ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИПМех РАН |
||
Основной целью проекта на весь период работ является исследование мозговых механизмов формирования и использования понятий. Важным направлением исследований в рамках указанной проблемы было раскрытие роли и взаимосвязи сенсорной и моторной форм мозгового кодирования при восприятии (понимании) языковых знаков. Основное внимание в проекте предполагалось направлять на следующие вопросы: 1) Принимают ли участие «моторные» (управляющие) структуры мозга взрослого человека с нормально сформированной речью в понимании звучащих слов? 2) Если да, то в какой степени и на каком этапе восприятия смысла слова это проявляется? 3) Участвуют ли, и в каком качестве "моторные" структуры мозга при формировании новых понятий или в переосмыслении ранее сформированных? 4) Есть ли различие в активности этих структур в зависимости от того, требуется ли человеку понять смысл абстрактного понятия, или конкретного, предметно отнесенного понятия, которое может быть когнитивно представлено через образ восприятия или памяти? 5) Участвуют ли «сенсорные» структуры в подготовке речевого высказывания? В целом, по ответам на эти вопросы можно определить, играет ли моторная форма мозгового кодирования (реализуемая активностью "моторных" структур) ведущую роль в понимании смысла слова взрослым человеком? Каковы мозговые механизмы организации семантического кодирования?
1) В результате экспериментов с переобучением на материале абстрактных понятий (экономических терминов) и применения новых методов анализа электрической активности мозга (обследованного с помощью МРТ) показана роль таких мозговых структур, как левая височная кора и мозжечок в процессе кодирования значения слова Селективные изменения в отношении степени семантического различия фонетически идентичных слов проявляются в компонентах ВП P300. Изменение значения слова связаны с изменением активности левой височной коры, стриатума и мозжечка. 2) В результате экспериментов на вербальный анализ и понимание значения слов-омонимов (на примере слова «Ключ»), показано, что амплитуда компонента вызванного потенциала P200 связана со сложностью семантического анализа. Редукция этой амплитуды при усложнении семантической задачи обусловлена дополнительной активностью хвостатого ядра и гиппокампа, при некотором уменьшении активности корковых структур, задаваемых предшествующим контекстом. 3) В результате психофизического и электрофизиологического исследований механизмов восприятия гласных звуков (среди которых были различные варианты произношения одной и той же фонемы) русского языка человеком была подтверждена гипотеза об артикуляционной природе единиц восприятия речи. Оси построенного с помощью методов многомерного шкалирования (по экспериментальным оценкам попарного различия гласных звуков) субъективного пространства восприятия удалось интерпретировать как артикуляционные параметры широкорастворности, узкорастворности и огубленности. Обнаружена линейная связь между субъективными различительными параметрами (ось 1 и 2 пространства) и объективно измеряемыми (в см) артикуляционными параметрами (широкорастворность и огубленность соответственно). Амплитуда ВП на различные варианты произношения одной и той же фонемы при одной и той же задаче испытуемому прямо отражает количественные различия стимулов по данному субъективному качеству и артикуляционному параметру. Анализ динамики локализации активности мозговых структур позволил обнаружить совместное участие в процессе восприятия отдельных речевых звуков таких структур как левая височная зона коры (область Вернике) и бледный шар. 4) В экспериментальном сопоставлении на основе фМРТ методики процессов восприятия человеком осмысленной и бессмысленной речи (сопоставление простых, хорошо знакомых испытуемому детских стишков с их инвертированной записью, сохраняющей интонации и ритм исходного речевого высказывания) также показано, что активность головки хвостатого ядра необходима для понимания смысла речи, в то время как «речевая» кора мозга участвует во всех случаях восприятия звучащей речи (и осмысленной и не осмысленной), а также и при мысленном произнесении. При этом процесс поиска смысла в бессмысленном высказывании связан с активностью не только «речевых» зон коры, но и лобной коры, гиппокампа, а также и зрительной коры (по-видимому, попытка зрительного представления). Сопоставление восприятия ритмизованного высказывания (стихи) с не ритмизованным высказывание (проза) с тем же содержанием позволило выявить роль не только вышеперечисленных областей коры и гиппокампа, но и мозжечка, которые активизируются в случае нарушения знакомой ритмической структуры высказывания. 