«Определение и свойства внимания с физиологической точки зрения»
Цели работы:
1. Знакомство с методом регистрации ВП человека.
2. Исследование компонентов зрительных ВП и когнитивного ВП (P300) человека.
3. Знакомство с методикой «одд-долл».
!! Прочитайте внимательно предлагаемый материал перед выполнением практической работы
Классическим способом электрофизиологического изучения процессов, происходящих в мозге, является метод вызванных потенциалов. Этот метод возник в 50-х гг. XX в., почти на 20 лет позже ЭЭГ. Разработал метод регистрации ВП английский ученый Даусон (Dawson), адаптировав технику когерентного синхронного накопления, применяемую в радиолокации, для «детектирования слабых сигналов мозга». Метод ВП основан на регистрации вызванной электрической активности головного мозга, возникающей в ответ на экзогенное событие (подача внешнего стимула - зрительного, слухового, чувствительного) или в связи с какими-либо эндогенными событиями в головном мозге, связанными с опознанием, ожиданием, принятием решения, инициацией двигательного ответа. В соответствии с этим ВП часто разделяют на экзогенные и эндогенные.
Сегодня метод регистрации ВП является одним из ведущих в изучении ряда важнейших функций мозга в норме и патологии, используется для тестирования состояния различных сенсорных систем и получения данных о функциональной организации нервной системы.
Использование ВП в клинической практике помогает проводить диагностику и прогнозировать развитие таких заболеваний как инсульт, опухоли головного мозга, рассеянный склероз и пр. Особенно эффективен метод ВП в тех случаях, когда контакт с пациентом затруднен, например, при обследовании маленьких детей, при исследовании больных с нарушениями сознания.
ВП регистрируют с помощью электродов и усилителей, применяемых для записи ЭЭГ. В результате вызванные стимулом колебания потенциала регистрируются на фоне спонтанной электрической активности мозга. Поскольку амплитуда ВП во много раз меньше амплитуды ЭЭГ, одиночные вызванные ответы на действие стимула чаще всего не различимы. Выделение ВП также затрудняется при наличии артефактов (например: напряжение мышц, движения глаз.
Для того чтобы выделить вызванный сигнал из шума (ЭЭГ и артефакты), обычно используют две методики: синхронного накопления и синхронного усреднения. Обе эти методики основываются на том, что многократное повторение стимула вызывает повторную аналогичную реакцию, тогда как спонтанная активность и другие колебания, относящиеся к шуму, являются случайными.
Суть методики синхронного накопления заключается в том, что отрезки ЭЭГ, следующие за подачей каждого стимула, суммируются по амплитуде. В результате колебания ВП, связанные со стимулом, накапливаются синфазно и дают прирост амплитуды. Колебания спонтанной ритмики при суммации попадают друг относительно друга в случайную фазу и увеличиваются по амплитуде значительно медленнее.
Методика синхронного усреднения состоит не только в сложении амплитуд ответов, но и в последующем их делении на число суммаций. В современных устройствах используется чаще всего эта методика.
Рис.1. Локализация источников Р300 в мозге
Одна из распространенных методик для изучения селективного внимания на людях и на животных получила несколько необычное и трудно переводимое на русский язык название «одд-болл», или «парадигма необычного стимула» (англ. «oddball»). Впервые эта методика была применена в электрофизиологическом эксперименте на людях С.Саттоном в 1965 г.; она специально разработана с учетом условий, необходимых для изучения вызванных потенциалов в ЭЭГ.
Методика выполнения работы:
Вызванные потенциалы регистрируют на фоне спонтанной электрической активности мозга (ЭЭГ) при помощи электроэнцефалографической установки «Реокор».
Регистрацию электроэнцефалографии осуществляют монополярно, с помощью энцефалографических отведений, установленных в соответствии с международной схемой 10-10%. В качестве референтного электрода используют ушной электрод (А2).
1.Испытуемому предъявляются 2 звуковых стимула, различающихся по высоте звукового тона. Звуковые стимулы подбираются индивидуально для каждого испытуемого. Стимулы подаются в соответствии с методикой одд-болл, т.е. объекту исследования в случайном порядке предъявляют последовательность из двух стимулов, причем вероятность появления одного стимула существенно ниже, чем другого (1:4). Квазислучайная последовательность стимулов строится таким образом, чтобы два редких («целевых») стимула никогда не следовали непосредственно друг за другом, а частые («стандартные») стимулы всегда повторяются несколько раз подряд
. … S2, S2, S2 посл, S1, S2, S2, S2, S2 посл, S1, S2, …
Рис 2. Пример фрагмента последовательности стимулов при реализации одд-болла.
S 1– редкий (значимый, девиантный) стимул, S2 – частый (незначимый,
стандартный), S2 посл,- последний стимул в непрерывной последовательности частых
стимулов, вслед за которым идет редкий стимул.
2.Испытуемому дается задание нажимать на кнопку в ответ на предъявление редкого, более высокого по тону стимула. Выполнение задачи требует большой концентрации внимания и интеллектуального напряжения.
3. После выполнения задачи, с испытуемого снимаются электроды.
4. Постройте кривые ВП (Пример рис.3)
Рис 3. На рисунке представлены результаты регистрации Р300 в различных отведениях по поверхности головы в соответствии со схемой 10-20 %. Голова изображена схематически, на ней отмечены нос (вверху) и уши (слева и справа). Потенциал Р300 хорошо выражен в центральных, теменных, некоторых лобных и височных отведениях в виде отклонения красной линии вниз (в центральных отведениях обозначен желтым прямоугольником).
5. Проанализируйте наличие или отсутствие на записи когнитивного потенциала Р300.
Подведите итоги проведенного исследования в теради.
Контрольные вопросы:
1. Что представляет метод регистрации ВП?
2. Какие бывают вызванные потенциалы?
3. Объясните связь внимания и ВП.
Рефлексия. Оцените работу на практическом занятии, используя методику «Свет молнии».
Основная литература:
1. Ананьев Б.Г. Психологическая структура человека как субъекта деятельности / Б.Г. Ананьев // Человек и общество. – Л., 1967.
2. Гуревич К.М. Дифференциальная психология и психодиагностика. Избранные труды / К.М. Гуревич. – СПб.: Питер, 2008. – 336 с.
4. Практикум по общей экспериментальной и прикладной психологии / под ред. А.А. Крылова, С.А. Маничева. – СПб., 2000. – 559 с.
Дополнительная литература:
2. Гусельников В.И. Электрофизиология головного мозга (курс лекций). М.: Высшая школа, 1976. 423 с.
3. Зенков Л.Р. Клиническая электроэнцефалография с элементами эпилептологии. Таганрог: Изд-во Медиком–Лтд., 1996. 358 с.
4. Кулаичев А.П. Компьютерная электрофизиология. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Изд-во МГУ, 2002. 380 с.
