научная статья по теме ИЗМЕНЕНИЯ БЕТА-РИТМА ПРИ ВЫРАБОТКЕ УСТАНОВКИ НА ЭМОЦИОНАЛЬНОЕ ВЫРАЖЕНИЕ ЛИЦА В УСЛОВИЯХ УДЛИНЕНИЯ ВРЕМЕНН ГО ИНТЕРВАЛА МЕЖДУ ЦЕЛЕВЫМ И ПУСКОВЫМ СТИМУЛАМИ Биология

Текст научной статьи на тему «ИЗМЕНЕНИЯ БЕТА-РИТМА ПРИ ВЫРАБОТКЕ УСТАНОВКИ НА ЭМОЦИОНАЛЬНОЕ ВЫРАЖЕНИЕ ЛИЦА В УСЛОВИЯХ УДЛИНЕНИЯ ВРЕМЕНН ГО ИНТЕРВАЛА МЕЖДУ ЦЕЛЕВЫМ И ПУСКОВЫМ СТИМУЛАМИ»

ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2013, том 63, № 4, с. 460-469

ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (ПСИХИЧЕСКОЙ) ^^^^^^ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА

УДК 612.822.3

ИЗМЕНЕНИЯ БЕТА-РИТМА ПРИ ВЫРАБОТКЕ УСТАНОВКИ НА ЭМОЦИОНАЛЬНОЕ ВЫРАЖЕНИЕ ЛИЦА В УСЛОВИЯХ УДЛИНЕНИЯ ВРЕМЕННОГО ИНТЕРВАЛА МЕЖДУ ЦЕЛЕВЫМ

И ПУСКОВЫМ СТИМУЛАМИ

© 2013 г. И. А. Яковенко, Е. А. Черемушкин, М. К. Козлов

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук, Москва, e-mail: irinayakovenko@mail.ru Поступила в редакцию 23.10.2012 г. Принята в печать 11.02.2013 г.

На 35 здоровых взрослых испытуемых на основе вейвлет-преобразования исследовались изменения параметров бета-ритма при выработке установки на лицевую экспрессию в условиях нагрузки на рабочую память в виде удлинения интервала между целевым и пусковым стимулами до 8 с. Анализировали мощность бета-ритма: средний уровень и максимумы коэффициента вейвлет-преобразования. По числу ошибок опознания испытуемые разделились на три группы: от 1 до 5, от 5 до 30 ошибок и группа испытуемых с безошибочным опознанием лицевой экспрессии. Группа с безошибочным опознанием характеризовалась высокими значениями среднего уровня коэффициента вейвлет-преобразования бета-ритма на протяжении всего эксперимента, высокими показателями максимумов коэффициента вейвлет-преобразования бета-ритма на первом односекундном межстимульном интервале; наибольшим латентным периодом максимумов на стадии формирования, преобладанием максимумов коэффициента вей-влет-преобразования бета-диапазона в левом полушарии по сравнению с правым. У испытуемых с ошибочным опознанием наблюдались более низкие значения среднего уровня коэффициента вейвлет-преобразования, максимумов коэффициента вейвлет-преобразования и их латентных периодов на стадии формирования установки. У испытуемых этих двух групп по показателю максимумов коэффициента вейвлет-преобразования преобладало правое полушарие.

Ключевые слова: лицевая экспрессия, когнитивная установка, рабочая память, вейвлет-преобра-зование, бета-ритм, полушарная асимметрия, внимание.

Beta-rhythm Parameters Changes during Cognitive Set to Emotional Facial Expression with Supplemented Long-Time Interval between a Warning and a Target Stimulus

I. A. Yakovenko, E. A. Cheremushkin, M. K. Kozlov

Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology, Russian Academy of Sciences. Moscow,

e-mail: irinayakovenko@mail.ru

Beta-rhythm parameters during cognitive set to emotional facial expression were investigate in 35 healthy adults. Formation of the set was supplemented long-time interval (8 c) between a warning and a target stimulus. Rhythmical component of EEG were revealed using wavelet functions. Maximum and mean levels of wavelet coefficient (WLC) in the beta-rhythm were analyzed. We obtained 3 groups of subjects depend on mistakes of recognition facial expression. Group with correct recognition had high WLC mean level during the experiment, WLC maxima during first second of inter-stimulus interval, large latency of WLC maxima during the stage forming and predominance level WLC maxima in the left hemisphere. Two groups of subjects with mistakes in recognition had low WLC mean, maxima and their latency during set forming. Right hemisphere (WLC maxima) dominated in these groups.

Keywords: facial expression, cognitive set, working memory, wavelet-transformation, beta-rhythm, hemispheric asymmetry, attention.

DOI: 10.7868/S0044467713040114

Высшие психические функции, такие как внимание, память, обучение, а также явление прайминга характеризуются изменениями биоэлектрической активности, в частности бета-ритма [9, 12, 17, 19, 21]. В настоящее время взгляд на происхождение бета-ритма несколько изменился. В работах на животных показано, что бета-ритм может иметь не только корковое происхождение, но и быть связан с активностью гиппокампа, неспецифических ядер таламуса, базальных ганглиев и обонятельной луковицы [22].

