Портал психологических изданий PsyJournals.ru
ОТКРЫТЫЙ ДОСТУП К НАУЧНЫМ ИЗДАНИЯМ 
Каталог изданий 86Рубрики 51Авторы 7385Ключевые слова 17765 Online-сборники NEW! 1 АвторамИздателямRSS RSS
ВАК РИНЦ ВИНИТИ Web of Science EBSCO Ulrichsweb DOAJ ERIH PLUS
CrossRef

Экспериментальная психология

Издатель: Московский государственный психолого-педагогический университет

ISSN (печатная версия): 2072-7593

ISSN (online): 2311-7036

DOI: http://dx.doi.org/10.17759/exppsy

Издается с 2008 года

Периодичность: 4 номера в год

Доступ к электронным архивам: открытый

 

Отображение семантических категорий в электрической активности мозга * 960

Данилова Н. Н., доктор психологических наук, МГУ им. М. В. Ломоносова, кафедра психофизиологии, danilovan@mail.ru
Ушакова Т.Н., доктор психологических наук, Институт психологии РАН, академик РАО, профессор, главный научный сотрудник Института психологии РАН, Москва, Россия, tn.ushakova@gmail.com
Волков Г.В., психолог, выпускник факультета психологии МГУ им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия, gink@mail.ru
Плигина А.М., психолог, выпускница факультета психологии МГУ им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия, annakondrashova@gmail.com
Страбыкина Е.А., кандидат физико-математических наук, факультет ВМК МГУ им. М. В. Ломоносова, Москва, Россия, eapopova@gmail.com

Аннотация

Взаимодействие коры с подкорковыми структурами мозга является ключевым для понимания мозговых механизмов семантической категоризации. Однако роль осцилляторной активности мозга человека, обеспечивающая эту коммуникацию, недостаточно изучена. Мы исследовали взаимодействие структур мозга человека во время решения задач на категоризацию зрительно предъявляемых слов, принадлежащих двум доменам: «животные» и «предметы». Для этой цели был использован авторский метод «микроструктурный анализ осцилляторной активности мозга», определяющий локализации в структурах мозга дипольных источников активированных частотно-селективных генераторов. Показано различие процессов категоризации для доменов «животные» и «предметы». Отнесение слов к категории «животные» выполнялось более успешно, с более коротким латентным периодом моторной реакции, и вызывало большую активность частотно-селективных тета-генераторов в височной доле (Fusiform G.), в экстраокципитальной коре (Lingual G., поле Бродмана 19) и в переднем ядре таламуса (AN) в сравнении со словами – названиями предметов. Выявлена антиципация категории предъявляемых слов. Перед предъявлением слов – названий предметов усиливалась активность тета-генераторов и уменьшалась активность альфа-генераторов, что указывало на дополнительную активацию процессов памяти и внимания, которые возникали при ожидании сложной задачи, какой являлась категоризация слов – названий предметов.

Ключевые слова: семантическая категоризация, осцилляторная активность мозга, частотноселективные тета- и альфа-генераторы, дипольные источники, антиципация

Рубрика: Психофизиология

Тип: научная статья

* Работа поддержана грантами РГНФ № 11-06-01113а «Структурная организация вербальной семантики и возможности ее исследования психофизиологическим, акустическим и лингвопсихологическим методами» и № 13-06-00312 «Выявление психофизиологических механизмов когнитивных способностей человека авторским методом микроструктурного анализа осцилляторной активности мозга».

Ссылка для цитирования

Фрагмент статьи

Информация об окружающем мире представлена в памяти не только репрезентациями в виде отдельных объектов, ландшафтов, ситуаций, действий, событий, но и в форме их обобщений, категорий. Категоризация – жизненно важный когнитивный процесс, позволяющий правильно идентифицировать любой объект, событие и связывать его с соответствующим поведением. Запоминание новых объектов (стимулов) и их опознание также предполагает участие процесса категоризации, направленного как на сами объекты, так и на действия, которыми требуется на них отвечать. Изучение нейрональных механизмов категоризации ведется в трех основных направлениях: изучаются процессы и структуры мозга, вовлеченные в репрезентации категорий самих объектов; исследуется, как выбирается действие или поведение, которое связывается с объектом, и как оно обобщается; изучается, как влияет тренировка, память на динамику процесса формирования категории. Исследования проводятся на животных, часто с регистрацией нейронной активности, и на людях в основном с применением метода функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ).

