Слайд 1Эндогенные В П
До сих пор мы касались ВП,
представляющих собой ответ мозга непосредственно на предъявляемый стимул, причем, опорным
моментом для выделения являлся момент подачи стимула.
Однако, реакции мозга, конечно, не ограничиваются только ответами на эти внешние экзогенные события. В мозге возникает огромное число различных событий, связанных с контролем, управлением, поддержанием адекватной двигательной активности и пр.
Выделение этих событий, возникающих в мозге, представляет значительную сложность.
В этом разделе мы рассмотрим проблемы выделения электрических реакций мозга, связанных с эндогенными
событиями и их применение в научной и клинической практике.
Слайд 2
Одной из сложностей выделения любых реакций методом когерентного накопления
является отсутствие достаточно отчетливо фиксированного момента для возможности процесса усреднения.
В любом случае, для выявления внутренних реакций мозга нужны некоторые временные фиксированные моменты, связанные с этим событием.
Рассмотрим в качестве примеров некоторые
эндогенные ВП:
-Моторные ВП
- ВП на пропущенный стимул
-CNV - негативная волна ожидания
-Когнитивные ВП (методика Р300)
Слайд 3Моторные ВП. Потенциалы связанные с движением
Этот вид эндогенных потенциалов
связан с инициацией движения. Выделяются эти потенциалы следующим образом. Испытуемый
произвольно нажимает большим пальцем на контакт или, наоборот, разжимает контакт, и усреднение происходит с упреждением активности, предшествующей моменту нажатия контакта.
Иногда для усреднения используют максимум активности в поверхностной электромиограмме, записываемой одновременно. Ответ начинается за 1 с до и представляет собой длительную негативную волну, резко обрывающуюся в момент реализации движения.
Так как длительность волны составляет 600-800 мс, для ее выделения используется большая постоянная
времени: 1 или 6 с (0,16 Гц; 0,026 Гц).
Слайд 4Все мозговые колебания, относящиеся к движениям, были названы моторными потенциалами
(motor potential). Используются и другие термины:
- корковые потенциалы, ассоциирующиеся с
движением, (cortical potentials, associated with movement);
- потенциалы, относящиеся к движению, (movement-related potentials) (motor-related potentials)
- усредненный двигательный потенциал (average movement potentials)
- мозговой потенциал, сопровождающий произвольные движения, (cerebral potential accompanying voluntary movements)
- мозговые потенциалы, предшествующие произвольным
движениям, (brain potentials preceding voluntary movements )
КОМПОНЕНТЫ МП
Произвольному движению человека предшествует
три основных компонента МП:
1) медленное негативное отклонение потенциала — потенциал готовности (ПГ),
2) малая позитивность - премоторный потенциал (ПМП),
3)вторая негативность - моторный потенциал (МП).
Слайд 6Потенциал готовности (ПГ) (Bereitschaft potential, readines potential), представляет собою наиболее
раннюю активность в виде медленной негативной волны, которая появляется за
1-2 с (от 0,4 до 2 с) до начала движения.
Премоторный потенциал (ПМП), или премоторная позитивность (premotion potential, promotion positivity).
ПМП — малое позитивное отклонение, которое встречается в записях довольно редко: в левой прецентральной коре — в 40%, в правой прецентральной — в 60%, в вертексе — в 59% случаев. Это билатеральный потенциал. Он возникает за 117мс до механограммы и за 80мс до ЭМГ .
Слайд 7 Моторный потенциал (МП) (motor potential)
Если ПГ при накоплении
и усреднении отрезков ЭЭГ выделяется постоянно, то МП, как и
ПМП, относительно редко. Этот компонент также называют - потенциалом инициации ("initiation" potential).
МП инициации - быстро возрастающая дополнительная негативность. Он возникает в премоторной коре всегда контралатерально за 60-50 мс до ЭМГ и имеет здесь максимальную амплитуду: 2-3 мкВ.
МП инициации сопровождает электрическую активность мышц в течение 15-20 мс. Он может появляться не только впрецентральной, но и в постцентральной коре, а также в теменных и даже лобных отведениях. Это единственный из преддвигательных компонентов, который является унилатеральным.
Слайд 8Потенциал связанный с выполнением
движений
Слайд 9 Такие ВП называют моторными или потенциалами, предшествующими движению. Это
тоже типичный эндогенный тип ВП, поскольку мы “думаем” о нажатии
контакта, и это событие мы выделяем с помощью методики когерентного накопления.
Есть данные об информативности этих показателей у больных с паркинсонизмом, у которых как раз страдают
механизмы инициации настройки к движению.
В целом, однако, эти потенциалы имеют малое клиническое распространение из-за трудности интерпретации отдельных составляющих этой волны и большой межиндивидуальной вариабельности ответов.