Бета-ритм изменяется при формировании и действии установки на эмоциональное выражение лица [5]. Установка относится к разряду неосознаваемых явлений, которые формируют состояние готовности к определенной деятельности. В настоящее время показано, что установка в определенной мере определяется взаимодействием "bottom-up" и "top-down" мозговых процессов [1, 2, 11]. Авторы предполагают, что активность бета-потенциалов увеличивается, если сохраняется текущая когнитивная установка, и уменьшается при смене установки вследствие появления нового события [11]. Согласно их данным бета-ритм может усиливаться при решении задач, вовлекающих эндогенные top-down компоненты, и уменьшаться, когда поведенческий ответ испытуемого в большей мере определяется экзогенными bottom-up факторами. Выдвигается гипотеза о функциональной роли бета-активности, которая заключается в том, что бета-ритм связан с длящейся когнитивной установкой и преобладанием эндогенных top-down влияний, которые превышают эффект нового, неожиданного, внешнего события [11]. Изучение других ритмических составляющих ЭЭГ показало увеличение синхронизации альфа-ритма между дорзолатеральной лобной и височной областями правого полушария при действии установки на лицевую экспрессию [3]. Авторы рассматривают этот факт в качестве функциональных условий для облегчения нисходящих потоков импульсов из лобной в височную кору. Эти нисходящие влияния и приводят к иллюзорному восприятию. Угашение установки осуществляется за счет восходящего сенсорного потока нервных импульсов [2]. В работах [13, 14] показано, что сложная когнитивная система, позволяющая нам ориентироваться в пространстве, времени и окружающей среде, базируется на синхронизации альфа-ритма, отражающей top-down процес-

сы. При этом альфа-ритм может быть связан с top-down процессами в зрительном внимании и восприятии [18].

В работе [4] было показано, что у испытуемых формируется на неосознаваемом уровне представление о временном межстимульном интервале. При этом индуцированная синхронизация альфа-ритма в середине исследуемого отрезка времени увеличивается у испытуемых с пластичной формой установки.

Было показано значимое участие бета-ритма в изменениях электрической активности мозга при формировании и действии установки на эмоциональное выражение лица при усилении нагрузки на рабочую память: мощность бета-ритма существенно увеличивается по сравнению с заданием без нагрузки на рабочую память [5]. Было высказано предположение о том, что изменения бета-ритма могут быть связаны с участием таламо-корти-кальной и кортико-гиппокампальной систем в феномене когнитивной установки. Интересно сопоставить имеющиеся данные литературы об участии бета-ритма в нисходящих мозговых процессах с результатами опытов при формировании и действии установки на лицевую экспрессию в условиях удлинения интервала между целевым (установочным) и пусковым стимулами.

Задачей настоящего исследования являлось изучение параметров бета-ритма на основе вейвлет-преобразования при действии установки на лицевую экспрессию в условиях нагрузки на рабочую память. Нагрузкой в данном исследовании являлось удлинение интервала между целевым и пусковым стимулами до 8 с.

МЕТОДИКА

Испытуемые. Исследование проведено на 35 здоровых взрослых испытуемых (20 женщин) в возрасте 25.7 ± 0.8 года. Участники эксперимента были ознакомлены с характером исследования и подписали добровольное согласие на участие в исследовании. Все испытуемые — студенты, аспиранты и научные сотрудники.

Стимулы. Изображения лиц [10] предъявлялись в центре монитора SVGA ("Самсунг", Корея) на темно-сером фоне на расстоянии 70 см от глаз испытуемых. Параметры кадра 60 х 45 мм. На стадии формирования установки в качестве целевого стимула на экране

предъявляли с левой стороны лицо с сердитым выражением, справа — то же лицо с нейтральным выражением. На стадии тестирования установки на обоих кадрах предъявлялось то же лицо с нейтральным выражением. Расстояние от центра экрана до внутреннего края каждого изображения 4 мм. Время экспозиции 350 мс. После целевого стимула спустя 8 с в центре экрана появлялся пусковой стимул — зеленое пятно диаметром 3 мм. Промежутки времени между стимулами "целевой — пусковой" составляли 4—7 с и менялись в случайном порядке.

Процедура исследования. Испытуемый находился перед монитором в кресле в затемненной звукозаглушающей экранированной комнате, имеющей связь (микрофон—динамик) с помещением экспериментатора. Перед началом эксперимента испытуемый получал устную инструкцию: "Сидите спокойно. Положите палец правой руки на кнопку. Смотрите на экран, будьте внимательны. На экране появятся изображения двух лиц, одно рядом с другим. Вы должны решить, одинаково выражение обоих лиц или же одно из них, по Вашему впечатлению, более неприятно, и запомнить это решение. Изображения исчезнут. После паузы на экране появится световая точка. В ответ на ее появление Вы должны как можно быстрее нажать на кнопку и после этого сообщить, одинаково ли было выражение обоих лиц или же одно из них более неприятно. При этом используйте слова "одинаковые", если выражения лиц одинаковы, "слева", если более неприятно лицо слева, и "справа", если более неприятно лицо справа." На стадии формирования установки 15 раз предъявляли изображения лиц с разной эмоциональной экспрессией (одновременно: слева — "сердитое" лицо, справа — "нейтральное"). На стадии тестирования установки, которая начиналась непосредственно после стадии формирования, 30 раз слева и справа одновременно предъявляли то же лицо с нейтральным выражением.

Регистрация и анализ данных. Регистрацию ЭЭГ осуществляли с помощью IBM PC-4. Отведение, усиление и фильтрацию ЭЭГ проводили с помощью системы Neocortex-Pro ("Neurobotics", Россия). Частота дискретизации — 1000 Гц. Полоса пропускания частот — 0.5—70 Гц. ЭЭГ регистрировали с помощью хлорсеребряных электродов ("Mi-cromed", Венгрия) с сопротивлением, не превышающим 5 кОм. Электрическую актив-

ность мозга отводили с помощью 16 электродов, расположенных в соответствии с международной сх

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»