Категоризация – критический и динамический аспекты принятия решения, механизм которого еще не ясен. Одна из тем, которая интересует исследователей, – какой вклад в процессы категоризации вносят различные области коры мозга. По этой теме мнения разделились. Крайнюю позицию занимают исследователи, утверждающие, что формирование категорий связано с функцией фронтальной коры, а височная кора включена в обработку только физических параметров стимула (Freedman et al., 2003). Промежуточная позиция выразилась в заключении, что фронтальная кора включена в анализ и формирование абстрактных категорий (Grinband et al., 2006). Авторы, используя метод фМРТ и варьируя неопределенностью категорий, выявили участие двух областей фронтальной доли в процессах категоризации. Одна обнаружена в медиальной фронтальной коре (ВА8), другая в передней фронтальной коре – передней инсулярной коре (anterior insula – АI). Они показали связь активности в ВА8 и АI с изменением категориальной неопределенности, которая управлялась через расширение или сужение границ категорий.

Литература
  1. Александров И. О. Формирование структуры индивидуального знания. М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 2006.
  2. Безденежных Б. Н. Динамика взаимодействия функциональных систем в структуре деятельности. М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 2004.
  3. Греченко Т. Н. Пейсмекерная активность нейронов: происхождение и функции // Нейрон (обработка сигналов, пластичность, моделирование). Изд. Тюменского гос. университета, «Компания Мир»,2008. С. 324–433.
  4. Греченко Т. Н. Осцилляторы развивающегося организма // Современная экспериментальная психология / Под ред. В. А. Барабанщикова. М.: Изд-во ИП РАН, Т. 1. 2011. С. 413–427.
  5. Греченко Т. Н. Биологические механизмы социализации // Экспериментальный метод в структуре психологического знания. М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 2012. С. 816–821.
  6. Данилова Н. Н. Частотная специфичность осцилляторов гамма-ритма //Российский психологический журнал. 2005. Т. 3. № 2. С. 35–60.
  7. Данилова Н. Н. Роль высокочастотных ритмов электрической активности мозга в обеспечении психических процессов // Психология. Журнал Высшей школы экономики. 2006. Т. 3. № 2. С. 62–72.
  8. Данилова Н. Н. Неинвазивное отображение активности локальных нейронных сетей у человека по данным многоканальной регистрации ЭЭГ // Психология. Журнал Высшей школы экономики. 2009. Т. 6. № 1. С. 114–131.
  9. Данилова Н. Н., Быкова Н. Б. Осцилляторная активность мозга и информационные процессы // Психология. Современные направления междисциплинарных исследований / Под ред. А. Журавлева, Н. Тарабриной. М.: Изд-во ИП РАН, 2003. С. 271–283.
  10. Данилова Н. Н., Быкова Н. Б., Анисимов Н. В., Пирогов Ю. А., Соколов Е. Н. Гамма-ритм электрической активности мозга человека в сенсорном кодировании // Биомедицинская радиоэлектроника. 2002. Т. 3. С. 34–42.
  11. Данилова Н. Н., Быкова Н. Б., Пирогов Ю. А., Соколов Е. Н. Исследование частотной специфичности осцилляторов гамма-ритма методами дипольного анализа и анатомической магнитно-резонансной томографии // Биомедицинские технологии и радиоэлектроника. 2005. Т. 4–5. С. 89–97.
  12. Данилова Н. Н., Дмитриева Е. С. Влияния сна и бодрствования на пространственное распределение активности узкополосных гамма-осцилляторов, вовлекаемых в процесс сенсорного кодирования человека. Актуальные проблемы сомнологии // III Всероссийская конференция с международным участием. Тезисы докладов. СПб.: Отделение биологических наук РАН, 2002. С. 28–29.
  13. Данилова Н. Н., Лукьянчикова М. С. Осцилляторная активность мозга в рабочей памяти // Вестник Моск. ун-та. Серия 14. Психология. 2008. Т. 3. 2008. С. 37–53.
