ВВЕДЕНИЕ В КОГНИТИВНУЮ НАУКУ

1. ВВЕДЕНИЕ В КОГНИТИВНУЮ НАУКУ 2007/2008

2. СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ РЕГИСТРАЦИИ АКТИВНОСТИ МОЗГА: НА ПЕРЕСЕЧЕНИИ НЕЙРОНАУКИ, ПСИХОЛОГИИ И ФИЛОСОФИИ

3. ГРУППЫ МЕТОДОВ • Регистрация хода переработки информации: • электроэнцефалография и вызванные потенциалы • магнитоэнцефалография • регистрация ответов отдельных нейронов • Функциональное картирование: • ПЭТ • fMRI • Воздействие на мозг: • ТМС • микростимуляция отдельных нейронов

4. Запись ответов отдельных нейронов - исследования на животных; - исследования во время операций на открытом мозге.

5. Электроэнцефалография (ЭЭГ) и вызванные потенциалы

6. Вызванные потенциалы • Полярность (знак): • P или N; • Порядковый номер либо время достижения пика: P1 / P100.

7. Вызванные потенциалы: этапы обработки информации • N100 и P100 -- ранняя сенсорная обработка, • модулируемая пространственным вниманием; • - «эффекты селективного внимания» • N400 -- семантическая обработка (рассогласование с контекстом): • В дверь позвонили, и вошел… почтальон. • В дверь позвонили, и вошел… пароход. • Р300 -- перевод в рабочую память, обновление ее содержания.

8. Вызванные потенциалы: этапы обработки информации V I S U A L P R E S E N T A T I O N Эффект «мигания внимания» (Reymond et al., 1992):

9. Вызванные потенциалы: восходящие и нисходящие процессы обработки информации «Слепота, вызванная движением» (Bonneh et al., 2001): зависимость / независимость ответа мозга на физическое исчезновение стимула от его присутствия в сознании (Klotz, Ansorge, 2007) • Сознание как независимая переменная: • устранение осознаваемого стимула -- ответ ЕСТЬ (N1); • устранение неосознаваемого стимула -- ответа НЕТ (отсутствие N1, ослабление P300).

10. Магнитоэнцефалография (МЭГ)

11. Методы нейрокартирования: регистрация локального мозгового кровотока 1970-е -- позитронно-эмиссионная томография (PET) 1990-е -- функциональное магнитно-резонансное картирование (fMRI)

12. Позитронно-эмиссионная томография (PET) - трудоемкость измерения - доза радиации

13. Функциональное магнитно-резонансное картирование (fMRI)

14. Функциональное магнитно-резонансное картирование

15. Функциональное магнитно-резонансное картирование 1. Структурное картирование (томография): локализация мозговых структур у данного испытуемого. 2. Функциональное картирование без воздействия («фон»). 3. Функциональное картирование в контрольном условии. 4. Функциональное картирование в экспериментальном условии. Техника «когнитивного вычитания» Ф.К. Дондерс (1818-1899) -- для времени реакции Специфическая активация (искомый коррелят) = экспериментальное условие - контрольное условие

16. Функциональное магнитно-резонансное картирование

17. Функциональное магнитно-резонансное картирование «НЕОФРЕНОЛОГИЧЕСКИЙ БУМ» … или всё-таки исследование мозговых механизмов познания и сознания?

18. Функциональное магнитно-резонансное картирование: единый механизм зрительного внимания? (Эва Войчулик, Нэнси Кэнвишер, 1999) - пространственное переключение внимания; - сравнение зрительно предъявляемых объектов; - поиск в условиях быстрого последовательного предъявления зрительных стимулов.

19. Функциональное магнитно-резонансное картирование • Нейрофизиологический механизм или • сопряженная активация? • Данные нейропсихологии: поведенческие показатели + сопоставление зон, активируемых в ходе решения задачи, с данными структурной томографии больных с локальными поражениями головного мозга • Функциональные «локальные поражения»: ТМС

20. Воздействие на мозг в ходе решения задач: транскраниальная магнитная стимуляция (TMS)

21. Транскраниальная магнитная стимуляция: участие лобных глазодвигательных полей в решении задач зрительного поиска (Винсент Уолш и др., 2003-2004) • Сопряженная активация или необходимое участие? • Когда вступает в действие?

