ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2015, том 65, № 4, с. 429-435
ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (ПСИХИЧЕСКОЙ) ^^^^^^ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
УДК 612.76+612.82
ВЫЯВЛЕНИЕ СХЕМЫ ПРОСТРАНСТВЕННОГО КОДИРОВАНИЯ ПО РАСПРЕДЕЛЕНИЮ ОШИБОК ПАМЯТИ ЧЕЛОВЕКА
© 2015 г. В. А. Ляховецкий1, 2, В. Ю. Карпинская3, Е. В. Боброва1
1Лаборатория физиологии движений Института физиологии им. И.П. Павлова РАН 2Кафедра оптометрии и наук о зрении Латвийского Университета 3Кафедра общей психологии факультета психологии Санкт-Петербургского государственного университета
e-mail: v_la2002@mail.ru Поступила в редакцию 24.10.2014 г. Принята в печать 04.03.2015 г.
Исследовали распределения ошибок положения между координатами касаний сенсорного экрана при кинестетическом запоминании и воспроизведении зрительных стимулов, содержащих иллюзию Мюллера-Лайера, и нейтральных стимулов. Одна группа правшей начинала задание правой, а продолжала левой рукой, другая — наоборот. Анализ величин ошибок показал, что они либо распределены экспоненциально (максимальное количество малых ошибок, минимальное — больших), либо имеют максимум на втором бине. Число экспоненциальных распределений ошибок положения больше для группы, начинающей задание с правой руки. Кроме того, распределения ошибок положения при касании испытуемыми правой рукой верхнего отрезка стимулов убывают экспоненциально быстрее, чем иные распределения. Сопоставление этих данных с результатами экспериментов на модели свидетельствует в пользу гипотезы о специфичных для правого и левого полушария позиционном и векторном способах кодирования информации в памяти.
Ключевые слова: иллюзия Мюллера-Лайера, позиционное и векторное кодирование, межполушар-ная асимметрия.
Identification of Spatial Coding Schemes by Errors Distribution of Human Memory
V. A. Lyakhovetskii1, 2, V. Ju. Karpinskaia3, E. V. Bobrova1
1Movementphysiology laboratory, Pavlov Institute of Physiology of Russian Academy of Sciences
2Department of Optometry and Visual Science, University of Latvia 3The Department of General Psychology, Faculty of Psychology, St. Petersburg State University
e-mail: v_la2002@mail.ru
The error distributions of sensory screen touches at kinesthetically memorization and reproduction of visual stimuli containing Muller-Lyer illusion and neutral stimuli were investigated. One group of righthanders begins the task with the right hand and continues with the left one, while the other group — vice versa. It was shown that the errors are distributed either exponentially (with the maximal amount of small errors) either with the maxima at the 2nd bin. The number of errors distributions decaying exponentially is higher for the group beginning the task with the right hand. The errors distributions of touches on the upper segment by the right hand decay exponentially faster than other distributions. Comparison of these data with the simulation results supports the hypothesis of specific for the right and left hemisphere positional and vector coding schemes at human memory.
Keywords: Muller-Lyer illusion, positional and vectorial coding, hemispheric asymmetry. DOI: 10.7868/S0044467715040085
Важная задача изучения памяти — выявление схем, с помощью которых кодируются воспринимаемые человеком объекты. На ранних этапах как восприятия, так и организации действия, схемы кодирования тесно связаны со структурой внешнего пространства [Бернштейн, 1966; Веккер, 1988]. Далее из последовательности растянутых во времени "слепков внешнего пространства" возникает кажущееся одномоментным восприятие объекта [Веккер, 1988]. Затем, согласно [Хоффман, 1986], используется многоуровневый анализ отношений между объектами с помощью древовидных структур, в узлах которых находятся понятия различной степени общности. Используемые типы пространственного кодирования значительно отличаются у детей и взрослых [Пиаже, Инельдер, 2002], несколько отличаются у слепых и зрячих [Блинникова, 2003].
Методики выявления схем кодирования чрезвычайно разнообразны уже в исследованиях ранних этапов восприятия — от анализа активности внутриклеточных отведений различных областей мозга у обезьян при решении отдельных задач [Orlov et al., 2002] до анализа времен реакции на различные виды пространственно локализованных стимулов [Kosslyn et al., 1995]. Нами избран подход, согласно которому в зависимости от используемого человеком при запоминании кода пространственных отношений, искажение элементов этого кода ведет к различным наблюдаемым распределениям ошибок. Например, при раздельном кодировании амплитуды и направления движения (как объекта, так и собственной конечности) искажения запомненной амплитуды не влияют на воспроизводимое направление, а искажения запомненного направления не влияют на воспроизводимую амплитуду движения. Такой подход соответствует результатам нейрофизиологических исследований, свидетельствующих о параллельной обработке информации в ЦНС по различным каналам: при регуляции движения различные нейронные пулы кодируют информацию об амплитуде и направлении требуемого движения [Lacquan-iti et al., 1995], при восприятии — о цвете, форме, движении объекта [Livingstone, Hubel, 1988].
