ПСИХОЛОГИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ, 2004, том 25, № 1, с. 101-110
- ПСИХОФИЗИКА
ОТРАЖЕНИЕ ДЛИТЕЛЬНОСТИ СТИМУЛА В ХАРАКТЕРИСТИКАХ ВЫЗВАННОГО ПОТЕНЦИАЛА (ЧАСТЬ 1)
© 2003 г. О. В. Сысоева*, А. В. Вартанов**
* Психолог, кафедра психофизиологии, МГУ им. М.В. Ломоносова, Москва ** Кандидат психол. наук, старший научный сотрудник, там же
Для изучения механизмов оценки коротких интервалов времени было проведено комплексное психофизическое и электроэнцефалографическое исследование, в ходе которого испытуемым предъявлялись стимулы различной длительности (от 200 до 1000 мс), слуховой и зрительной модальностей. Регистрировали балльные оценки длительности стимулов и электрическую активность мозга, выделяли и анализировали вызванные потенциалы (ВП), усредненные относительно выключения стимулов. Выявлено, что позитивный компонент ВП, регистрируемый с латенцией 300 мс (свет) и 250 мс (звук) для отведений Б4, С4, Т4, Р4, ББ, Б3, С3, линейно связан с субъективной оценкой длительности стимула при зрительной стимуляции и У-образно - при слуховой. Выделенный компонент нечувствителен к изменению длительности стимула, предъявляемого без инструкции о ее оценивании. Данные экспериментов подтверждают роль фронтальных и центральных областей мозга в процессе восприятия и оценки интервалов времени.
Ключевые слова: вызванные потенциалы, длительность стимула, оценка временных интервалов.
Вопрос о том, как человек воспринимает физическое время, как он определяет длительность и одновременность изменений в природе, до сих пор не решен. Время и его субъективное отражение человеком имеет основополагающий характер по отношению ко всем психическим процессам, пронизывая и связывая их. Особенно это важно при восприятии движений и речи.
В рамках психологии широко распространена концепция когнитивных часов, которая акцентирует внимание на связи восприятия времени с когнитивными процессами организма, на влиянии функционального состояния, решаемой человеком задачи и других факторах. Так, полагают, что длительность момента субъективного настоящего определяется через его включенность в деятельность человека [3]. Показана и возможность выработки очень точной оценки микроинтервалов времени посредством включения этого процесса в деятельность [2]. В биологии рассматривают вопрос о восприятии времени в основном в тесной связи с исследованиями биоритмов организма. Внешняя среда может воздействовать на биоритмы, уменьшая или увеличивая их частоту и синхронизируя с внешними событиями. Посредством биоритмов обычно описывают восприятие длительных интервалов времени (день, несколько дней) [12]. В ходе экспериментов с прямой регистрацией активности отдельных нейронов была показана возможность кодирования времени на пространственном поле соответствующих детекторов [10, 13].
Таким образом, вопрос восприятия времени распадается на несколько аспектов. Было показано, что восприятие длительных временных интервалов (дни) и восприятие коротких временных интервалов (минуты, секунды) могут иметь различные механизмы и, скорее всего, напрямую не связаны [12]. Восприятие длительных интервалов обычно исследуют, наблюдая биологические ритмы человека, изолированного от объективных датчиков времени (смена дня и ночи, часы). Восприятие коротких интервалов изучается в основном психофизиологами, которые используют методы регистрации активности мозга с целью выявления механизмов этого процесса. Восприятие времени анализируют в связи с различными аномалиями (клинический подход), а также во взаимосвязи с разными когнитивными процессами (когнитивный подход).
Физиологические механизмы оценки длительности у здорового человека изучают методом регистрации ЭЭГ. Однако, в работах, использовавших регистрацию ЭЭГ в связи с изучением механизмов восприятия времени, проблему оценки длительности интервалов рассматривали как второстепенную. В работах Э.А. Костандова, О.И. Ива-щенко и др. [5, 7] главной была задача изучения межполушарных отношений при оценке микроинтервалов времени. H.H. Данилова и В.Н. Гудков [4] изучали динамику и механизм процесса обучения с использованием временных интервалов в качестве стимулов. В диссертации В.Г. Каменской [6] особое внимание было уделено влия-
нию патологического функционального состояния мозга на отражение временных стимулов, на связь процесса оценки длительности с мотиваци-онно-волевым состоянием человека. Получены данные об изменении ВП на стимулы различной длительности в зависимости от инструкции [9]. Наатанен выявил различия ВП при предъявлении стимулов различной длительности в рамках исследования негативности рассогласования (НР) [8]. Также отмечают связь волны N100 (негативной волны с латенцией примерно 100 мс для слуховых стимулов) вызванного потенциала, синхронизированного с концом предъявления стимула, и длительности предшествовавшего стимула. Данный ответ мозга обычно четко распознается только при условии, что стимул длится не менее 0.5 с. Амплитуда волны увеличивается вместе с увеличением длительности стимула [22]. Хансен и Хиллард предполагают, что анализ длительности является завершающим в идентификации целевого стимула и отражается в позднем позитивном компоненте [21].