22. Замедление ответа Замедление ответа Транскраниальная магнитная стимуляция: двойная диссоциация функций нижнелобной коры левого полушария в обработке слов (Патриция Гау и др., 2005) ТМС задних отделов ТМС передних отделов Установление синонимии: КОД - ШИФР Установление омофонии КОД - КОТ Gough et al., Journ. Neurosci, 2005: http://www.jneurosci.org/cgi/content/full/25/35/8010

23. Микростимуляция отдельных нейронов и групп нейронов Микростимуляция избирательных к лицам нейронов нижнетеменной коры (завершения вентрального пути) у обезьян в ходе решения задач категоризации зашумленных изображений (Афраз и др., 2006): сдвиг критерия в сторону лиц! Afraz S.R., Kiani R., Esteky H. // Nature. 2006. Vol. 442. P.692-695.

24. ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» • Бинокулярное соревнование • Неоднозначные изображения

25. «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ»: КУДА СМОТРЕТЬ? Лаборатория Нэнси Кэнвишер, MIT Отделы коры головного мозга, избирательно реагирующие на определенный тип стимулов: - область лиц в веретеновидной извилине (FFA) - парагиппокампальная область мест (PPA)

26. ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» Бинокулярное соревнование (Фрэнк Тонг, Нэнси Кэнвишер и др., 1998)

27. ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» Бинокулярное соревнование (Фрэнк Тонг и др., 1998) Последовательное чередование изображений лица и дома -- идентичная картина работы головного мозга!

28. ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» • Феномен «слепоты к изменению»: • «Переоткрытие» для когнитивной науки: Джордж Макконки, Кристофер Карри, 1996

29. ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» • Феномен «слепоты к изменению»: • Экспериментальное оснащение: • Рональд Рензинк и др., 1997 • Естественный эксперимент: • Дэниэл Саймонс и Дэниэл Левин, 1997

30. Методы изучения феномена «слепоты к изменению»: • Методики с глобальным прерыванием изображения: • изменение во время мигания/саккады; • изменение во время сдвига изображения; • методики «мерцания» (~ циклический «обрыв пленки»). • Методики с локальным прерыванием изображения. • Методики с постепенным изменением изображения. Демонстрационные изображения online: http://www.usd.edu/psyc301/ChangeBlindness.htm

31. ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» «Функциональная слепота» к изменению лиц и мест Дайана Бек и др. (2001): прямое сопоставление активации мозга при осознании изменения и при отсутствии его осознания Осознанное изменение - изменение без осознания = мозговые механизмы осознания изменений Изменение без осознания - отсутствие изменения = мозговые механизмы неосознаваемого выявления изменений (если такой механизм есть)

32. ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» «Функциональная слепота» к изменению лиц и мест. Дайана Бек и др. (2001): Для осознания изменения необходимо участие дорсального зрительного пути, связываемого с неосознаваемой обработкой информации о расположении объекта и регуляцией направлении движения!

33. ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» Только ли картирование мозга (нейровизуализация) позволяет взглянуть на осознание «со стороны»? Запись движений глаз!

34. ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» «Ландшафты внимания» (Б.М. Величковский и др.) Предъявленное Увиденное Величковский Б.М. Технологии, внимательные к вниманию человека. // В мире науки. 2003. No12. C.87-93. / См.: http://www.neurogene.ru/pdf2003/2003a5.pdf

35. ОСОЗНАВАЕМАЯ И НЕОСОЗНАВАЕМАЯ ОБРАБОТКА ИНФОРМАЦИИ: «ВЗГЛЯД СО СТОРОНЫ» Оценка степени внимания к разглядываемым объектам -- измерение диаметра зрачка в процессе записи движений глаз (cf: Канеман, 1973/2006) Сандра Маршалл, государственный университет Сан-Диего и EyeTracking, Inc.