Слайд 11Experimental setup: subject standing on the dual-belt treadmill facing the
LCD display. Components of the experimental setup are highlighted and
described in the linked text boxes.
Equivalent-dipole locations of independent component (IC) processes (small spheres) and IC cluster centroids (large spheres) projected on horizontal, sagittal, and coronal views of the standard MNI brain. (Yellow) Neck-muscle ICs; (gray) eye-movement ICs; (other colors) brain-based ICs
(Scalp maps) Mean projections to the scalp of the indicated brain-based IC clusters. Labels give the index (Cls #), number of subjects (Ss), and number of independent components (# ICs) for each cluster.
Слайд 12Movement-related potentials preceding bilateral voluntary movements.
A: Cerebral potentials preceding
bilateral simultaneous simple monophasic index finger flexions. Monophasic means as
in all our experiments in movement that the subject performed self-initiated brisk voluntary flexions of the two index fingers that remained in flexed position returning to indifferent position only during ITI (inter trial interval). Bereitschaftspotential (BP) earliest and largest at vertex. Note that at the fronto-central midline (vertex, Cz), negativity starts already at -1.1 s, while at the primary motor cortex (MI, C'3, C'4), the BP starts significantly later, at -0.7 s (movement onset as usual at 0 s, vertical line).128 artifact-free trials. Monopolar recordings against linked mastoids. C'3 or C'4 1cm anterior of C3 or C4. Detail of Fig. 1 from Kristeva and Deecke, 1980 [37]
Слайд 13Cerebral potentials preceding bilateral simultaneous voluntary self-initiated index finger extensions
with different loads. Note similar finding as in A: Early
BP onset over the supplementary motor area (SMA, fronto-central midline, FCz and Cz) at -1.8 s; significantly later BP onset over primary motor cortex (MI, C3 and C4) at -0.8 s. The generally earlier BP onset times are due to the fact that the loaded movements are complex movements as opposed to the simple movements of A. From experiments of Cui, Huter, Lindinger, Lang and Deecke (1997)
Слайд 15ВП на пропущенный стимул.
Этот потенциал возникает в мозге, когда
подается серия
стимулов, следующих в ритмическом порядке, и
некоторые из
которых пропускаются. Если те моменты,
когда стимул не подавался, пользовать в качестве
опорных для усреднения, то в результате усреднения
20-30 таких эпох, выделится ответ в виде позитивной
составляющей. Это результат типичного ответа мозга
на эндогенное событие, потому что собственно
физического стимула никакого нет, но мозг
подготавливается к приему поступающей информации.
Фиксирующим моментом для усреднения в данном
случае является момент пропуска стимула.
Слайд 16Потенциалы связанные с задачей
обнаружения сигнала
Слайд 17 CNV — негативная волна ожидания была открыта известным
нейрофизиологом Греем Уолтером в 1964 г. Появление этой волны также
связано с ответной реакцией на стимул, который может быть, а может и не быть.
Исследование Е-волны или волны ожидания — одна из первых попыток изучить инструментальными методами сложные психические процессы, в частности, протекающие в лобных долях.
В классическом варианте эта реакция выделяется следующим образом. Подается предупреждающий стимул - щелчок, через неопределенное время (1-3 с) следует другой стимул, пусковой — вспышка света (или звуковой стимул), который испытуемый прерывает нажатием контакта.
Слайд 19 На щелчок возникает ответ, и на вспышки света возникает
ответ, но, в ситуации предупреждающего и неопределенного пускового сигнала и
его прерывания физического или даже мысленного, между этими двумя событиями возникает дополнительная, большая по амплитуде (до 20 мкВ) медленная негативная волна, которую Грей Уолтер назвал contingent negative variation (CNV) — вероятностной отрицательной волной или волной ожидания — Е-волной (expectancy wave).
Слайд 20 Для выделения этой волны, также как и потенциала,
связанного с движением, используется более высокая постоянная времени (ТС) 1
или 6 с (0,16 Гц и 0,026 Гц), чем в обычных ЭЭГ исследованиях, где ТС=0,3 с (0,5 Гц).
В случае регистрации неискаженной Е-волны желательны неполяризующиеся электроды и полоса пропускания от 0,1 Гц.
В клинической практике, в силу трудности контроля многих условий (ВП, КГР, необходимость нажатия контакта и пр.), эта методика не получила значительного клинического применения, хотя имеется ряд работ о ее информативности для оценки состояния мозга, уровня тревожности у больных депрессией.
Слайд 21 Распространение получила другая методика выделения эндогенных событий, связанная с
опознанием в серии стимулов более редких, отличающихся по некоторым параметрам
— методика РЗОО.
