Системная организация поведения, связанного с произвольной и непроизвольной оценкой интервалов времени разной длительности

Настоящая работа посвящена анализу электрических потенциалов мозга, связанных с отчетными действиями в задаче сенсомоторного выбора, где испытуемые произвольно или непроизвольно оценивали время между предъявлением предупреждающего и пускового сигналов (ПрС и ПуС). В ходе экспериментального исследования на экране монитора равновероятно и в случайном порядке двум группам испытуемых предъявлялись два альтернативных сигнала, представляющих ПуС, – в виде одной и той же светлой вертикальной полоски на темном экране, но отличающихся временем появле- ния после ПрС (700 и 950 мс). Испытуемые 1-й группы при предъявлении любого альтернативного сигнала (ПуС) нажимали на одну и ту же клавишу; о различии во времени между предъявлениями ПрС и ПуС им не сообщалось. Испытуемых 2-й группы информировали о различии этих интервалов времени, и они должны были как можно быстрее нажимать на разные клавиши в зависимости от дли- тельности временного интервала между ПрС и ПуС. Показано, что длительность интервалов между предупреждающим и пусковым сигналами влияла на время ответа как в 1-й группе, так и во 2-й группе. Во 2-й группе испытуемых наблюдаются изменения характеристик негативной волны (CNV), развивающейся в интервале между ПрС и ПуС, в зависимости от изменения этого интервала. Найденные различия интерпретируются на основании предположения о существовании разных «уровней» оценки результатов действия, обеспечиваемых разными мозговыми механизмами.

Ключевые слова: время, сознание, ЭЭГ, системный подход

Рубрика: Психофизиология

Выявление микроструктуры действий – одна из важных и вместе с тем недостаточно  разработанных проблем психологии. Давно показано, что действие негомогенно. По мере  его развертывания уменьшается вариативность, возрастает степень дифференцированности в соотношении индивида и среды (Александров, 1989; Чуприкова, 1997).

Системный анализ действия с позиций теории функциональных систем позволил  сформулировать положение, согласно которому по мере развертывания действия происходит достижение этапных результатов и сличение их параметров с хранящимися в памяти  моделями. Завершается действие достижением и оценкой конечного результата (Анохин,  1975). Эта оценка – необходимый компонент процессов организации следующего действия в поведенческом континууме (Безденежных, 2004; Швырков, 1978). Также в ряде  работ приводятся аргументы в пользу того, что развертыванию действия и его завершению (или инициации) соответствуют разные уровни сознания: более высокие уровни соответствуют завершению и инициации действия, в то время как более низкие – его развертыванию (Зинченко, Моргунов, 1994; Damasio, 2000; Dennet, 1993; Tulving, 1985 и др.). Сравнительно распространенным в психофизиологической литературе является и то, что  содержание сознания представлено процессами сличения ожидаемых и реальных параметров стимулов или перцептивных состояний (см., например: Иваницкий, 1999; Edelman,  1989; Gray, 1995). 

Рассмотрение указанных представлений с позиций системной психофизиологии и  теории функциональных систем позволило сопоставить «поток сознания» (James, 1890)  с развертыванием поведенческого континуума (Александров, 1995; Александров, 2006;  Alexandrov, 1999; Alexandrov, Sams, 2005) как «континуума результатов» (Анохин, 1978).  Таким образом, рассматриваемые в качестве механизмов сознания процессы «сличения  ожидаемых и реальных параметров» имеют место на всем протяжении поведенческого  континуума: как во время реализации поведенческого акта, так и при его завершении.  Причем предвидятся и сличаются параметры не стимулов, а результатов – конечного и  этапных. 

Следовательно, можно сопоставить стадии развертывания поведенческого континуума с «потоком сознания» и сформулировать следующее положение: сознание может быть  сопоставлено с оценкой субъектом этапных и конечного результатов  своего поведения,  осуществляемой в процессе реализации поведения (как «внешнего», так и «внутреннего») и при его завершении; эта оценка определяется содержанием субъективного опыта и  ведет к его реорганизации (Alexandrov, 1999; Alexandrov, Sams, 2005).

