На протяжении многих лет проблема психофизиологического изучения мозговой организации опознания стимула сводилась к выявлению последовательных стадий обработки сенсорной информации, которая поступает в кору больших полушарий, а также к попыткам определить временные параметры каждой стадии и факторов, влияющих на эти параметры. Были выделены:
‑ стадия формирования зрительного образа;
‑ стадия сравнения его с образами, хранящимися в памяти, и перцептивного решения о соответствии между ними;
‑ стадия принятия решения о выборе произвольной реакции;
‑ стадия организации двигательного и речевого ответа.
Согласно одним представлениям (модель «исчерпывающего поиска»), эти стадии последовательно сменяют друг друга, т.е. очередная стадия процесса восприятия наступает только после окончания предыдущей. Модель «самооканчивающегося поиска» допускает параллельное осуществление двух процессов обработки информации, например сопоставления опознаваемого стимула с образами, хранящимися в памяти, и принятие перцептивного решения. Последнее может происходить до завершения этого сопоставления стимула с эталонами‑образами.
Все существующие в когнитивной психофизиологии модели до последнего времени рассматривали опознание стимула как результат восходящего («снизу–вверх») многоуровневого процесса обработки сенсорной информации, который начинается с анализа отдельных признаков сигнала в проекционных зонах коры больших полушарий и завершается при участии «высших ассоциативных центров» принятием решения и осознанием (вербализацией) сигнала. Согласно нейронной модели гештальта (у нас в стране она разрабатывается Е. Н. Соколовым, 1996), по мере последовательной передачи сенсорной информации от нижележащих мозговых образований в вышележащие нейроны разных уровней образуют иерархические структуры. Такая структура представляет собой пирамиду, основание которой составляют детекторы отдельных признаков стимула в проекционной коре, а вершину – гностические нейроны, на которые конвергируют нервные импульсы от детекторов элементарных и комплексных признаков. До недавнего времени считалось, что такая активированная гештальт‑пирамида иерархически организованных нейронов образует базисный механизм актов опознания и осознания.
|
|
Следует отметить, что и сторонники иерархической модели восприятия уже давно не рассматривают опознание как результат работы пассивного механизма, который приводится в действие поступающими сенсорными импульсами, а участие механизмов памяти в процессе опознания стимула только как оживление нейронного экрана, на который проецируется вводимая информация для ее сравнения с имеющимися образами. Все более очевидным становится понимание опознания как активного процесса, в котором мозг контролирует поступающие в кору потоки сенсорных импульсов. В течение длительного времени интерес исследователей был нацелен на выявление процессов в ассоциативных зонах коры больших полушарий, которые тормозят или облегчают обработку сенсорной импульсации на нижележащих уровнях – в подкорковых структурах и в проекционных корковых областях, т.е. осуществляют важнейшую функцию селекции стимулов.
|
|
Однако иерархическая модель восприятия, даже с этими оговорками о механизме активной селекции стимулов, не в состоянии объяснить случаи «предвзятости восприятия», примеры которого были приведены в данной главе, в частности факты иллюзорного восприятия, «когнитивного ослепления», роль контекста, в котором действует стимул; случаи, когда человек видит не то, что ему показывают, а то, что он «хочет» или «готов» увидеть. Необходимо найти объяснение всем этим фактам несоответствия, рассогласования между субъективным восприятием и объективной действительностью.
В последние годы взамен классической «восходящей» модели обработки сенсорной информации была предложена модель интеграции двусторонних, восходящих и нисходящих (bottom‑up и top‑down) процессов, составляющих основу опознания (Ingvar, 1998; Ullman, 1998). Эта модель была предложена в результате анализа ряда нейроанато‑мических и электрофизиологических данных, а также картирования головного мозга человека с помощью методов позитронно‑эмиссионной томографии (ПЭТ) и функционального ядерно‑магнитного резонанса (фЯМР).
Двусторонняя модель восприятия базируется на важном установленном факте: существует короткий скрытый период активации структур лобной коры, во время которого происходит быстрое оживление хранящихся в памяти образов, внутренних представлений, являющихся источником потока нисходящих нервных импульсов, составляющих важное звено в двустороннем процессе интеграции. Прямые доказательства существования прямых мощных, филогенетически новых связей постцентральных ассоциативных зрительных и слуховых зон коры с лобными областями были получены в опытах на обезьянах с помощью стрихнинной нейронографии еще в 1950‑е гг. известным нейрофизиологом В. Мак‑Каллохом. Длительное время этот интересный факт не учитывался при построении мозговых схем восприятия, так же как и многочисленные, полученные на животных и при исследовании людей данные об очень коротких скрытых периодах вызванной активности во фронтальных и префронтальных областях коры больших полушарий.
|
|
Эти данные служат весомым доказательством существования транскортикальных связей, по которым происходит быстрая передача нервных импульсов с постцентральных воспринимающих корковых зон к лобным областям. Транскортикальные expresslines составляют важное звено в механизме, обеспечивающем на основе частичной информации начальную быструю селекцию из памяти представления или понятия определенного класса, которое в наибольшей степени соответствует образу действующего стимула. Этим осуществляется предварительный анализ и интерпретация поступающей информации в высших речевых и когнитивных центрах фронтальных и префрон‑тальных областей уже на самых ранних стадиях процесса восприятия и создается возможность быстрой передачи результатов обработки информации в нижележащие корковые структуры, принимающие участие в опознании словесного или несловесного стимула.