Эти ВП еще называют ответами мозга, возникающими в вероятностной ситуации “Odd-ball paradigma” - случайно возникающего события.
Остановимся на них более подробно.
Слайд 22 Когнитивные ВП, методика РЗОО, выделение ВП на значимые опознаваемые
события.
Считается, что вызванные потенциалы являются индикаторами электрических процессов работы
мозга, связанных с механизмами восприятия информации и ее обработки. Более неопределенной информацией является то, в каких параметрах отражаются высшие корковые функции мозга человека, такие как распознавание стимулов, запоминание и мыслительные процессы, связанные с принятием решения.
В последнее время делаются попытки использования инструментальных нейрофизиологических методов, в том числе и ВП, в оценке этих сложных процессов. Одним из таких методов, значительно продвинувших анализ и понимание процессов, является, так называемый, метод когнитивных ВП или РЗОО.
Слайд 23 Сущность метода анализа когнитивных процессов мозгазаключается в том, что
выделяются не просто реакции на тот или иной стимул, связанные
с приходом афферентации, а анализируются эндогенные события, происходящие в мозгу, связанные с распознаванием и запоминанием стимула.
Методика РЗОО основывается на подаче в случайной последовательности серии двух стимулов, среди которых есть незначимые и значимые (на которые испытуемый (больной) должен реагировать), которые не резко, но отличаются по параметрам друг от друга.
При обычном выделении ответов на эти отличающиеся стимулы (чаще используют слуховые), без условия их опознания, выделяются длиннолатентные слуховые ВП - V-волна, которые несколько отличаются друг от друга из-за отличий параметров стимулов.
Слайд 24 Однако, ситуация меняется, если будет дана инструкция, что
один из стимулов будет значимый, и на него нужно обращать
внимание, он будет редко подаваться в ряду других стимулов, и его нужно опознать и подсчитать.
При выделении ответов на значимые редкие стимулы характер ответа будет резко отличаться от обычной серии появлением большой позитивной волны в области 300 мс (рис. Г).
Физические свойства стимула не изменились, изменилось лишь то, что эти стимулы распознаются в серии других стимулов, запоминаются и подсчитывается их число. Следствием этого процесса распознавания и запоминания является появление эндогенной волны или, точнее, комплекса в области 300 мс.
Слайд 26 На рисунке видно, что ответ на незначимый стимул совпадает
с ответом на обычную стимуляцию (А). Ответ (Г) на значимый
редкий стимул отличается от ответа (Б) появлением поздней позитивной волны с латентностью 312 мс.
Эту волну с латентностью в области 300 мс и называют РЗОО. Разность двух ответов для этого стимула, при обычной серии и в серии с условием распознания (то есть разность (Г)-(Б)) дает волну, связанную с эндогенными событиями, происходящими в мозге при опознании значимых стимулов, их удержании (запоминании), счете, принятии решений, то есть с атрибутами, связанными с мыслительными (когнитивными) функциями мозга.
Слайд 28 На рисунке показано выделение когнитивной оставляющей в вызванном ответе,
связанном с опознанием и запоминанием значимого стимула в серии незначимых.
А. Ответ в условиях опознания значимого стимула у здорового испытуемого (45 лет): Р1-N1-Р2 собственно ответ на стимул (V волна), N2—170 мс и РЗ(ЗОО) — 357мс.
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. Когнитивный комплекс.
Восприятие начинается на 76 мс, опознание и дифференцировка — компонент N2 — 170 мс, принятие решения и запоминание — компонент РЗ — 354 мс.
Слайд 29 Такой вид ВП называют еще когнитивными ВП (КВП),
потенциалом связанном с событием (ССП) или РЗОО.
Этот вид
ВП в последнее время все больше находит применение в клинической практике при оценке преклинической стадии когнитивных нарушений и деменций различного типа.
В принципе, выделение ответа в условиях распознания стимулов, отличающихся от других по каким-либо параметрам, может быть сделано на любую модальность стимула: слуховую, зрительную на паттерн и на вспышку, на соматосенсорную стимуляцию.
Более надежное выделение этих ответов происходит при использовании слуховых тоновых щелчков с отличающимся тоном.
Слайд 31На следующем рисунке представлены ответы на
незначимый и значимый стимулы
в норме у двух
здоровых испытуемых разного возраста.
У первого
здорового испытуемого (25 лет, верхние
кривые) в ответ на значимый стимул, наряду с V-волной
(собственно ответ на стимул), выделяется четкая
позитивная волна, связанная с распознаванием в серии
подаваемых стимулов значимого, с латентностью 328 мс
и амплитудой 11,5 мкВ, устойчивая при повторах
исследованиях.
