Когнитология

41

испытуемого, особенностей когнитивной задачи и инструкции, предъявленной испытуемому в эксперименте

Рис. 10. Основные диапазоны латентностей на примере слухового ВП см. текст).Шкала по оси времени – логарифмическая. Шкала по оси амплитуды различная на трех фрагментах графика, так как записи получены в разных экспериментальных условиях. (Семинар НУГ когнитивной психофизиологии октябрь 2012. Б.В.Чернышев)

индивидуальности испытуемого:

-индивидуальные особенности мозговых и психических процессов

-индивидуальные особенности геометрии мозга и черепа

(включая мотивацию), технических особенностей регистрации и обработки (выбор референтного электрода, частотная фильтрация и др.) случайных факторов (наложение шума и артефактов) – зависит от числа реализаций в усреднении и от качества записи

5

10

15

42

-250[мкВ]	-200	-150	-100	-50	0	50	100	150	200	250	300	350	400	450	500	550	600	650	700	[мс]
																				Cz
-15
-10																			Stim Code-1
-5																			Stim Code-2
0
5
10
15
-250[мкВ]	-200	-150	-100	-50	0	50	100	150	200	250	300	350	400	450	500	550	600	650	700	[мс]

Рис. 11. Вызванные потенциалы на стимулы при отсутствии внимания (синяя линия) и при наличии внимания к стимулу (красная линия) – методика одд-болл. Обратите внимание, что линии не совпадают и в предстимульном интервале (из-за случайных процессов). (Семинар НУГ когнитивной психофизиологии октябрь 2012. Б.В.Чернышев)

Типичные методики изучения ВП как коррелятов когнитивных процессов. Для изучения ранних сенсорных ВП достаточно подавать многократно одинаковые стимулы. От испытуемого ничего не требуется (он может бодрствовать, читать книгу, спать, находиться под наркозом и т.п. Стимулы следуют быстро друг за другом, что дает возможность в одном эксперименте записать тысячи, и даже десятки тысяч предъявлений. Широко используется в клинике и для исследования физиологии сенсорных систем.

Для изучения когнитивных поздних ВП необходима соответствующая когнитивная задача. Количество предъявлений вынужденно становится меньше (чем сложнее задача, тем меньше можно подать стимулов за один эксперимент). Иногда эксперимент повторяют несколько дней подряд для накопления статистики.

Целевой стимул (target) – стимул, в ответ на который испытуемый должен что-то сделать (подсчитывать стимулы в уме, нажимать на кнопку и т.п.).

Нецелевой стимул (non-target) – стимул, в ответ на который испытуемому делать ничего не надо.

Активный одд-болл (парадигма необычного стимула - oddball): Испытуемый должен считать про себя или нажимать на кнопку в ответ на редкий целевой стимул S1 и игнорировать частый, нецелевой стимул S2.

43

S2, S2, S1, S2, S2, S2, S2, S1, S2, S2, S2, S1, S2, S1, S2…

Дополнительно в последовательность стимулов нередко вводят новые стимулы (неожиданные для испытуемого) – это позволяет сравнить произвольное внимание в ответ на целевой стимул с непроизвольным вниманием (ориентировочной реакцией) на новизну.

Пассивный одд-болл: происходит аналогично, но испытуемому не дают никакой инструкции (в слуховых задачах испытуемых нередко просят читать какую-нибудь книгу).

Частый стимул называют «стандартным», а редкий – «девиантным», или «сигналом». Девиантный стимул взывает непроизвольную ориентировочную реакцию даже в пассивном одд-болле.

Go/NoGo: похож на активный одд-болл, однако согласно инструкции испытуемый должен производить какое-либо действие со всеми стимулами кроме тех стимулов, которые удовлетворяют какому-либо заданному критерию. Т.е. если в активном одд-болле испытуемый должен совершить действие на редкий стимул, то в Go/NoGo, наоборот, он должен воздержаться от действия после редкого стимула.

