Диссертация (1098989), страница 13
Текст из файла (страница 13)
Между подходами человекудавалась небольшая пауза на отдых, во время которой испытуемый оставалсяв томографе. Строка каждого типа задачи на экране появлялась на 4,67секунды, за это время испытуемый должен был дать ответ (рис.6).Рис. 6 параметры предъявления стимуляции (пример условия надополнения ассоциативного ряда существительным).Обработка фМРТ данных: Полученные данные обрабатывались сиспользованием специализированного пакета SPM8, статистический анализпроводился с использованием статистического пакета SPSS 17.0 дляWindows.
Предварительная обработка изображений включала коррекцию69изображений для исключения артефактов движений и неоднородностимагнитного поля, затем пространственную нормализацию изображений,приведение их к координатам пространства MNI (атлас Монреальскогоневрологического института) и пространственное сглаживание с помощьюфункции Гаусса (8 мм.). Индивидуальные карты активации строились сиспользованием общей линейной модели(Fristonetal et al., 1995).Индивидуальные контрастные изображения использовались для построениягрупповыхданныхЛокализациясиспользованиемкластеровмоделиактивациислучайныхопределяласьсэффектов.помощьюавтоматизированной процедуры для SPM8 (Tzourio-Mazoyeret et al., 2002), иперепроверялась с использованием атласа (Меллер, Райф, 2008), координатыкластеровактивациипредставленывпространствеNMI(атласМонреальского неврологического института).Дляанализаиспользовалисьиндивидуальныхстатистическиеипорогигрупповыхp=0,05картсактивациипоправкойнамножественные сравнения.Анализ по функциональным зонам интереса.
Помимо полногоописания всех кластеров активации, полученных в результате фМРТисследования, для специального анализа по функциональным зонам интересабыли выделены четыре области: 1) треугольная часть нижней лобнойизвилины и 2) оперкулярная часть нижней лобной извилины (указанныечасти нижней лобной извилины относятся к классической зоне Брока, носуществуют данные (например, Newman et al., 2003) о различнойфункциональной специализации этих зон, поэтому анализировались они поотдельности); 3) задняя часть верхней височной извилины и борозды(соответствует классической зоне Вернике); 4) угловая и надкраеваяизвилины (относятся к зоне ТРО). В данных зонах определялся показательприроста уровня оксигенированной крови (BOLD-сигнал) в моментвыполнения каждой из четырех задач в сравнении с контрольным условием.70Использовавшийся нами способ выделения функциональных зон интересаописан в работе Е. Fedorenko с коллегами (2010).
А именно, зоны интересадля анализа создавались на основе групповых данных выполнения одного изподходов задачи с помощью функций программы «Marsbar» «build ROI» и«transform ROI» следующим образом: в одну зону интересна объединялисьтолько те активированные вокселы, которые попадали в интересующую насструктуру мозга. Результаты по одному из подходов выполнения заданияиспользовались для выделения зон интереса, а по оставшемуся подходувычислялся процент прироста BOLD-сигнала (единое значение по каждойзоне интереса).
Таким образом, зоны интереса и данные, по которымвычислялся процент прироста сигнала, были независимыми. Для построениязон интереса у части испытуемых брался первый подход выполнениязадания, а у части – второй, чтобы избежать систематического влиянияэффекта утомления на получаемые результаты. Cтатистический анализданных проводился с использованием пакета SPSS 17.0 для Windows.Статистическая обработка данных. Полученные показатели времениответа и прироста уровня оксигенации крови для различных условийэксперимента сравнивались с использованием дисперсионного анализа(ANOVA) с повторными измерениями, с помощью статистического пакетаSPSS 17.0 для Windows.Исходя из основной гипотезы о влиянии способа актуализации слова напаттерн активации мозга для этого эксперимента были сформулированы 3верифицируемые суб-гипотезы:1. способ актуализации слова влияет на паттерн активации;2.
извлечение слов по синтагматическим связям реализуется сведущим участием левой лобной доли;3. актуализация слов по парадигматическим связям осуществляется спреимущественной опорой на задние отделы левого полушария.71Вероятностные карты активации по всем четырем условиям:С целью определения кластеров активации общих для четырехразличных условий эксперимента были построены вероятностные картыактивации. Для этого индивидуальные статистические карты испытуемых(spmT) усреднялись (порог р>0.05 с поправкой на множественные сравнения)с помощью функции «Imcalc» для SPM8. Затем вероятностные картыактивации накладывались на усредненное анатомическое изображение(усреднение производилось по всем испытуемым с помощью той же функции«Imcalc»).
Активация, характерная для каждого условия, отмечаласьконкретным цветом, пересечение кластеров активации между заданиямиотмечалось белым цветом.Результаты.Поведенческие данные. Измерение времени ответа во время выполнениязаданий в томографе позволило нам выявить, что задачи на актуализациюглаголов и существительных по парадигматическим и синтагматическимсвязям различаются по трудности для испытуемых.