С помощью моделирования можно соотнести различные распределения пространственных ошибок со схемами кодирования. Прежде нами было изучено запоминание объектов,
последовательно предъявляемых зрительно (перемещения фигуры по шахматной доске, набор целей для движения руки) или кинестетически (набор целей для движения руки). Было показано, что при зрительном предъявлении последовательности испытуемые используют преимущественно позиционное кодирование, при кинестетическом предъявлении — для движений правой руки используется векторное (направление и амплитуда движения) кодирование, а для левой руки — одновременно используется и векторное, и позиционное кодирование [Боброва и др., 2012; 2010; 2011а, б; 2012; 2015а, б; Ляховецкий, Боброва, 2009; Ляховецкий и др., 2006]. Будут ли различаться распределения пространственных ошибок при кинестетическом запоминании правой или левой рукой более простого сти-мульного материала — одновременно, а не последовательно предъявляемого зрительного стимула?
В качестве стимулов использовались пары отрезков, вызывающие иллюзию Мюллера-Лайера, или не вызывающие ее, нейтральные. Ранее нами была рассмотрена точность воспроизведения длин отрезков при выполнении такой сенсомоторной задачи [Карпинская, Ляховецкий, 2012; Кагр1шкауа, Ьуа-кЬоуе18ку, 2011], в этой работе проведен анализ ошибок касания отдельных вершин отрезков на этапе воспроизведения (по сравнению с координатами касания на этапе запоминания). Аналогичным образом рассчитывались ошибки положения в наших предыдущих исследованиях, поэтому такие ошибки положения сравнимы с полученными нами прежде при выполнении испытуемым других сенсомоторных задач [Боброва и др., 2012].
МЕТОДИКА
Анализировали запоминание и немедленное воспроизведение движений руки по центральному сегменту стимулов. Использовалось два типа стимулов:
1) отрезки, обрамленные "остриями" и "хвостовыми стрелками", вызывающие зрительную иллюзию Мюллера-Лайера (рис. 1, А, Б);
2) отрезки, обрамленные "засечками", не вызывающие иллюзии (рис. 1, В).
20 пар стимулов — один отрезок вверху, один — внизу, в случайном порядке предъявлялись в центре экрана монитора, расположенного на расстоянии 60 см перед испытуе-
мым. Десять пар стимулов были 1-го типа, десять — 2-го. В половине стимулов 1-го типа отрезок, обрамленный "остриями", был расположен над отрезком, обрамленным "хвостовыми стрелками", в другой половине — наоборот. Длина отрезков составляла 5 см, 6.6 см, 8.3 см, 10 см и 11.6 см.
При предъявлении каждой пары стимулов испытуемый вел рукой по сенсорному экрану, расположенному перед монитором, сначала по центральному сегменту верхнего отрезка, а затем по центральному сегменту нижнего отрезка. Если опыт проводился правой рукой, то рука двигалась по отрезкам слева направо, левой рукой — справа налево. После этого изображение стимулов исчезало. Испытуемый по памяти воспроизводил длину центральных сегментов верхнего и нижнего отрезков на сенсорном экране.
Перед началом опыта испытуемым давалась следующая инструкция: "Сейчас на экране перед вами будут появляться пары отрезков разных размеров. Некоторые отрезки будут ограничены вертикальными линиями, некоторые разнонаправленными стрелками. Ваша задача: как можно точнее провести указательным пальцем по отрезку на сенсорном экране, отмечая начало и конец отрезка. Сначала ведете палец по верхнему отрезку, затем по нижнему. Движения правой руки идут слева направо, движения левой руки — справа налево. Далее экспериментатор нажмет клавишу. Появится пустой экран. Вам нужно отметить отрезки на сенсорном экране по памяти. Обратной связи до окончания опыта не будет".
В эксперименте принимали участие две группы правшей. В группе Я 25 испытуемых выполняли задания сначала правой, а затем левой рукой. В группе Ь другие 25 испытуемых выполняли задания сначала левой, а затем правой рукой. Доминирующую руку определяли по тесту [ОШйеИ, 1971]. Исследования проводились с соблюдением основных биоэтических правил.
Оценивали ошибку положения как евклидово расстояние между координатами касания вершин центральных сегментов отрезков на сенсорном экране при запоминании и воспроизведении, то есть определяли ошибку положения, с которой испытуемый воспроизводил по памяти свои собственные касания вершин центральных сегментов. Рассматривали дискретизированные (1 бин = 0.7 см)
А >-<
<->
Б <:->
>-<
В I-1
I-1
Рис. 1. Стимульный материал.
Fig. 1. Stimuli used in the experiment.
распределения ошибок положения отдельно для вершин верхнего и нижнего отрезков каждого типа стимулов. Размер бина был выбран постоянным, так как не было выявлено зависимости средней ошибки положения от длины отрезков. Например, для начальной точки верхнего отрезка стимула, не содержащего иллюзию, средняя ошибка положения в зависимости от длины отрезка составляла 0.5, 0.6, 0.6, 0.7, 0.6 см для пар отрезков длиной 5, 6.6, 8.3, 10 и 1
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.