновении и сдвиге одного из объектов. Таким образом, экспериментально установлено, что рабочая память, распределение и концентрация внимания оказывают влияние на степень выраженности феномена «слепота к изменению». 2 В исследованиях формирования когнитивных карт пространства в виртуальном лабиринте установлено, что: • общее время прохождения лабиринтов остается постоянным и зависит, предположительно, от индивидуальных особенностей восприятия динамической оптической информации в виртуальной среде; • резкое увеличение времени прохождения комнаты, где впервые предъявлялся звук, связано с эффектом новизны, в результате которого активизируется ориентировочный рефлекс, оказывающий тормозящее воздействие; • наиболее пугающее воздействие оказывал звук «женский крик», который является биологически значимым видовым сигналом для человека, наименьшее – культурно-обусловленный звук «сирена»; • в субъективных самоотчетах половина испытуемых отмечали, что комнаты со звуками кажутся меньше, подтверждая, что искажения воспринимаемого пространства представлены на сознательном уровне; • площади комнат с пугающими звуками воспринимаются меньше комнат без звука, подтверждая тем самым, что аффективные факторы влияют на процессы адекватного формирования ККП; негативные эмоциональные состояния приводят к эффектам уменьшения воспринимаемого пространства; • выделены 3 типа отображения ККП лабиринта: «карта-путь», отображающую последовательность прохождения лабиринта, «карта-обозрение», отображающую вид лабиринта сверху, и гибридный тип, где карта имеет сочетание признаков первых двух типов. 3 В исследованиях нарушений вестибулярной системы на выборке спортсменов-фигуристов показано, что предложенный метод оценки нарушений вестибулярной функции по показателям движений глаз оказался эффективным. Были выявлены усиленные движения глаз спортсменов по сравнению с движениями глаз нетренированных испытуемых в условиях движущейся объёмной зрительной стимуляции. Это свидетельствует о том, что спортсмены-фигуристы в силу профессионального развития данной функциональной системы демонстрируют более активное использование механизма глазодвигательного нистагма для компенсации вестибулярных нарушений. Они непроизвольно совершают движения глазами для стабилизации взгляда и уменьшения чувства потери равновесия даже в условиях инструкции неподвижно удерживать взгляд на мигающей фиксационной точке. Задача усовершенствования работы вестибулярной функции при помощи тренировок эффективно может быть решена при помощи систем виртуальной реальности, позволяющих имитировать различные способы нарушений вестибулярной функции, а также тестировать выполнение спортсменом сложных движений в режиме реального времени. В совокупности с учётом разработанного нами количественного метода диагностики сформированности вестибулярной функции, эти системы могут эффективно использоваться для спортсменов разных возрастов. Особенно их использование актуально для тестирования детей, проходящих профессиональный отбор, поскольку позволяет оценить способность к редукции сенсорного конфликта без совершения специальных физических нагрузок и проб. С учётом развития HMD технологий виртуальной реальности можно говорить о разработке потенциально более эффективных и быстрых способов диагностики профессионально важных качеств у спортсменов. 4 В результате исследований особенностей микродвижений глаз при наблюдении изображений различной сложности получены следующие основные результаты: • разработан метод анализа последовательности перемещений взора в пространстве и времени, состоящей из чередования фиксаций и саккад, основанный на применении современных статистических и фрактальных алгоритмов анализа данных; • предложена процедура расчета фрактальной размерности по Минковскому (MFD) траектории движения глаз в области фиксаций и саккад; • показано, что фрактальная размерность в малой степени зависит от типа изображения (фрактал, пейзаж или волна), а также от ракурса его наблюдения (00, 450,..,3150); • показано, что фрактальная размерность сильно варьирует в зависимости от конкретного наблюдателя, а также от типа движений глаз – фиксаций или саккад; • полученные результаты позволяют предположить, что значение фрактальной размерности может использоваться в качестве количественной меры стратегии движения глаз конкретного наблюдателя; данная мера отражает скорее эндогенные (внутренние), а не экзогенные (связанные с особенностями стимуляции) характеристики восприятия; кроме того, она позволяет сравнивать особенности стратегий рассматривания изображений у нескольких наблюдателей. II По теме: «Когнитивные процессы и функциональные состояния: психофизиологический анализ»: 1. разработаны новые методы изучения нейрональных механизмов подкрепления поведенческих реакций на моделях простой нервной системы; 2. предложены и апробированы новые методы микроструктурного анализа осцилляторной активности мозга и интегральной диагностики функциональных состояний; 3. разработаны новые психофизиологические технологии аппаратной коррекции психоэмоциональных нарушений различного генеза; 4. сформулированы основные принципы и подходы к изучению механизмов действия систем обратных связей в процессе формирования адаптивных и дезадаптивных типов поведения; 5. предложены варианты психофизиологического анализа частных семантических связей для построения многоуровневых моделей субъективных пространств; 6. разработана и экспериментально апробирована методология изучения многомерной структуры чувственной ткани сознания в парадигме векторной психофизиологии; 7. получены экспериментальные данные об эмоциональных характеристиках названий эмоций русского языка, позволяющие описать прототипические и индивидуально-специфические характеристики эмоциональных выражений лица в субъективном семантическом пространстве названий эмоций; 8. выполнен цикл теоретических работ по исследовательской программе «Историко-эволюционный синтез: парадигма развития разнообразия в биологических, социальных и метальных системах».