Электрографические корреляты решения задачи зрительного поиска у человека

Резюме

Исследователи изучили динамику ЭЭГ в альфа-диапазоне во время выполнения задачи зрительного поиска релевантного стимула (РС) среди многочисленных нерелевантных стимулов (НРС). В качестве контроля использовалось простое просматривание нескольких одинаковых стимулов. Для верификации положения взора при поиске РС применялся метод видеоокулографии. Динамику ЭЭГ в альфа-диапазоне (десинхронизация, Д) рассматривали как коррелят процессов внимания. После нахождения РС было выявлено существенно большее Д, чем в контроле. Большая выраженность Д при поиске, вероятно, связана с процессами оценки значимости стимула (при вовлечении произвольного модально-специфического внимания). При этом еще большая по амплитуде Д в лобных областях предположительно отражает значимость выполнения адекватной двигательной программы (при вовлечении префронтальных механизмов внимания).

Введение

Зрительный поиск с участием движений глаз играет ключевую роль в повседневной деятельности человека. Из-за сложности реальной зрительной среды и ограниченности ресурсов зрительной системы при обработке визуальной информации решающим условием для успешности поиска является селективное выделение наиболее значимой информации. Такой выбор достигается смещением внимания в пределах зрительного поля, что тесно связано с саккадическими движениями глаз (Findlay, 1997; Motter, Holsapple, 2007).

Материалы и методы

Исследования проводились на 16 испытуемых в возрасте 21–25 лет. Использовалась экспериментальная парадигма зрительного поиска, в которой испытуемых инструктировали находить релевантный стимул (РС), предъявляемый одновременно с 45–57 нерелевантными стимулами (нРС).

Во время выполнения задачи регистрировали ЭЭГ, электроокулограм-му (ЭОГ), а также движения левого глаза методом видеоокулографии.

Результаты

После того как испытуемые находили РС (фиксировали на нем взор), во всех отведениях отмечалось снижение амплитуды ЭЭГ в альфа-диапазоне (десин-хронизация, Д) в течение примерно 2 с. Д в контроле после последней фиксации была существенно меньше, чем при поиске РС.

Обсуждение

Полученные результаты показывают, что десинхронизация ЭЭГ в альфа-диапазоне является коррелятом процессов селективного зрительного внимания при поиске релевантного стимула среди многочисленных нерелевантных стимулов. Большая выраженность Д при поиске, вероятно, свидетельствует о вовлечении дополнительных когнитивных процессов, связанных с оценкой значимости стимула (например, оценки соответствия геометрическим данным). Еще большая Д в лобных областях, по-видимому, отражает значимость выполнения адекватной двигательной программы (например, вычисление траектории взгляда).

Выводы

Метод, основанный на синхронизации отдельных потоков данных (видеорегистрация движений глаз и ЭЭГ), позволяет предъявлять испытуемому сложные изображения, навигация взором по которым с целью поиска «нужных» стимулов требует совершения многих саккад, и выделять фрагменты ЭЭГ, совпадающие во времени с фиксациями взора на воспринимаемых стимулах.
Метод видеоокулографии (совместно с электроокулографией) используется для верификации положения взора испытуемого при выполнении различных задач, вовлекающих движения глаз.
Динамика синхронно регистрируемой ЭЭГ объективно отражает функциональное состояние ЦНС испытуемых, сопровождающее их произвольную деятельность.
Десинхронизация ЭЭГ в альфа-диапазоне является коррелятом процессов селективного зрительного внимания при поиске релевантного стимула среди многочисленных нерелевантных стимулов.
Большая выраженность десинхронизации при поиске, вероятно, свидетельствует о вовлечении дополнительных когнитивных процессов, связанных с оценкой значимости стимула.
Еще большая десинхронизация в лобных областях, по-видимому, отражает значимость выполнения адекватной двигательной программы.

Ключевые особенности изложенной в статье

Методологические особенности

Интеграция стандартных методов видеоокулографии и электроэнцефалографии для синхронной регистрации траектории взора и электрографических показателей (ЭЭГ, ЭОГ).
Использование экспериментальной парадигмы зрительного поиска, моделирующей условия, приближенные к реальным.
Применение видеорегистрации движений глаз для верификации положения взора и синхронизации потоков данных.

Электрографические корреляты

Десинхронизация ЭЭГ в альфа-диапазоне (Д) как основной коррелят процессов селективного зрительного внимания при поиске релевантного стимула.
Большая выраженность Д при поиске по сравнению с контролем, свидетельствующая о вовлечении дополнительных когнитивных процессов, связанных с оценкой значимости стимула.
Еще большая Д в лобных областях, предположительно отражающая значимость выполнения адекватной двигательной программы.

Когнитивные процессы

Вовлечение произвольного внимания «сверху-вниз» в процессы оценки значимости стимула.
Роль префронтальных механизмов внимания в реализации двигательной программы.
Значение когнитивных процессов и процессов выполнения двигательной программы в формировании электрографических коррелятов селективного зрительного внимания.