Оценка результатов  собственного поведения, ведущая к реорганизации использованного опыта и формированию следующего поведения, может быть соотнесена с той функцией, которая традиционно  определяется как роль сознания в регуляции деятельности. Сличение реальных параметров  этапных результатов с ожидаемыми во время реализации поведенческого акта соответствует первому уровню сознания. Сличение реальных параметров конечного результата поведенческого акта с ожидаемыми (с целью) во время переходных процессов (от одного акта к  другому) соответствует второму (высшему) уровню сознания.

Показано, что разным уровням осознаваемости соответствуют разные характеристики  организации мозговой активности (см. обзор: Kotchoubey, 2005). Так, при разной степени  осознавания изменений среды или совершаемых движений различаются как амплитудные  характеристики ЭЭГ-потенциалов, так и топография мозговой активности вплоть до изменения состава активированных в данном поведении структур мозга и отдельных нейронов (Максимова, Александров, 1987; Kotchoubey, 2005 и др.). Приведенные здесь данные,  а также положения, сформулированные выше, позволяют предположить, что организация  мозговой активности при оценке конечных и этапных результатов поведения различна: параметры этих активностей соответствуют более высокому и более низкому уровням осознаваемости соответственно.

Целью настоящей работы является экспериментальная проверка  данного предположения.  Решение этой задачи, как мы полагаем, может обеспечить продвижение вперед в экспериментальном психофизиологическом изучении сознания, которое является одним из  наиболее перспективных и интенсивно разрабатываемых направлений развития  психофизиологии и экспериментальной психологии в последние годы (Rees et al., 2002; Lamme,  2003). В частности, становится возможным существенно уточнить представления о соответствии «потока сознания» и развертывания последовательного поведения при рассмотрении этого соответствия в терминах соотношения динамик уровней сознания и континуума результатов.