Sustained Attention to Response Task (SART) –

стандартизированный вариант Go/NoGo. Часто используется в клинических исследованиях для определения бдительности (устойчивого внимания) пациента. Как правило, испытуемый должен нажимать в ответ почти на все предъявляемые ему на экране цифры в диапазоне 0 - 9, но воздерживаться от реакции на одну какую-нибудь заранее заданную цифру – например, цифру 3.

Методика для изучения мигания внимания – похоже на одд-болл (целевых стимулов меньше, чем нецелевых), однако стимулы подают достаточно быстро, и назначают два разных целевых стимула, которые время от времени оказываются близко друг от друга по времени. Если второй целевой следует через 300-400 мс после первого, то второй обычно не опознается и не запоминается испытуемым (мигание внимания). Нецелевые стимулы при этом опознаются!

Также используется много других зрительных методик – зрительный поиск, зрительный прайминг и др.

44

Экзогенные компоненты ВП (на примере слуховых ВП) Слуховой P1 имеет пиковую латентность около 50 мс.

Комплекс P1-N1-P2 - собственно ответ на стимул,

Рис.	. (По:
Гнездицкий
а. Ответ	P1-N1-P2

собственно ответ на стимул (V-волна), N2 - 170 мс и Р3(300) -

357 мс.

б. Ответ на тот же стимул без его опознания (V-волна);

а-б. Разность между ответами в условиях его распознавания и ответов на этот стимул в стандартных условиях без распознавания. Восприятие (ощущение) начинается на 76 мс, опознание и дифференцировка - компонент N2 - 170 мс, принятие решения и запоминание - компонент РЗ - 354 мс.

возникающий независимо от инструкции испытуемому. Наиболее выражен в вертексе (Cz). Ранее этот комплекс рассматривали как единое явление и называли «вертекс-

потенциал» или «V-волна».

В настоящее время все три компонента рассматриваются как самостоятельные явления.

Все три компонента являются преимущественно экзогенными, так как зависят преимущественно от характеристик стимула. Соответственно, все три компонента

45

можно соотнести с автоматизированными процессами предвнимания.

При этом они могут в небольшой степени модулироваться когнитивными процессами!

P1. Слуховой P1 имеет пиковую латентность около 50 мс. Комплекс P1-N1-P2 - собственно ответ на стимул,

возникающий независимо от инструкции испытуемому. Наиболее выражен в вертексе (Cz). Ранее этот комплекс рассматривали как единое явление и называли «вертекспотенциал» или «V-волна».

В настоящее время все три компонента рассматриваются как самостоятельные явления.

Все три компонента являются преимущественно экзогенными, так как зависят преимущественно от характеристик стимула. Соответственно, все три компонента можно соотнести с автоматизированными процессами предвнимания.

При этом они могут в небольшой степени модулироваться когнитивными процессами!

N1, или N100. Слуховой N1 имеет пиковую латентность от 80 до 120 мс, выражен во фронтоцентральной области скальпа (включая вертекс).

Состоит из нескольких субкомпонентов, часть из которых генерируется в слуховой коре (извилины Гешля на дорсальной поверхности височных долей) – первичной и ассоциативной.

Возникает на неожиданный стимул, связанный с резким изменение сенсорного воздействия (включение стимула, изменение частоты или интенсивности длительного стимула, или выключение длительного стимула) даже в отсутствии задания испытуемому.

Амплитуда сильно зависит от параметров стимула и межстимульного интервала. Амплитуда N1 растет (с насыщением!) при возрастании громкости стимула и при увеличении межстимульного интервала.

Сильно зависит от предсказуемости момента появления стимулов – становится слабее при повторении стимулов. Полностью исчезает, если испытуемый сам себе включает стимул.

46

Амплитуда N1 больше при высоком уровне бдительности. Возникает не только при бодрствовании, но и во сне (с уменьшенной амплитудой).

Амплитуда N1 увеличивается при внимании, а также при более эффективном выполнении задания. Амплитуда изменяется в зависимости от мотивации испытуемого (варьирование вознаграждения).