5) Экспериментальное исследование механизмов речевой готовности (произнесения при регистрации потенциалов, предшествующих моменту произношения) и восприятия отдельных звуков речи, позволили сопоставить группы нормально говорящих и группы заикающихся испытуемых. В результате удалось обнаружить различия в восприятии речевых звуков этими группами испытуемых, которое проявляется в изменении амплитуды компонентов N100 и P200 ВП и связаны с различием в функционировании и взаимодействии правой теменной, теменно-затылочной и базально лобной коры. Обнаруживаются различия в потенциале речевой готовности нормально говорящих и заикающихся испытуемых, которые связаны с активностью глубинных (срединных) структур (Варолиев мост и ствол мозга), правых подкорковых ядер (головка хвостатого ядра, бледный шар), правой фронтальной коры, левой средней височной коры. В результате показано, что заикание не является изолированным (чисто периферическим) речевым нарушением, но идет в синдроме специфических мнестических, нейродинамических и двигательных дефектов, отражающих дисфункцию заднелобных и срединных структур мозга (I и III функциональные блоки, по А.Р. Лурия). 6) Эксперименты по регистрации потенциалов, предшествующих моменту произношения слова-цветообозначения, также позволили выявить билатерально симметричную активность «сенсорной» височной слуховой коры (за 500 – 228 мс до начала произнесения названия цвета), несмотря на отсутствие какой-либо звуковой стимуляции. предшествующих моменту произношения слова, позволили выделить пять последовательных фаз подготовки и произнесения названия цвета. Полученный потенциал речевой готовности характеризуется (в отведении C3) медленной составляющей (негативная волна с максимумом амплитуды за 200 мс до момента действия), которая после быстрого позитивного компонента переходит в негативную волну речевого действия. На этот медленный потенциал накладывается волны частоты альфа-ритма, которые также синхронизированы с моментом произнесения слова. Локализация данного потенциала показала, что: 1) за 500 – 228 мс до начала вокализации билатерально симметрично активируется височная слуховая кора, что характеризует этап перевода значения слова в артикуляционный код; 2) за 228 – 148 мс до начала вокализации активируется правая префронтальная кора; 3) за 148 – 68 мс до начала вокализации вновь билатерально симметрично активируется височная слуховая кора одновременно с левой префронтальной корой; 4) за 68 – 0 мс до начала вокализации активны левая и правая префронтальная кора, правая базально-лобная кора и правые подкорковые ядра, производящие тонкую преднастройку артикуляционного аппарата; 5) фаза выполнения артикуляционного действия от 0 до 200 мс после начала вокализации обнаруживается активность префронтальной и верхне-лобной коры, управляющий эффекторной реализацией. 7) Экспериментальное исследование механизмов сознательной репрезентации (восприятие и представление цвета) позволило подтвердить роль сенсорных областей коры (на примере зрительной системы) в семантическом кодировании слов. Сопоставление процессов восприятия цвета и его воображения (мысленного представления) при понимании слов-цветообозначений, позволило показать, что зрительная кора имеет не только специфический сенсорный вход, но может активироваться в такой же степени при мысленном представлении цвета, без его реального предъявления. Это означает, что «сенсорные» структуры мозга настроены на прием информации в «моторном» коде, который порождается «моторными» же структурами мозга (в частности, как в данном случае, фронтальной корой). Эти результаты позволяют обосновать гипотезу о едином субстрате различных уровней сознательной репрезентации.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2002 г.-31 декабря 2002 г. | Роль сенсорной и моторной форм мозгового кодирования в формировании и функционировании понятий |
Результаты этапа: В 2002 году осуществлена окончательная отладка методик и подобран стимульный материал по всем экспериментальным условиям, на отдельных испытуемых проведены пилотные исследования по полной программе (психофизические, электрофизиологические эксперименты, ЯМР-обследования) и получены предварительные результаты практически по всем заявленным в плане направлениям. Кроме того, разработан и апробирован новый метод регистрации мозгового потенциала, связанного с моментом порождения речевого высказывания, что позволяет получить дополнительные данные о мозговых механизмах использования понятий при речепорождении и причинах нарушения речи при заикании. Предложена, также, оригинальная методика использования слов-омонимов для экспериментального разведения мозговых процессов понимания значения и восприятия акустической формы слова. В результате экспериментов с переобучением на материале абстрактных понятий (экономических терминов) и применения новых методов анализа электрической активности мозга (обследованного с помощью МРТ) показано, что такая подкорковая структура, как бледный шар, включаемая в систему управления движением, играет также (в кооперации с левой височной и центральной корой, мозжечком) важную роль и в процессе кодирования значения слова. Селективные изменения в отношении степени семантического различия фонетически идентичных слов проявляются в компонентах ВП N130-P200-N250 и связаны с активностью данной структуры. Ее роль проявляется и при вербальном анализе и понимании различных значений слов-омонимов, задаваемых предшествующим контекстом. В результате экспериментов по электроэнцефалографическому сопоставлению процессов восприятия цвета и его воображения (мысленного представления) при понимании слов-цветообозначений, обнаружено, что зрительная кора имеет не только специфический сенсорный вход, но может активироваться в такой же (по латенции и локализации) степени при мысленном представлении цвета, без его реального предъявления. В результате можно сформулировать схему взаимоотношений «моторных» и «сенсорных» структур мозга в процессе формирования и функционирования знаковой (речевой) системы человека, которая, однако, требует уточнений и статистического подтверждения на большей выборке испытуемых. | ||