  14. Данилова Н. Н., Страбыкина Е. А. Частотно-селективные генераторы осцилляторной активности мозга и их роль в процессах рабочей памяти // Современная экспериментальная психология / Под ред. В. А. Барабанщикова Т. 1. 2011. С. 429–478.
  15. Данилова Н. Н., Страбыкина Е. Н., Плигина А. М. Осцилляторная активность мозга – базовый механизм управления когнитивными процессами // Экспериментальный метод в структуре психологического знания / Под ред. В. А. Барабанщикова. М.: Институт психологии РАН, 2012. С. 762–767.
  16. Данилова Н. Н., Ушакова Т. Н. Психофизиологические механизмы формирования и актуализации семантических категорий // Человек, субъект, личность в современной психологии. Материалы Международной научной конференции, посвященной 80-летию А. В. Брушлинского. М.: Изд-во «Институт психологии РАН», 2013. Т. 3. С. 143–146.
  17. Марченко О. П. Электрические потенциалы мозга, связанные с категоризацией названий одушевленных и неодушевленных объектов // Экспериментальная психология. 2010. Т. 3. № 1. С. 5–29.
  18. Соколов Е. Н. Восприятие и условный рефлекс: Новый взгляд. М.: УМК «Психология», 2003.
  19. Ушакова Т. Н. Рождение слова. Проблемы психологии речи и психолингвистики. М.: Изд-во «Ин-т психологии РАН», 2012.
  20. Ушакова Т. Н., Павлова Н. Д., Зачесова И. А. Речь человека в общении. М.: «Наука», 1989.
  21. Abutalebi J., Miozzo A., Cappa S. F. Do subcortical structures control “language selection” in polyglots? Evidence from pathological language mixing // Neurocase. 2000. V. 6. P. 51–56.
  22. Beck D. M., Kastner S. Stimulus context modulates competition in human extrastriate cortex // Nat Neurosci. 2005. V. 8. P. 1110–1116.
  23. Begleiter H., Porjesz B. Genetics of human brain oscillations // International Journal of Psychophysiology. 2006. V. 60. P. 162–171.
  24. Buzsaki G. Rhythms of the Brain. Oxford University Press, 2006.
  25. Crinion J., Hirsch J., Ferrera V. P. Language control in the bilingual brain // Science. 2006. V. 312. P. 1537–1540.
  26. Danilova N. N., Strabykina E. A. Frequency-selective EEG generators of oscillatory brain activity allow identifying processes of a working memory // International Journal of Psychophysiology. 2010. V. 77. P. 208.
  27. Danilova N. N. Imaging Processes of Working Memory by Localization of Activated Frequency-Selective EEG Generators // Psychology in Russia, State of the Art. M.: MSU, 2010. V. 3. P. 287–300.
  28. Desimone R., Duncan J. Neural mechanisms of selective visual attention // Annu Rev Neurosci. 1995. V. 18. P. 193–222.
  29. Frank M. J. Dynamic dopamine modulation in the basal ganglia: A neurocomputational account of cognitive deficits in medicated and non-medicated Parkinsonism // Journal of Cognitive Neuroscience. 2005. V. 17. P. 51–72.
  30. Frank M. J. Hold your horses: A dynamic computational role for the subthalamic nucleus in decision making // Neural Networks. 2006. V. 19. P. 1120–1136.
  31. Freedman D. I., Riesenhuber M., Poggio I., Miller F. K. A comparison of primate prefrontal and interior temporal cortices during visual categorization // Journal of Neuroscience. 2003. V. 23. P. 5235–5246.
  32. Grinband J., Hirch J., Ferrera V. P. A neural representation of categorization uncertainty in the brain // Neuron. 2006. V. 49. P. 757–763.
  33. Kalenine S., Bonthoux F. Adults differently process taxonomic and thematic semantic relations according to object kinds // Proceedings of the European Cognitive Science Conference. Delphi, Greece: Lawrence Erlbaum Associates. 2007. P. 95–100.
  34. Kamarajan C., Porjesz B., Jones K. A., Choi K., Chorlian D. B., Padmanabhapillai A., Rangaswamy M., Stimus A. T., Begleiter H. The role of brain oscillations as functional correlates of cognitive systems: a study of frontal inhibitory control in alcoholism // International Journal of Psychophysiology. 2004. V. 51. P. 155–180.