Предполагается, что модуляция N1 в связи со вниманием обусловлена частичным наложением на него отрицательных компонентов, тесно связанных со вниманием – негативности рассогласования и процессной негативности (разностной негативности).

P2, или P200. Слуховой P2 имеет пиковую латентность от 150 до 275 мс, наиболее выражен в области вертекса. Генерируется хотя бы частично в слуховой коре.

Ранее P2 считали частью вертекс-потенциала (V-волны), однако в настоящее время рассматривается как самостоятельное явление.

По многим свойствам похож на N1 (зависит от физических параметров стимула) – однако, подобно P3, в некоторых условиях может быть увеличен на целевые стимулы в сравнении с нецелевыми.

Амплитуда P2 уменьшается при внимании. Предполагается, что модуляция P2 в связи со вниманием обусловлена частичным наложением на него отрицательных компонентов, тесно связанных со вниманием – негативности рассогласования и процессной негативности (разностной негативности) (см. далее).

Негативные потенциалы, накладывающиеся на N1, P2 и N2

Негативность рассогласования. Негативность рассогласования (НР) – mismatch negativity (MMN) (Открыта Р.Наатаненом) – разность между девиантным и стандартным стимулами в одд-болле. Достигает максимума между 160 – 220 мс, максимально выражена в центральных отведениях по средней линии. Может накладываться на N1, P2 и N2.

Иногда НР называют N2a (в этом случае классический N2 получает название N2b).

47

Негативность рассогласования является автоматическим процессом сравнения текущего стимула со следом от предыдущего. Она возникает независимо от инструкции или от произвольного внимания испытуемого (предвнимание).

Тем не менее, НР подавляется на сигналы в одно ухо, если испытуемый активно направляет внимание на сигналы в другом ухе.

Процессная негативность. Процессная негативность

(ПН) – processing negativity (PN) (Наатанен) – разность между нецелевым стимулом в значимом (релевантном) канале и нецелевым же стимулом в незначимом (нерелевантном) канале. Для таких экспериментов требуется иметь два потока стимулов

– на один из них испытуемый обращает внимание (например, в одно ухо), а второй игнорируется им (во второе ухо). Иными словами, нужны четыре стимула, которые образуют два параллельно идущих одд-болла, один из которых по инструкции активный, а другой – игнорируемый. Либо производится сравнение активного и пассивного одд-болла (при чтении книги).

По времени примерно соответствует негативности рассогласования.

Рис. 12а.	от
разницы по	девиантным
стимулом	различают
стимулы	записи).

48

Разностная негативность (РН) (Nd) (Хилльярд) –

фактически примерно то же самое, что процессная негативность по Наатанену. Однако Наатанен подводит теоретическую базу под их различия.

Метафора, как средство порождения нового знания.

На настоящий момент широкое распространение получили исследования когнитивного потенциала метафоры в получении научного знания. В современной научной парадигме принят когнитивный подход к рассмотрению метафоры.

"Наша обыденная понятийная система, в рамках которой мы думаем и действуем, по сути своей метафорична" (Лакофф, Джонсон 2004). Такой подход позволил окончательно вывести метафору за рамки языковой системы и рассматривать ее как феномен взаимодействия языка, мышления и культуры.

Метафору в современной когнитивистике принято определять как (основную) ментальную операцию, как способ познания, категоризации, концептуализации, оценки и объяснения мира (Будаев Э. В., 2007).

Дж. Джейнс предложил оригинальную гипотезу об исторической динамике межполушарной функциональной асимметрии головного мозга человека, отраженной в письменных источниках различных исторических эпох. Он связывал эволюцию сознания со способностью к метафоризации и считал, что, метафора - это способ расширения нашего понимания мира, экспансии человеческого сознания. Как отмечал Дж. Джейнс, "абстрактные концепты формируются с помощью конкретных метафор" (Jaynes J., 1976) но большинство людей не осознает метафоричности многих слов - "слова, обозначающие абстрактные понятия, как древние монеты, чье изображение стерлось от частого использования" (Jaynes J., 1976). По Дж. Джейнсу, понять - это значит найти хорошую метафору, подобрать хорошо знакомый и связанный с нашими сенсорными ощущениями образ для осмысления неизвестного и малопонятного.