У второго здорового испытуемого более старшего возраста
(55 лет, нижние кривые) отмечается несколько более
затянутая (до 368 мс) латентность РЗОО и сниженная
амплитуда ответа — 6,8 мкВ.
Слайд 33РЗОО имеют широкую топографию распределения по
поверхности головы с преобладанием
либо в лобно-
центральной области, реже в теменно-центральных
отделах
Слайд 35Различие в усреднении и отношении сигнала к шуму для
обычных
ВП на стимул (А) и при усреднении эндогенных
ВП —
РЗОО (Б).
Показано изменение сигнала ВП и шума при увеличении
числа усреднений. Опгимальное число усреднений для
выделения РЗОО от 15 до 30.
Слайд 36Механизмы генерации Р300
Имеются пока противоречивые данные о том, какие
когнитивные свойства и какие структуры участвуют в генерации тех или
иных составляющих РЗОО.
Широкое распределение волны Р300 по скальпу – говорит о значительном влиянии подкорковых структур на ее генерацию. Основными структурами, которые считают ответственными за генерацию РЗОО являются: гиппокамп, таламус, лобные доли, теменная область.
В экспериментах на животных показано, что разрушение БКЯ (базального крупноклеточное ядро) приводит к подавлению Р300
Слайд 37A) Grand mean event-related potential (ERP) at the central electrode
(Cz) to visual oddball target processing, averaged from responses of
120 control subjects (blue trace) and 120 alcohol-dependent subjects (red trace). The curves show a reduced P3 (or P300) amplitude in alcoholics. Other prominent components of the waveform (P200, N100, and N200) are also labeled. B) Time x frequency plots for the target condition measured at the Cz electrode (central midline) location on the top of the head in 120 alcoholic (right panel) and 120 control (left panel) subjects. The headplots of the time-frequency regions of interest that underlie the duration of the P3 wave indicate that the peak power in θ band waves (4 to 5 Hz) during target processing (300-500 ms after the stimulus) is present in the anterior location on the scalp, whereas the δ band waves (1 to 3 Hz) peak power is seen in the posterior regions. Alcoholics have weaker responses than control subjects in both the q and d bands during the P3 response to target stimuli.
Слайд 39Table 1. Stimulus characteristics
Table 1. Stimulus characteristics
Task type
Stimulus Rate of occurrence Circle task Square task
Distractor 5% 1.36° 1.53°
Target 5% 1.38° 1.21°
Standard 90% 1.53° 1.36°
Rate of occurrence, shape, and visual angle of stimuli for the visual three stimulusoddball tasks. In the experiment,
stimuli were presented in blue.
Слайд 40Areas of significant activation of spatially normalized data illustrate the
anatomic regions of activity.
A: responses to standard stimuli. ¦Z¦
> 3.09; region of interest (ROI),P < 0.005.
B: response to target stimuli plotted as in A.
C: regions with significant trend in distractor response amplitude across successive distractor repetitions. ¦Z¦ > 4.0; ROI,P < 0.005.
D: medial frontal gyrus ROI for successive distractor repetitions. ¦Z¦ > 4.0; ROI, P < 0.005. Plotted in sagittal, coronal, and axial orientations.
E: superior frontal gyrus ROI for successive target repetitions plotted as in D.
Слайд 41 Positions of the regional sources and fMRI activation maps. Positions
of the RSs resulting from the seeding procedure and group
statistical maps of blood oxygenation level-dependent signal increase for the target and distractor conditions compared with baseline (standard condition) at F(1,18510) = 31; p < 0.001 (corrected), superimposed on a surface reconstruction of the MNI template brain.
Слайд 42 Анализ литературных данных, по применению метода
вызванных потенциалов мозга для выявления скрываемых знаний, показал, что большинство
зарубежных исследований выполнено в рамках четырех основных направлений:
Регистрация и анализ когнитивных вызванных потенциалов – в частности, потенциала Р300;
Поиск отдельных компонентов ВП для описания специфичности различий между знакомыми и незнакомыми объектами (лицами);
Выявление параметров ВП, отражающих эмоциональную (ситуационную) значимость объектов;
Комбинация вышеперечисленных подходов в рамках единого исследования.
Слайд 43
Задача1. Регистрация и анализ когнитивных вызванных потенциалов (Р300)
Гипотеза:
Информация о процессах сопоставления презентируемого в данный момент стимула с
его нейрофизиологической моделью хранящейся в долговременной памяти, отражается в тех или иных составляющих Р300.
Слайд 44J. Peter Rosenfeld. Event-Related Potentials in Detection of Deception//For Handbook
of Polygraphy, ed. By Murray Kleiner, in press (2000), New
York: Academic Press
Using Brain MERMER Testing to Detect Knowledge
Lawrence A. Farwell, Ph.D. Chairman and Chief Scientist Brain Fingerprinting Laboratories, Inc.