  35. Kastner S., De Weerd P., Desimone R., Ungerleider L. G. Mechanisms of directed attention in the human extrastriate cortex as revealed by functional MRI // Science. 1998. V. 282. P. 108–111.
  36. Kazantsev V. B., Nekorkin V. I., Makarenko V. I., Llinas R. Self-referential phase reset based on inferior olive oscillator dynamics // PNAS. 2004. V. 101. № 52. P. 18183–18188.
  37. Kiefer M. Repetition-priming modulates category-related effects on event-related potentials: further evidence for multiple cortical semantic systems // Journal of Cognitive Neuroscience. 2005. V. 17. P. 199–210.
  38. Klein D., Watkins K. E., Zatorre R. J., Milner B. Word and nonword repetition in bilingual subjects: a PET study // Hum Brain Mapp. 2006. V. 27. P. 153–161.
  39. Llinas R. R. Inferior olive oscillation as the temporal basis for motricity and oscillatory reset as the basis for motor error correction // Neuroscience. 2009. V. 162. № 3. P. 797–804.
  40. McCarthy G., Puce A., Gore J. C., Allison T. Face-specific processing in the human fisurorm gyrus // Journal of Cognitive Neuroscience. 1997. V. 9. P. 605–610.
  41. Miskovic V., Ashbaugh A. R., Santesso D., McCabe R. E., Antony M. M., Schmidt L. A. Frontal brain oscillations and social anxiety: A cross-frequency spectral analysis during baseline and speech anticipation // Biological Psychology. V. 83. 2010. P. 125–132.
  42. Morris G., Nevet A., Bergman H. Anatomical funneling, sparse connectivity, and redundancy reduction in the neural networks of the basal ganglia // Journal of Physiology. 2003. V. 97. P. 581–589.
  43. Reynolds J. H., Chelazzi L., Desimone R. Competitive mechanisms subserve attention in macaque areas. V2 and V4 // J. Neurosci. 1999. V. 19. P. 1736–1753.
  44. Rüschemeyer S. A., Fiebach C. J., Kempe V., Friederici A. D. Processing lexical semantic and syntactic information in first and second language: fMRI evidence from German and Russian // Hum Brain Mapp. 2005. V. 25. Р. 266–286.
  45. Pedroarena Ch., Llinas R. Dendritic calcium conductances generate high-frequency oscillation in thalamocortical neurons // PNAS. 1997. V. 94. Р. 724–728.
  46. Seger C. A., Cincotta C. M. The roles of the caudate nucleus in human classification learning // Journal of Neuroscience. 2005. V. 25. P. 2941–2951.
  47. Seger C. A. How do the basal ganglia contribute to categorization? Their role in generalization, response selection and learning via feedback // Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 2008. V. 32. Р. 265–278.
  48. Singer W., Gray C. M. Visual feature integration and the temporal correlation hypothesis // Annual Rev. Neurosci. 1995. V. 18. P. 555–586.
  49. Talairach J., Tournoux P. Co-Planar Stereotactic Atlas of the Human Brain. New York: Theime Medical. 1988.
  50. Tan L., Chen L., Yip V., Chan A., Yang J., Gao J., Siok W. Activity levels in the left hemisphere caudate – fusiform circuit predict how well a second language will be learned // PNAS. 2011. V. 108. № 6. P. 2540–2544.
  51. Yener G. G., Güntekin B., Öniz A., Başar E. Increased frontal phase-locking of event-related theta oscillations in Alzheimer patients treated with cholinesterase inhibitors // International Journal of Psychophysiology. 2007. V. 64. P. 46–52.
 
О проекте PsyJournals.ruЛауреат XIV национального психологического конкурса «Золотая Психея» по итогам 2012 года

© 1997–2018 Портал психологических изданий PsyJournals.ru  Все права защищены

Свидетельство регистрации СМИ Эл № ФС77-66447 от 14 июля 2016 г.

Издатель: ФГБОУ ВО МГППУ

Лауреат XIV национального психологического конкурса «Золотая Психея» по итогам 2012 года

RSS-анонсы журналов Psyjournals на facebook Группа Psyjournals Вконтакте Twitter Psyjournals Psyjournals на Youtube
Индекс цитирования Яндекс.Метрика