С позиции когнитивной лингвистики, метафора, с одной стороны, «предполагает «многослойное сгущение мысли», приводящее в движение те механизмы ментальных процессов, что основаны на нашем подсознательном, генетическом знании» (Молчанова Г.Г., 2001); с другой стороны, она

49

«пронизывает всю нашу повседневную жизнь и проявляется не только в языке, но и в мышлении и действии» (Лакофф Дж., Джонсон М., 2004) а также представляется средством выражения ментальных процессов, основанным на культурных, национальных и социальных особенностях.

Результаты многочисленных исследований дают основания когнитологам считать, что метафора является одним из основных средств порождения нового знания.

Выделяют несколько направлений в интерпретации метафоры (Кузоятова О.С., 2011):

-теория концептуальной метафоры (Лакофф, Джонсон, 1990, 2004, Лакофф [1987, 1993, 1996), Drewer, 2005, Jakel, 1997);

-дескрипторная теория метафоры (Баранов, 2003);

-теория метафорического моделирования (Чудинов, 2001, 2003, 2008), Керимов, 2006, Пшенкин, 2006);

-теория интеракции (Ricreur, 1978, 1991, Black, 1990, Richards, 1990.

Теория концептуальной метафоры была предложена и разработана американскими учеными Дж. Лакоффом и М. Джонсоном. В основе данной теории лежит утверждение о том, что по своей природе метафора является главным механизмом, посредством которого мы осмысливаем абстрактные понятия и представляем абстрактные рассуждения. Авторы пишут о том, что метафора по своей сущности когнитивна, концептуальна, не является языковым средством по природе, а метафорический язык является лишь поверхностным проявлениям когнитивной, концептуальной метафоры (Lakoff G., 1993).

Смысл метафоры, как считают Лакофф Дж., Джонсон М. (2004) заключается в «понимании и переживании сущности одного вида в терминах сущности другого вида».

По мнению Дж.Лакоффа, привлечение метафоры для понимания опыта - один из важнейших триумфов человеческого мышления. Рациональное мышление в значительной мере опирается на метафорические модели. Любой адекватный подход к рациональности требует использования воображения, а воображение неотделимо от метафорического рассуждения.

50

Основные результаты по когнитивной теории метафоры опубликованы Гарднером Г., (1995) и Эббинхаузом Г. Д., Якобсом К., Манном Ф. К. и Хермесо Г., (1972).

Согласно Кузоятовой О.С., (2011) выделяют следующие функции метафоры:

-когнитивная функция, которая сочетает в себе репрезентативный, номинативный и гипотетический аспект;

-коммуникативная функция, которая наряду с информирующим компонентом обладает популяризаторским и

эвфемистическим признаком; - эмотивная функция, которая включает экспрессивность, изобразительность и эстетичность метафоры; - прагматическая функция, включающая наряду с оценивающим

аспектом		такие	свойства,		как	инструментальность,
конструктивность,			манипулятивность			и	моделирование;
-	социопрагматическая			функция,		заключающаяся		в

социолингвистическом и социокультурном свойствах метафоры. Когнитологи уделяют значительное внимание исследованию роли метафор в образовании, где главным становится коммуникативная функция метафор - описание и объяснение учебного материала в легко запоминающейся новой

форме (Плотинский Ю. М., 2001).

Оказалось, что использование рассуждений по аналогии, основанных на инструктивных метафорах, имеет много преимуществ перед формальным изложением материала даже в таких предметах, как физика и программирование.

Метафоры помогают студентам осмыслить незнакомые, абстрактные концепции, углубить понимание материала. Студенты, свободно оперирующие метафорами, чаще находят нестандартные решения задач, способны самостоятельно формулировать новые задачи (см. таблицу 1) (Плотинский Ю.М., 2001).

Кибернетика

Решающее значение для появления когнитивной психологии имела кибернетическая революция в науке и технике, истоки которой, в свою очередь, связаны с развитием