Исследование динамики параметров движений глаз и событийно связанных потенциалов мозга человека при решении зрительных задач различной сложности

• Автор: Колтунова, Татьяна Игоревна
• Шифр специальности: 03.03.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Ростов-на-Дону
• Количество страниц: 147 с. : ил.

Содержание
Введение
1. Современные представления о механизмах зрительного внимания и восприятия. Аналитический обзор литературы
1.1. Известные классификации механизмов и типов зрительного внимания; методы их изучения

1.1.1 Представление о top-down и bottom-up механизмах зрительного восприятия

1.1.2 Механизмы, лежащие в основе явного и скрытого зрительного внимания

1.1.3 Селективное внимание

1.1.4 Типы зрительного внимания

1.2 Характеристика движений глаз и их связь со зрительным вниманием

1.2.1 Контроль длительности фиксаций

1.2.2 Дистрактор-эффект
1.3 Перцептивная зрительная нагрузка
1.4 Связь параметров ЭЭГ и событийно связанных потенциалов с процессом осмотра изображений
1.5 Постановка задач исследования. Подход к исследованию динамики механизмов осмотра изображений
2. Методы исследования
2.1 Организация эксперимента
2.1.1 Испытуемые
2.1.2 Стимулы
2.1.3 Методика предъявления изображений в эксперименте
2.1.1 Процедура проведения эксперимента
2.1.2 Оборудование
2.1.3 Запись движений глаз и анализ данных
3. Результаты исследования
3.1 Результаты анализа длительности фиксаций
3.1.1 Эксперименты со свободным осмотром и поиском измененных фрагментов сложных изображений
3.1.2 Индивидуальные различия
3.1.3 Эксперименты с распознаванием динамичных и статичных изображений разной сложности в присутствии дистракторов
3.2 Результаты анализа эффекта дистрактора
3.3 Результаты анализа событийно связанных потенциалов
4. Обсуждение результатов
4.1 Динамика параметров глазных движений при осмотре и поиске
измененных фрагментов художественных картин
4.2 Динамика дистрактор-эффекта при осмотре проявляющихся и статичных
изображений
4.3 Характеристики событийно-связанных потенциалов при решении
зрительных задач различной сложности
Выводы
Список использованной литературы
Список сокращений

Введение
Актуальность работы
Зрительная система для человека является важнейшим источником информации о внешнем мире (Posner, 2012; Kahneman, Henik, 1981). Получение информации через зрительную систему происходит в результате проявления активности — в первую очередь, движений глаз и головы, в разной степени контролируемых сознанием. К движениям глаз, которые могут носить произвольный характер, относятся фиксационные, следящие и саккадические движения (Ярбус, 1965). В центре сетчатки глаза есть небольшая область (fovea), которая имеет высокую плотность расположения рецепторов; за пределами этой области воспринимаемое изображение размывается, и падает способность к восприятию цвета. Поэтому для полноценного восприятия зрительной сцены быстрые баллистические движения - саккады - перенаправляют фовеальную область с одной точки фиксации взгляда на другую. Во время совершения саккадических движений восприятие зрительной информации существенно подавляется (Morrison, 1984; Pannasch, 2008).
Для совершения действий в отношении внешнего мира - в том числе для получения необходимой зрительной информации о нем — активируются процессы, связанные с отбором наиболее значимых объектов, то есть с вниманием. Внимание влияет на выбор точек фиксации взгляда, определяя, какая информация будет воспринята и в течение какого времени. Взаимосвязь внимания и движений глаз может существенно различаться: иногда направление взгляда однозначно связано с тем, какая информация находится в фокусе внимания, в других случаях информация, находящаяся в окресностях текущей фиксации не может быть воспринята — происходит т.н. эффект ослепления в отношении нерелевантной информации (Rock, Gutman, 1981; Simons, Chabris, 1999).
Исследования движений глаз начались в конце 19 века, когда Луи Жаваль обнаружил (упоминается в работе Edmund Huey, 1908), что при чтении глаза не движутся равномерно вдоль строк текста, а совершают короткие остановки, которые он назвал фиксациями, и резкие смещения между ними — саккады. Затем Edmund Huey (1908) создал первый айтрекер, который состоял из контактной линзы с отверстием для зрачка и алюминиевой указки. Он обнаружил, что при

латеральную префронтальную кору (Botvinick et al. 2001: Fan et al. 2005). Также, есть свидетельства активации этой системы при решении задач, включающих конфликт между центральным целевым стимулом и окружающими его стимулами, которые могут соответствовать или противоречить его значению (Botvinick et al. 2001; Fan et al. 2005). В настоящее время роль передней поясной извилины при экспериментальном изучении обнаружена в улучшении связи между этой областью и той сенсорной модальностью, к которой привлечено внимание испытуемого (Crottaz-Herbette, Menon, 2006). Эти результаты поддерживают общую идею о том, что активность коры поясной извилины участвует в регуляции активности других областей мозга, по меньшей мере сенсорных. Эксперименты также представляют возможность для выделения вклада разных областей внутри системы исполнительного контроля внимания (MacDonald et al., 2000). Согласно находкам в последних экспериментах с фМРТ, Познер предположил, что система исполнительного контроля внимания играет существенную роль в саморегуляции позитивных и негативных эмоций, а также в широкий круг когнитивных задач, лежащих в основе интеллектуальной деятельности (Duncan et al., 2000). Эта идея говорит о важной роли внимания при регуляции активности сенсорных, когнитивных и эмоциональных систем.
Для проверки того, действительно ли независимо действуют три предложенные Познером системы внимания, был разработан Attention Network Test (ANT). Отличительной особенностью теста было то, что он позволял оценить эффективность работы всех трех систем при решении одной и той же, искусно сформулированной задачи (Fan et al., 2002). Также, одной из особенностей теста было то, что он позволял оценить все три системы внимания за минимальное количество отдельных триалов. На выходе ANT представляет меру эффективности предупреждающей, ориентировочной и исполнительной (или разрешающей конфликты) функций внимания. Этот тест использовался для изучения внимания детей - как здоровых, так и с различными расстройствами, для взрослых - с пограничными личностными расстройствами, шизофренией, болезнью Альцгеймера и другими заболеваниями (Mezzacappa, 2004; Rueda et al., 2004; Bish et al., 2005; Sobin et al., 2004; Klein, 2003; Posner et al., 2002).
Кроме того, было обнаружено, что эффективность сети исполнительного контроля наследуется (Fan et al., 2001). Ранее стало известно, что есть небольшая негативная корреляция между быстродействием системы предупреждения и исполнительного контроля (Fossella et al., 2002). Некоторые работы