Так, дополнениеассоциативного ряда оказалось в целом более сложной задачей, чемдополнение предложения F(1, 21)=38, p<0,001, кроме того, обнаружензначимый эффект взаимодействия факторов: статистически значимый эффектстратегии актуализации слова более выражен при употреблении глаголов F(1,21)=15, p<0,001. Как показывает рис.7 А,актуализация глаголов попарадигматическимтруднаясвязямзначимоболеезадача,чемпосинтагматическим F(1, 21)=48,7, p<0,0001, а для существительных эти двестратегии по сложности значимо не различаются F(1, 21)=2,7, p=0,107.Похожий паттерн взаимодействия факторов способа актуализации словаи части речи прослеживается и по количеству пропусков ответов, которыедопускали испытуемые в каждом условии (рис.7 Б). Так, очевидно, чтоактуализацияглаголовпосинтагматическимсвязям(дополнениепредложения) значимо легче, чем все оставшиеся три условия эксперимента,72а задача на парадигматическую актуализацию глаголов - самая сложная.Таким образом, мы должны судить о специфике мозговых механизмов,лежащих в основе актуализации глаголов и существительных, с учетом того,что употребление каждой части речи различается по трудности.
В связи сэтим полученные различия в объеме и локализации активации междуразличными частями речи могут быть связаны скорее с трудностью задания,чем его содержанием.БАРис. 7. Зависимость А - времени ответа (мс) и Б – количества пропусков взависимости ответа от типа задачи и части речи (пунктирная линия – актуализацияглагола; сплошная линия – актуализация существительного).С невозможностью уровнять по трудности задачи сталкивались и другиеисследователи, но, тем не менее, обсуждали различия в мозговойорганизацииупотребленияглаголовисуществительных(Berlingery et al., 2008; Palti et al., 2007).
Учитывая невозможность уровнятьзадачи по трудности, мы модифицировали обработку данных следующимобразом. Для того, чтобы определить, какие именно области мозга привыполнении более сложных задач могут активироваться больше, в сравнениис легкими задачами, мы поделили все задачи, независимо от того, к какомуусловию они относились, на более легкие и более трудные.
Делениепроизводилось по медиане выборки показателя времени ответа испытуемыхна каждую задачу: легкие задачи – время ответа меньше и равно 1.46 сек,73трудные - больше. После этого данные были введены в модель для анализарезультатов нейровизуализации и выявлены специфические кластерыактивации, связанные с выполнением более сложной задачи, в сравнении сболее простой, независимо от типа самой задачи.Перейдем к полученным данным. Ниже перечислены кластерыактивации и соответствующие им пики активации в пространстве NMI,приведены только кластеры активации, объем которых составлял не менее 5вокселов, на уровне значимости р=0,05 с поправкой на множественныесравнения.Влияниетрудностизадачи.Длявыявлениятехкомпонентовактивации, которые связаны с различной трудностью экспериментальныхусловий для испытуемого, время ответа было включено в анализ данныхфМРТ.
Обнаружено, что с возрастанием трудности задач появляетсядополнительная активация в области инсулы, нижней лобной борозды,средней лобной извилины и дополнительной моторной коры в левомполушарии (Таблица 11, рис. 8).В соответствии с нашими гипотезами мы можем ожидать, чтоизвлечение существительных будет происходить при активации лобновисочных отделов, причем лобные отделы будут больше представлены приизвлечении существительных по синтагматическим связям (завершениепредложений), а височные, височно-теменные отделы при извлечении попарадигматическим связям (ассоциативный эксперимент).
В связи с разнойсложностью двух способов извлечения глаголов мы можем ожидать, что впростой задаче синтагматического извлечения глаголов также как присинтагматическойактуализациисуществительныхбудутбольшеактивированы лобные отделы. Но значительную активацию лобных отделовмы также увидим и при выполнении задачи на актуализацию глаголов изпарадигм, что связано с выполнением более сложной и менее привычнойзадачи, т.е. с увеличением доли контролируемых процессов в менее74автоматизированной и потому наиболее сложной задаче (Temple, 2005;Jansma et al., 2001; Schneider, Chein 2003).Таблица 11. Кластеры активации, характерные для более трудных задачв сравнении с более легкими независимо от характера самой задачи.ЛокализацияИнсула/нижняялобная бороздасредняя лобнаяизвилинадополнительнаямоторная кора{x,y,z} ммp(FWE-cor)p(FDR-cor)-30 20 60.0010.1438.385.3611-46 24 300.0060.3517.144.926-6 20 420.0090.3516.914.834T-баллZ-баллВокселыПаттерн активации, связанный с актуализацией слова, независимоот части речи и стратегии актуализации слова.При актуализации слова в ответ на предъявленные строки словвозникают следующие пики активации: в левом полушарии - в треугольнойчастинижнейпостцентральнойлобнойизвилины,извилине,дополнительнойнадкраевойизвилине,моторнойверхнейкоре,височнойизвилине, средней лобной извилине; и билатерально - в предцентральнойизвилине, инсуле, шпорной борозде и таламусе (рис.
9).ППЛПЛПППРис. 8. Активация связанная с выполнением более сложных заданий в сравнении сболее простыми (p=0,05 с поправкой на множественные сравнения).75При этом есть компоненты активации, которые возникают в каждом изчетырех условий эксперимента, а есть и те, что варьируют от условия кусловию.Чтобыопределитьинвариантныекомпонентыактивации,связанные с чтением предъявленных слов и актуализацией нового слова,рассмотрим вероятностные карты по всем четырем условиям, наложенные наусредненные анатомические данные (рис. 10).ППЛПЛПППРис.
9. Активация, связанная с актуализацией слова в ответ на графическипредъявленные слова по всем 4 условиям (p=0,05 с поправкой на множественныесравнения).На аксиальных срезах белым цветом отмечены те участки активации,которые совпадали во всех четырех условиях эксперимента (участкипересечения вероятностных карт).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