С помощью современных методов картирования мозга обнаружено, что в коре больших полушарий наряду с классическими речевыми центрами Брока и Вернике имеются высшие центры речевых понятий и других высших когнитивных функций (в префронтальной области). Участие этой области в организации внутренних состояний показано с помощью фЯМР. Так, например, при выполнении Висконсинского теста сортирования карточек обнаружилось, что префронтальная корковая зона, а именно нижняя лобная извилина, играет существенную роль при смене когнитивных установок, когда в новой ситуации возникает необходимость торможения текущей установки и смене ее на новую, адекватную изменившимся условиям. (Критерием отбора карточек становится, допустим, не количество фигур, а их форма или цвет.)
Представление о том, что у человека важнейшей функцией префронтальной коры является торможение текущей когнитивной установки и формирование новой, адекватной изменившимся условиям, подтверждается данными, полученными при изучении больных с органическими повреждениями этой структуры. У таких больных нарушена способность сортирования карточек в Висконсинском тесте согласно определенному критерию, который у них должен выработаться на основе обратной связи (правильно–неправильно). Эти нарушения особенно сильно проявляются, когда испытуемые должны сменить так или иначе сформировавшийся у них внутренний критерий в соответствии с новыми условиями, о которых им сигнализируют стимулы обратной связи. Такие больные не в состоянии переключиться, сформировать новый критерий, адекватный изменившимся условиям, и продолжают решать задачу по‑старому.
К настоящему времени накоплено множество бесспорных данных о том, что лобная, в частности префронтальная, кора осуществляет оценку семантического значения вербального и невербального стимулов в зависимости от контекста, в котором они действуют, и от внутренних состояний (установок), сформировавшихся в результате прошлого опыта. Поэтому имеются веские основания считать эти структуры ключевыми в рассматриваемой модели интеграции двусторонних потоков нервных импульсов в процессах восприятия, а именно ее нисходящего (top–down) звена.
Нетрудно заметить, что идея об опознании внешнего сигнала как результата взаимодействия двух потоков нервных импульсов, восходящего и нисходящего, имеет непосредственное концептуальное отношение к проблеме естественнонаучного объяснения феномена когнитивной установки. Модель интеграции двух потоков может быть с успехом использована в психофизиологических исследованиях, в которых делаются попытки выяснить основу влияния установки на восприятие внешних объектов и их оценку.
В описании модели интеграции двусторонних нервных импульсов подчеркивается центральная роль нисходящих из фронтальной и префронтальной коры потоков нервных импульсов, которую они играют в процессах восприятия у человека и с деятельностью которых связаны внутренние состояния, высшие когнитивные и вербальные функции. Теория установки также предполагает, что в результате взаимодействия субъекта с окружающей средой формируется некое внутреннее состояние, влияющее на функцию восприятия внешних объектов и организацию целостного поведенческого акта. Мы уже говорили о том, что с помощью метода фЯМР установлена связь смены когнитивных установок с активацией определенного участка префронтальной коры. Спектральный и когерентный анализ корковой электрической активности выявил усиление активации в лобной области на стадии эксперимента, когда возникает необходимость сменить сформированную ранее установку на новую, адекватную изменившимся условиям. Эти факты говорят о том, что при рассогласовании между сформированной ранее установкой и новыми стимулами усиливается активация передних отделов коры больших полушарий. У нас имеются веские основания считать, что «ослепляющий» эффект вербальной установки связан с преобладанием нисходящих влияний над восходящими сенсорными импульсами от новых стимулов‑слов.
Логика наших рассуждений такова: в результате многократного предъявления псевдослов формируется установка на их чтение; при замене псевдослов на обычные русские слова в течение некоторого периода времени не происходит смены старой установки на новую, в результате чего субъект воспринимает слова как псевдослова. Происходит рассогласование между восходящими сенсорными импульсами от новых стимулов и нисходящими потоками нервных импульсов все еще действующей старой установки. По мере повторения проб с предъявлением слов и угасания эффекта установки на псевдослова происходит переобучение, когда формируется новая установка, проходит рассогласование между восходящими и нисходящими потоками нервных импульсов и исчезает «словесная слепота».
На основе двусторонней модели восприятия можно предложить логическую схему развития и контрастных иллюзий, которые наблюдаются в опытах с невербальными зрительными стимулами. Напомним, что в экспериментах с изображением кругов на установочной стадии на экране в 15 пробах повторно предъявляется слева круг меньшей, чем круг справа, величины. Когда на тестирующей стадии эксперимента вместо маленького круга предъявляется такой же круг, как и справа, то происходит рассогласование между этим новым стимулом слева и внутренним представлением о соотносительной величине кругов слева и справа, которое сформировалось ранее в установочной стадии.
Это усиливает селективное внимание к опознаваемому стимулу, а следовательно, и к усилению локальной активации, особенно тех корковых зон, которые участвуют в пространственном анализе окружности, предъявляемой слева, так как именно здесь расположен объект рассогласования. В ответ на предъявление двух окружностей равной величины стимул слева вызывает активацию большего числа корковых нейронов, чем стимулы справа. По‑видимому, это и лежит в основе контрастной иллюзии. По мере повторения проб и формирования неосознаваемой установки, адекватной новой ситуации, ослабевает локальная корковая активации, которая вызывалась рассогласованием между новыми стимулами и старой установкой, что и приводит к исчезновению контрастной зрительной иллюзии.
Итак, при повторных предъявлениях стимула каждый раз сравнивается, тестируется восходящая сенсорная информация с установкой, хранящейся в памяти. В результате подобного взаимодействия двух потоков нервных импульсов при рассогласовании поступающей извне информации с внутренним представлением усиливается селективная активация в участках коры, где происходит обработка этой информации. Такое «нисходящее» усиление локальной активации происходит каждый раз, пока внутреннее представление (установка) не приводится по мере повторения проб в соответствие с действующими в новой ситуации стимулами.