And Sharon S. Smith Supervisory Special Agent, Behavioral Science Unit, FBI
Reference: Farwell, L. A. and Smith, S. S. (2001). Using Brain MERMER Testing to Detect Concealed Knowledge Despite Efforts to Conceal. Journal of Forensic Sciences 46,1:1-9
Слайд 46 Известно также, что Р300 можно выделить используя любой
тип стимуляции – звуковые тоны, вспышку, зрительный паттерн, соматосенсорные стимулы,
т.е. Р300 выделяется независимо от модальности стимула.
Стимульный материал.
Предъявляемый материал состоял из двух групп стимулов. В первую группу входили черно-белые фотографии лиц знакомых (значимые стимулы) и незнакомых (незначимые стимулы) испытуемому людей. В качестве значимых стимулов выступали фотографии известных лиц – известные актеры, политики (ЗЛ), в качестве незначимых стимулов(НЛ) – фотографии, выбранные случайным образом из Интернета.
Слайд 47
Различия в амплитудах компонента Р300 на предъявление ЗЛ и НЛ.
Обозначения: Синим цветом выделен компонент ВП на предъявление ЗЛ; серым
– на предъявление НЛ и разница между ЗЛ-НЛ (собственно когнитивный компонент).
Слайд 48 Анализируемый ВП можно подразделить на разные временные периоды, которые
соответствуют тем или иным психологическим событиям.
В первые 200
мсек. проявляется так называемый стимульный ответ. Это V-волна с выраженными компонентами N1- P130 – N2.
Форма волны, латентные периоды основных компонентов и их амплитуды примерно одинаковы как на предъявление ЗЛ так и на предъявление НЛ.
Затем следует более поздняя группа компонентов, собственно связанных с опознанием, сличением стимулов, принятием решения о знакомости-незнакомости и генерацией мышечного ответа (если дана инструкция о нажатии клавиши).
Слайд 50Пространственное распределение ВП на ЗЛ, НЛ и Р300. Волна Р300
выделена синим цветом.
Слайд 51Основные компоненты ЗВП на предъявление ЗЛ и НЛ
в отведение
О1-А1
Слайд 53 Сравнение групповых данных ВП на ЗЛ и НЛ показало
наличие трех временных эпох, в которых различия в амплитудных параметрах
ВП выражены наиболее явно: 250-320мсек.,
320-420мсек.,
510-620мсек.
На слайде эти эпохи выделены вертикальными линиями. Статистический анализ по Т-тесту показал наличие достоверных различий между амплитудами ВП на ЗЛ и НЛ в этих временных периодах
Слайд 54Влияние вероятности предъявления значимого стимула
Одним из важных факторов,
влияющих на амплитуду Р300 является вероятность предъявления значимого стимула.
На гистограмме показаны динамические изменения амплитуды Р300 в зависимости от вероятности предъявления ЗЛ. Видно выраженное уменьшение амплитуды Р300 с увеличением вероятности появления ЗЛ. Наиболее резкое снижение амплитуды наблюдается в том случае, когда вероятности появления значимого и незначимого стимула примерно одинаковы – около 50%. При дальнейшем увеличении вероятности ЗЛ до 60% - 80% происходит инверсия волны Р300 и она становится отрицательной.
Слайд 55Динамика амплитуды Р300 в зависимости от вероятности предъявления значимого стимула
Слайд 58Влияние инструкции на амплитудные параметры Р300
Стандартная регистрация волны
Р300 сопровождается подачей соответствующей инструкции (активное и пассивное восприятие значимых
стимулов).
Сравнив Вп полученные в этих двух разных условиях мы можем косвенно оценить влияние фактора активации внимания.
Слайд 59Резюме
Проведенное пилотное исследование по изучению
возможного отображения хранящейся в памяти информации о знакомом лице в
волне Р300 позволяет сделать некоторые предварительные выводы.
Волна Р300 в значительной степени связана с ориентировочной реакцией и отражает процессы неспецифической активации. Это подтверждается динамическими изменениями амплитуды N2-P300 при вариации вероятности предъявления значимого стимула. Градуальное снижение амплитуды Р300 при ступенчатом увеличении вероятности значимого стимула (20%, 40%, 50%, 60%, 80%) и ее последующая инверсия (положительная волна меняется на негативную) не связано с качественными характеристиками стимула и выявляется в сериях с предъявлением лиц, простых зрительных (квадраты) и звуковых (тоны) стимулах.