Данная работа посвящена исследованию механизмов восприятия времени, в частности мозговых механизмов оценки человеком длительности коротких интервалов времени. Для решения этой проблемы наиболее адекватным является комплексное психофизиологическое исследование. В этом случае первоначально изучается влияние исследуемого параметра (времени) на изменение соответствующего субъективного качества (субъективной оценки времени) и строится требуемая психофизическая функция. Далее регистрируются ВП на субъективно специфицированные стимулы, что позволяет проследить динамику мозговой активности, связанную с исследуемым процессом (в данном случае - с оценкой длительности). В результате, на основе сопоставления показателей ВП (амплитуды и латенции заданных компонентов) с физическими качествами и субъективными свойствами набора стимулов, открывается возможность построить психофизиологическую функцию изучаемого процесса, определить латенцию того компонента ВП, изменение амплитуды которого проявляет зависимость от изменения исследуемого качества стимула. В итоге можно вычленить исследуемый процесс из других мозговых процессов, протекающих параллельно, а также подойти к локализации соответствующих мозговых структур - использование многоканальной регистрации ВП и соответствующих методов локализации электрической активности в пространстве мозга, применение ядерной магнитно-резонансной томографии для анализа индивидуальных анатомических особенностей мозга конкретных испытуемых позволяют обнаружить и описать активность мозговых структур, обеспечивающих восприятие и оценку интервалов времени.
В задачу первой части работы, которой и посвящена данная статья, входило:
1) Построить психофизическую функцию, описывающую соотношение физической длительности стимула и его субъективной оценки. Проверяемая гипотеза Н0: субъективное время описывается одномерной шкалой, оценки по которой линейно связаны с физической длительностью стимула. Контр-гипотеза Н1: субъективные оценки длительности нелинейно связаны с физической длительностью стимула или вообще не связаны.
2) Выявить динамику мозговой активности (латенцию максимально выраженной реакции мозга) и построить функции взаимосвязи этой активности с физической и субъективной длительностью этих стимулов. Проверяемая гипотеза Н0: в ВП в каком-либо отведении имеется компонент, изменение которого закономерно связано (линейно или не линейно) с физической длительностью стимула или с его субъективной оценкой. Контр-гипотеза Н1: в ВП не существует такого компонента, который как-либо закономерно связан с процессом оценки интервала времени человеком.
В соответствии с этими задачами эксперимент осуществлялся в виде двух основных серий - психофизической и психофизиологической, а также дополнительных (контрольных) серий, имевших целью проверить, работает ли механизм оценки интервала времени постоянно при любом акте восприятия, независимо от сознательно решаемой человеком задачи, или мы имеем дело с функциональной системой, которая организуется под сознательно принятую человеком задачу.
МЕТОДИКА
Испытуемые. Всего в экспериментах добровольно приняло участие 9 человек. Из них 5 участвовало в психофизической серии экспериментов, 4 - в электроэнцефалографических сериях. Поскольку каждая серия электрофизиологического эксперимента достаточно длительна (30-40 минут), а контрольную серию необходимо было проводить до знакомства испытуемого с основной, то не представлялось возможным, чтобы каждый испытуемый прошел все серии. Поэтому испытуемые участвовали в эксперименте по следующей схеме: исп. СЛ - в основных сериях со зрительной и звуковой стимуляцией; исп. ЛС и БН только в основной серии со зрительной стимуляцией; исп. ЛВ - в основной серии со звуковой стимуляцией и в контрольных сериях со зрительной и звуковой стимуляцией. Все испытуемые были студентами московских вузов, правши, без психических отклонений.
Стимулы. В эксперименте использовалось два типа стимулов: 1) визуальный стимул - светло-желтый квадрат размером 5 см х 5 см, предъявляющийся на сером фоне; 2) звуковой стимул - "белый шум"). При этом использовали различную длительность предъявления стимулов: в психофизической серии использовали 14 интервалов (от 0.2 до 2.8 с), а для электрофизиологической серии -интервалы, равные 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1.0 секунд. Данные длительности были выбраны исходя из того, что только стимулы с большей, чем 200 мс длительностью, не меняет своего качества. Так, если удлинение звуковых стимулов до 200 мс может привести к субъективному увеличению громкости, то дальнейшее удлинение стимулов субъективно воспринимается именно как увеличение длительности стимула [1, 8].
Процедура эксперимента. В психофизической серии функция зависимости субъективной длительности от физической длительности определяется двумя способами: 1) на основе эксперимента по многомерному шкалированию попарных
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.