1. Александров Ю. И. Психофизиологическое значение активности центральных и периферических нейронов в поведении. М.: Наука, 1989.
2. Александров Ю. И. Сознание и эмоции // Теория деятельности и социальная практика. 3-й международный конгресс. М.: Изд-во «Физкультура, образование, наука», 1995. C. 5–6.
3. Александров Ю. И. Введение в системную психофизиологию // Психология XXI века / Под ред.  В. Н. Дружинина. М.: Пер Се, 2004. С. 39–85.
4. Александров Ю. И. От эмоций к сознанию // Психология творчества: Школа Я. А. Пономарева / Под  ред. Д. В. Ушакова. М.: Изд-во ИП РАН, 2006. С. 293–328. 
5. Анохин П. К. Очерки по физиологии функциональных систем. М.: Медицина, 1975.
6. Анохин П. К. Философские аспекты теории функциональной системы. М.: Наука, 1978.
7. Леонтьев А. Н. Психологические вопросы сознательности учения // Известия АПН РСФСР. 1947.  Вып. 7. С. 3–40.
8. Зинченко В. П., Моргунов Е. Б. Человек развивающийся. Очерки российской психологии. М.: Тривола,  1994.
9. Иваницкий А. М. Главная загадка природы: как на основе работы мозга возникают субъективные переживания // Психологический журнал. 1999. № 3. С. 93–104.
10. Лурия А. Р. Основы нейропсихологии. М: Academia, 2002.
11. Максимова Н. Е., Александров И. О. Типология медленных потенциалов мозга, нейрональная активность и динамика системной организации поведения // ЭЭГ и нейрональная активность в психофизиологических исследованиях. М.: Наука, 1987. С. 44–72.
12. Сидоренко Е. В. Методы математической обработки в психологии. СПб.: Речь, 2004.
13. Чуприкова Н. И. Психология умственного развития: принцип дифференциации. М.: Столетие, 1997.
14. Швырков В. Б. Что такое нейрональная активность и ЭЭГ с позиций системно-эволюционного подхода? // ЭЭГ и нейрональная активность в психофизиологических исследованиях. М.: Наука, 1987.  С. 5–23.
15. Швырков В. Б. Нейрофизиологическое изучение системных механизмов поведения. М.: Наука, 1978.
16. Уолтер Г. Живой мозг. М.: Мир, 1966.
17. Элькин Д. Г. Восприятие времени. М.: Изд. АПН РСФСР , 1962.
18. Alexandrov Y. I. Comparative Description of Consciousness and Emotion in the Framework of Systemic  Understanding of Behavioral Continuum and Individual Development // Neuronal bases and psychological  aspects of consciousness. 1999. Vol. 12. Р. 201–219.
19. Alexandrov Yu. I., Sams M. E. Emotion and consciousness: Ends of a continuum // Cognitive Brain Research.  2005. V. 25. P. 387–405.
20. Brebner J. A., Welford T. Introduction: an historical background sketch // Reaction Times. New York:  Academic Press, 1980. Р. 1–23.
21. Damasio A. R. The feeling of what happens. London: Vintage, 2000.
22. Dehaene S., Changeux J-P., Naccache L., Sackur J., Sergent C. Conscious, preconscious, and subliminal  processing: a testable taxonomy // Trends in Cognitive Sciences. 2006. Vol. 10. Р . 204–211. 
23. Del-Fava F., Ribeiro-do-Valle L.E. Relative contribution of expectancy and immediate arousal to the  facilitatory effect of an auditory accessory stimulus // Brazilian Journal of Medical and Biological Research.  2004. Vol. 37. Р. 1161—1174.
24. Dennett D. C. Consciousness explained. Penguin Books: London, 1993.
25. Edelman G. M. The remembered present. A biological theory of consciousness. N.Y.: Basic Books, 1989.
26. Elbert T., Urich R., Rockstron B., Lutzenberger W. The processing of temporal intervals reflected by CNV-like  brain potentials // Psychophysiology. 1991. Vol. 28. Р. 648–655.
27. Gray J. A. The content of consciousness: A neuropsychological conjecture // Behavior and Brain Sciences.  1995. Vol. 18. P. 659–722.
28. Griffin I. C., Miniussi C., Norbe A. C. Multiple mechanisms of selective attention: differential modulation of  stimulus processing by attention to space or time // Neuropsychologia. 2002. Vol. 40. Р. 2325–2340.
29. Hikosaka O., Nakamura K., Sakai K., Nakahara H. Central mechanisms of motor skill learning // Current  Opinion in Neurobiology. 2002. Vol. 12. Р. 217–222.
30. James W. Principles of psychology, New York: Holt, 1890.
31. Keller I., Heckhausen H. Readiness potentials preceding spontaneous motor acts: voluntary vs. involuntary  control // EEG. Clin. Neurophys. 1990. Vol. 6. Р. 351–361.
32. Kotchoubey B. Event-related potential measures of consciousness: two equations with three unknowns //  Prog. Brain Res. 2005. Vol. 150. P. 427–444.
33. Lamme V. A. F. Why visual attention and awareness are different // Trends in Cognitive Sciences. 2003.  Vol. 7. P. 12–18.
34. Lewis P. A., Miall R. C. Brain activation patterns during measurement of sub- and supra-second intervals //  Neuropsychologia. 2003. Vol. 41. P. 1583–1592.
35. Libet B. Neurophysiology of consciousness, Boston: Birkhauser Boston, Inc. 1993.
36. Loveless N., Sanford, A. Slow potential correlates of preparatory set // Biological Psychology. 1974. Vol. 1.  P. 303 – 314.
37. Macar F., Lejeune H, Bonnet M., Ferrara A., Pouthas V., Vidal F., Maquet P. Activation of the supplementary  motor area and of attention networks during temporal processing // Experimental Brain Research. 2002.  Vol. 142. P. 475–485.
38. Pfeuty M., Ragot R., Pouthas V. When time is up: CNV time course differentiates the roles of the hemispheres  in the discrimination of short tone durations // Experimental Brain Research. 2003. Vol. 151. P . 372–379.
39. Pouthas V., Garnero L., Ferrandez A-M., Renault B. ERPs and PET analysis of time perception: spatial and  temporal brain mapping during visual discrimination tasks // Human Brain Mapp. 2000. Vol. 10. P. 49–60.
40. Rees G., Kreiman G., Koch C. Neural correlates of consciousness in humans//Nat Rev Neurosci. 2002.  Vol. 3. P. 261–270.
41. Ruchkin D., McCalley M., Glaser E. Event related potentials and time estimation // Psychophysiology 1977.  Vol. 14. P. 451–455.
42. Searle J. R. Consciousness // Annual Review of Neuroscience. 2000. Vol. 23. P. 557—578.
43. Tulving E. Memory and consciousness // Canadian Psychology. 1985. Vol. 26. P. 1—12.