Значительное влияние на амплитуду Р300 оказывает подаваемая испытуемому инструкция. В условиях пассивного восприятия (без инструкции) амплитуда Р300 резко снижается и локус различий между ВП на ЗЛ и НЛ смещается в затылочную ассоциативную область мозга.
При одинаковой вероятности (20%) предъявления значимых и незначимых стимулов без подачи инструкции Р300 редуцируется и различия между ЗЛ и НЛ остаются на уровне шума.
Слайд 60Задача 2.
Поиск отдельных компонентов ВП для описания специфичности различий
между знакомыми и незнакомыми объектами (лицами).
Слайд 61 Второй по объему блок зарубежных экспериментальных исследований ВП
связан с поиском отдельных компонентов ВП для описания специфичности различий
между ЗЛ, НЛ и других объектов.
В рамках данного направления имеются чрезвычайно разнообразные и часто противоречивые результаты о связи отдельных компонентов ВП с изучаемыми характеристиками лиц.
В ряде исследований выявлены различные по латенции и знаку компоненты ВП, коррелирующие с конфигуративными характеристиками различных стимулов и специфичные в отношении человеческих лиц (связанных с узнаванием незнакомых и опознанием знакомых лиц)
Слайд 62 Вп на лица в центральных отведениях из различных исследований
Слайд 63ERP and fMRI Research in the Detection of Deception
Jennifer M.
C. VendemiaMichael Schillaci - Robert Buzan - Eric Green -
Scott Meek
Слайд 64Зависимость конфигуративных характеристик ВП от условий экспериментальной процедуры
Методика «ФОН-ЛИЦО»(Р300)
Методика
мгновенная замена
«ЗЛ-НЗ»
Слайд 65Методика «ФОН-ЛИЦО»
Методика «объект- фон» ( в качестве фона использовалось предъявление
НЛ, а в качестве объекта – поочередно ЗЛ и НЛ);
Слайд 66Методика мгновенная замена
«ЗЛ-НЗ»
Методика «ФОН-ЛИЦО»(Р300)
Слайд 67Резюме:
Конфигуративные характеристики и компонентный состав ВП на ЗЛ
и НЛ меняются в зависимости от условий предъявления стимулов.
Достаточно устойчиво компоненты отражающие различие ЗЛ – НЛ выявляются в солидных выборках (25-50чел).
Компонентный состав и амплитудно-временные характеристики ВП на ЗЛ и НЛ зависят от параметров нативной ЭЭГ.
Слайд 68Задача 3.
Выявление параметров ВП, отражающих эмоционально-ситуационную значимость стимулов.
Слайд 69Исследование влияния эмоционально-ситуационно значимых факторов на параметры ВП.
Методика. Предъявлялись ЗЛ
и НЛ и давалась инструкция отрицательного ответа на предъявление конкретного
ЗЛ. Было обследовано 17чел.
Выявлено - в затылочно-теменных отведениях регистрируется позитивно негативный компонент, высоко коррелирующий со скрываемой информацией.
Слайд 74
Объектом исследования является электрическая активность мозга человека, регистрируемая при
попытке скрыть ситуационно-значимую информацию.
Основная цель исследования: разработка
новой технологии, позволяющей проводить энцефалографическую диагностику долговременной памяти человека для обнаружения следов специфических событий, имевших место в его жизни в прошлом.
«Выявление ситуационно-значимой информации на основе вызванных потенциалов головного мозга человека при предъявлении визуальных стимулов»
Слайд 75Основная рабочая гипотеза исследования – психофизиологические и нейрофизиологические механизмы, ответственные
за генерацию ложного и правдивого ответов, имеют различную индивидуально специфическую
нейрофункциональную организацию.
На психофизиологическом уровне различие в организации двух функциональных систем должно проявиться в различиях индивидуальных паттернов амплитудно-временных параметров КВП на правдивый и ложный ответы и в особенностях их пространственного распределения на поверхности мозга испытуемого.
Слайд 76 Испытуемые и объем экспериментальных данных:
Проведено 7
экспериментальных серий в различных условиях (изменяющийся фактор – степень ситуационной
значимости предъявляемой информации):
1 и 2 серия – ложные и правдивые ответы в ситуации навязанного выбора, испытуемому в директивном плане указывается карточка (слайд) на которую он должен отвечать правдиво или ложно. В 1 серии – предъявляются цифры (участвовало – 20 испытуемых, 10 мужчин, 10 женщин), 2 серия – слова (20 испытуемых, 10 мужчин, 10 женщин);
3 и 4 серия – ложные и правдивые ответы в ситуации свободного выбора, испытуемый сам выбирает карточки для ложного и правдивого ответа. 3 серия – предъявляются цифры (участвовало – 20 испытуемых, 7 мужчин, 13 женщин), 4 серия – слова (участвовало – 20 испытуемых, 7 мужчин, 13 женщин);
Слайд 775 серия – ложные и правдивые ответы в ситуации идентификации
имени испытуемого (участвовало – 21 испытуемый, 18 женщин, 3 мужчин);
6
серия (тест – ретест) – ложные и правдивые ответы в ситуации идентификации имени испытуемого. В отличии от серии 5 эксперимент проводился с каждым испытуемым 2 раза. Цель – изучение изменения функционального состояния испытуемого на параметры ВП в зависимости от длительности процедуры регистрации (участвовало – 10 испытуемых, 7 женщин, 3 мужчин);
7 серия – тест кадровая проверка. 12 вопросов повторялись 5 раз (участвовало – 21 испытуемый, 19 женщин, 2 мужчин).