2 | 1 января 2003 г.-31 декабря 2003 г. | Роль сенсорной и моторной форм мозгового кодирования в формировании и функционировании понятий |
Результаты этапа: В 2003 году проводилась статистическая проверка сформулированных в пилотных экспериментах гипотез о механизме взаимоотношений «моторных» и «сенсорных» структур мозга в процессе формирования и функционирования знаковой (речевой) системы человека. Продолжалась также разработка новых методик регистрации мозговых процессов, связанных с процессами понимания значения и восприятия акустической формы слова, процессами образного представления значения слова. В результате экспериментов с переобучением на материале абстрактных понятий (экономических терминов) и применения новых методов анализа электрической активности мозга (обследованного с помощью МРТ) подтверждается участие таких структур, как левая височная кора и мозжечок в процессе кодирования значения слова. Селективные изменения в отношении степени семантического различия фонетически идентичных слов проявляются в компонентах ВП P300. На материале слов-омонимов показано, что при увеличении глубины семантического анализа значения слова происходит редукция компонента P200 ВП, которая обусловлена сокращением работы корковых областей с одновременной активизацией подкорковых структур, в частности хвостатого ядра. В результате экспериментов по электроэнцефалографическому сопоставлению процессов восприятия цвета и его мысленного представления (воображения) при понимании слов-цветообозначений, подтверждено, что зрительная кора имеет не только специфический сенсорный вход, но может активироваться в такой же (по латенции и локализации) степени при мысленном представлении цвета, без его реального предъявления. Эксперименты по регистрации потенциалов, предшествующих моменту произношения слова, также позволили выявить билатерально симметричную активность «сенсорной» височной слуховой коры (за 500 – 228 мс до начала произнесения названия цвета), несмотря на отсутствие какой-либо звуковой стимуляции. Таким образом, подтверждается сформулированная ранее схема взаимоотношений «моторных» и «сенсорных» структур мозга в процессе формирования и функционирования знаковой (речевой) системы человека. | ||
3 | 1 января 2004 г.-31 декабря 2004 г. | Роль сенсорной и моторной форм мозгового кодирования в формировании и функционировании понятий |
Результаты этапа: В 2004 году исследовалась роль сенсорной и моторной форм мозгового кодирования в процессе формирования и функционирования знаковой (речевой) системы человека. На основе новых методов регистрации и анализа мозговой активности проведены основные и контрольные серии различных экспериментов, в том числе: 1) экспериментов с переобучением на материале абстрактных понятий (экономических терминов); 2) экспериментов на вербальный анализ и понимание значения слов-омонимов (на примере слова «Ключ»); 3) экспериментов на субъективное восприятие гласных звуков с контролируемыми вариантами произношения (артикуляции) одной и той же фонемы русского языка; 4) экспериментального исследования механизмов речевой готовности; 5) экспериментального сопоставления (на основе фМРТ) процессов восприятия человеком осмысленной и бессмысленной речи; 6) экспериментального исследования механизмов сознательной репрезентации (восприятие и представление цвета). В результате сформулирована следующая схема взаимоотношений «моторных» и «сенсорных» структур мозга в процессе формирования и функционирования знаковой (речевой) системы человека. Корковые «сенсорные» структуры рассматриваются как модально-специализированные экраны, на которых может репрезентироваться как внешняя, поступающая от органов чувств информация, так и внутренняя информация, порождаемая управляющими структурами мозга. Эти управляющие структуры (включая подкорковые ядра) в одинаковой степени и одинаковым (с точки зрения информационного кода) образом могут управлять как внешними движениями (поэтому их называют «моторными»), так и внутренними (мысленными) действиями, необходимыми для построения внутренней модели внешней среды. С этой точки зрения сам первичный или вторичный чувственный образ может рассматриваться как некое внутреннее действие. Знаковая (речевая) система человека (определяющая все его высшие психические функции) заслуженно называется «второй сигнальной системой», поскольку функционирует параллельно, но координировано с «первой сигнальной системой». Мозговой механизм знакового опосредования заключается в возможности двойного кодировании действия (управляющего кода) в результате двойного изоморфизма, с одной стороны, с сенсорным кодом отражения обозначаемого (содержания знака) и, с другой стороны, с сенсорным кодом отражения самой физической формы знака. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".