Всего в экспериментах приняли участие 142 человека. Было зарегистрировано и проанализировано около 15000 записей ЭЭГ и ВП.
Слайд 78 Методика регистрации ЭЭГ и ВП головного мозга.
Регистрация
электроэнцефалограммы (ЭЭГ) проводилась в соответствии с Международной системой 10-20 монополярно
в отведениях: Fp1, Fpz, Fp2, F7, F3, Fz, F4, F8, T3, C3, Cz, C4, T4, T5, P3, Pz, P4, T6, O1, Oz, O2 с референтами А1, А2.
Частота дискретизации ЭЭГ составляла 250 Гц. Регистрация ЭЭГ проводилась при включенном аппаратном запирающем фильтре (50 Гц) в частотном диапазоне от 0,16 до 30 Гц. Подэлектродное сопротивление (импеданс) для неполяризующихся хлорсеребряных (AgCl) ЭЭГ - электродов не превышало уровня 10-15 КОм.
Для контроля общего функционального состояния испытуемого и контроля артефактов параллельно с записью ЭЭГ регистрировали электрокардиограмму (ЭКГ), фотоплетизмограмму (ФПГ) и кожно-гальваническую реакцию (КГР). Для учета артефактов от движений глаз осуществлялась непрерывная запись электроокулограммы (ЭОГ).
Слайд 79Общий вид экспериментальной установки для регистрации ЭЭГ и КВП человека.
Слайд 80У Вас находится число
361 ?
Стимульный материал
У Вас находится карточка со
словом
ФАКТ ?
Ваше имя Валентина?
Ваша фамилия Петров?
Вы когда-либо намеренно
оказывали незаконные услуги лицам, связанным с криминальными структурами?
Вам приходилось что-либо красть?
Слайд 81Скриншот программы усреднения КВП. Слева - усредненные по отведениям и
классифицированные по типовым «карманам» КВП. Количество типов соответствует количеству усредненных
КВП. Справа – электроэнцефалограмма с отметками стимулов и каналы ЭКГ, ФПГ, ЭОГ.
Слайд 82Усредненный вызванный потенциал на предъявление трехзначных цифр. Три индифферентных стимула
- число 189, 723, 958. По оси абсцисс – время
в сек., по оси ординат – амплитуда ВП в мкВ. Два значимых стимула: число 361 (ложный ответ), число 577 (правдивый ответ). Выше нулевой линии: последовательно слева направо выделены компоненты N85, N200, N360, N950; ниже нулевой линии - P140, P250, P600.
Слайд 83Усредненный вызванный потенциал на предъявление слов.
Слайд 84Усредненный вызванный потенциал на предъявление имен испытуемых в затылочном отведении
О1 (А) и в центральном отведении Cz (Б). Обозначения: по
оси абсцисс – время в сек, по оси ординат – амплитуда ВП в мкВ, «имя 1, имя 2, имя 3» - индифферентные стимулы (правдивый ответ), «ложь П» – ложный ответ на псевдоним, «ложь Имя» - ложный ответ на предъявление своего имени.
Слайд 85Пространственное распределение ВП на предъявление имен. Обозначения: по оси абсцисс
– время в сек, по оси ординат – амплитуда ВП
в мкВ; «имя 1, имя 2, имя 3» - индифферентные стимулы (правдивый ответ), «ложь П» – ложный ответ на псевдоним, «ложь Имя» - ложный ответ на предъявление своего имени.
Слайд 87Дипольный анализ компонента Р600 в ВП, зарегистрированного в ситуации правдивого
ответа (слева) и ложного ответа (справа).
На каждом рисунке: слева
- проекции точек мозга в координатах X, Y, Z, которые могут быть функционально связаны с генерацией анализируемого компонента ВП; справа – распределение ВП по отведениям. Синими вертикальными линиями выделен анализируемый компонент ВП.
Слайд 88 ПРОБЛЕМА ФУНКЦИОНАЛЬНОГО ЗНАЧЕНИЯ КВП
В рамках традиционного подхода
к анализу КВП предполагается, что компоненты КВП отражают активность специфических
структур мозга, которые реализуют отдельные психические функции или состояния, т.е. имеют определенное функциональное значение.
Чтобы найти функциональное значение КВП или его отдельных компонентов, необходимо установить взаимооднозначное соответствие между КВП, гипотетическим источником - структурой мозга и реализацией определенной психической функции (процесса, состояния, поведенческого феномена).
Предполагается, что экспериментальная процедура, предопределяет активацию определенных структур мозга и вовлечение соответствующих психических функций.
Слайд 89 По топографии амплитуд КВП может быть выявлена потенциальная структура
мозга - локальный источник этого колебания,
По ЛП компонентов
КВП – вычисляется время, необходимое для проведения и развития нервного процесса, по полярности - наличие процесса возбуждения или торможения, интенсивность которого может проявляться в амплитуде колебания.
Поиски психологических коррелятов КВП показали, что:
1) Один и тот же КВП может быть связан со многими психологическими процессами (функциями). Так, например, амплитуда, ЛП и топография Р300 связаны с вероятностью предъявления стимула, его субъективной значимостью, индивидуальным паттерном ЭЭГ, скоростью принятия решения, ориентировочной реакцией, процессом сравнения и т.п.
2) Одни и те же психические функции оказываются связанными с разными КВП. Так, ВП зарегистрированные в ситуации ложного и правдивого ответов имеют индивидуальную амплитудно-временную и пространственную специфику.
Слайд 90 Мозговые источники
Поиски мозговых источников КВП показали следующее: 1)
любое колебание КВП, регистрируемое с поверхности головы, представляет собой отражение
активности множества корковых и подкорковых структур;
2) разным типам КВП соответствуют перекрывающиеся наборы активных областей мозга.
Слайд 91 Попытки уточнить локализацию источников КВП, применяя регистрацию активности отдельных
нейронов, продемонстрировали, что любому колебанию КВП, сопровождающему поведение, соответствуют активации
нейронов в большом количестве разных структур мозга.
Не удалось выявить и точного соответствия между полярностью волн КВП и количеством активирующихся нейронов.
Основной результат поиска функционального значения состоит в том, что каждое колебание или компонент КВП :
1) является электрическим проявлением одновременной активности множества мозговых структур и
2) может быть поставлен в соответствие множеству психологических феноменов, функций и процессов.
Слайд 92
Можно предположить, что многозначность связей КВП с активностью
мозга и с психологическими переменными является не следствием несовершенства методов
исследования, а важным, надежно подтвержденным экспериментальным фактом.
Мы интерпретируем этот факт, как влияние на формирование функциональных систем, реализующих активацию структур ответственных за генерацию КВП, индивидуальных особенностей испытуемых.
Слайд 93 КВП КАК ОТРАЖЕНИЕ ДИНАМИКИ ИНДИВИДУАЛЬНОГО ОПЫТА
КВП представляют
собой суммарный электрический потенциал различных компонентов ткани мозга, вклад в
который вносят нейроны (сома, дендриты и аксоны), глиальные клетки, мембраны клеточных органелл (например, митохондрий), кровеносные сосуды, элементы гематоэнцефалического барьера, динамика электролитов межклеточных жидкостей и т.д.
Протекание процессов, отражающихся в КВП, в том числе и активность нейронов, согласовано в рамках поведения, рассматриваемого в системной психофизиологии как взаимоотношение целостного организма со средой.
Слайд 94 Следовательно, феноменология КВП детерминирована динамикой компонентов структуры индивидуального опыта
субъекта, которая лежит в основе его поведения.
Под компонентами
структуры индивидуального опыта понимаются единицы опыта, а также их объединения и взаимоотношения между ними.
Компоненты структуры опыта на нейрофизиологическом уровне представлены группами нейронов различных структур мозга, специализированными относительно различных систем поведенческих актов.
Активность этих нейронов обеспечивается согласованным метаболизмом тканей мозга. Именно поэтому КВП отражают динамику активации групп нейронов, соответствующих компонентам опыта.
Слайд 95 Специфика актов поведения, которые осуществляются для достижения результатов, удовлетворяющих
потребности субъекта, определяется составом актуализированных компонентов опыта. поэтому в параметрах,
сопровождающих поведенческие акты КВП, отражаются разнообразные психологические характеристики реализующегося поведения.
Эта гипотеза о соотношении КВП и процессов, лежащих в основе поведения, объясняет экспериментально показанную связь КВП с одновременной активностью многих областей мозга, а также с различными проявлениями и психологическими описаниями поведения.
