Узнавание и опознание лиц - психологические и психофизиологические механизмы (1100318), страница 4
Текст из файла (страница 4)
Порядок предъявления серий чередовался. Длительность паузы между сериями дополнительного контрольного эксперимента составлялаоколо одной минуты.Для контроля общего функционального состояния во время эксперимента, атакже для оценки некоторых параметров при анализе ВП, например, уровня шумаспонтанной ЭЭГ в отсутствие стимуляции, в начале, в середине (между сериями) и вконце всех электроэнцефалографических экспериментов регистрировалась фоноваяЭЭГ активность в течение одной минуты. Эта фоновая ЭЭГ, в частности, была исполь-14зована при получении «шумовых ВП» при статистическом анализе разностных ВП насерию «лица». При регистрации фоновой ЭЭГ испытуемые находились в состоянииспокойного бодрствования, с открытыми глазами.Обработка полученных данныхПо данным исследуемых ВП были рассчитаны координаты подвижных эквивалентных дипольных источников по 21-му отведению для однодипольной и двухдипольной моделей.
Использовался режим «лучшая модель» с выводом параметров техдиполей, для которых коэффициент дипольности (КД) был равен или превышал уровень 0,95. Все расчеты осуществлялись в программе BrainLoc.Обработка результатов исследования при тахистопическом предъявлении изображений осуществлялась авторской программой по следующему алгоритму: послеподсчета числа правильных узнаваний и опознаний для каждой временной серии вычислялась вероятность опознания или узнавания для каждой из четырех категорийстимулов (незнакомые лица, знакомые лица, незнакомые здания, знакомые здания).Вероятность рассчитывалась для каждой временной серии как отношение правильноузнанных или опознанных объектов к общему количеству предъявленных объектовдля данной временной серии.Субъективные оценки эмоционального впечатления от предъявленных стимулов по 20-балльной условной шкале, полученные в ходе опроса испытуемых, заносились в таблицу.
Эти оценки далее сопоставлялись с данными, полученными в результате электрофизиологического исследования.Обработка электрофизиологических записей производилась после режекцииглазодвигательных и прочих артефактов. С целью уменьшения влияния помех полосачастот ЭЭГ была ограничена диапазоном 1–30 Гц. Вызванные потенциалы (ВП) мозгарассчитывались с помощью авторской программы по стандартной схеме когерентногоусреднения. Производилось раздельное усреднение ВП для каждой экспериментальной серии. Были получены ВП следующих основных типов:1.) серия «лица», значимые стимулы; 2.) серия «лица», незначимые стимулы; 3.) разностный ВП: серия «лица», (значимые стимулы) минус серия «лица», (незначимые стимулы); 4.) серия «слова», значимые стимулы; 5.) серия «слова», незначимые стимулы;6.) разностный ВП: серия «слова», (значимые стимулы) минус серия «слова», (незначимые стимулы).Имеющиеся данные по ВП на серию «лица» были использованы для обучениянейросети Кохонена, с целью оценки конфигуративной схожести ВП.
Далее, с учетом15полученных при формировании нейросетей Кохонена результатов, был проведен циклформирования нейросетей с различными параметрами, основанных на управляемомобучении (обучении «с учителем»). В качестве входных данных для ИНС использовались числовые отсчеты амплитуд ВП на знакомые и на незнакомые лица. Нейросетиобучались давать на выходе заранее известные значения принадлежности ВП к классу«знакомые лица» или классу «незнакомые лица».Глава «Результаты исследования» состоит из пяти параграфов.
В первом параграфе описываются результаты психологического исследования. Полученные результаты свидетельствуют в пользу того, что процессы узнавания и опознания включают ряд стадий, обозначенных следующим образом: 1. аморфное восприятие; 2. приблизительная классификация; 3. окончательная классификация (идентификация). Втаблице 1 представлены усредненные по всем испытуемым результаты наблюденияданных стадий в процентном соотношении.
Указанные в таблице проценты полученыв результате подсчета количества стимулов, для которых была отмечена та или инаястадия.Таблица 1.Стадии восприятия при тахистоскопическом предъявлении стимуловВременная серияСтадияНезнакомые лицаЗнакомые лицаНезнакомые зданияЗнакомые зданияСтадияНезнакомые лицаЗнакомые лицаНезнакомые зданияЗнакомые зданияСтадияНезнакомые лицаЗнакомые лицаНезнакомые зданияЗнакомые здания300мс6%32%100150200250мсмсмсмсАморфное восприятие0%0%0%0%6%1%0%0%22%1%0%50 мс0%0%0%48%0%0%14%2%0%0%Приблизительная классификация68%37%13%9%4%21%15%6%1%1%0%63%67%7%3%28%34%9%0%26%47%63%79%96%99%98%99%15%32%58%81%93%97%24%52%84%92%91%100%42%19%14%8%Идентификация87%91%93%99%2%1%Полученные результаты относительно распределения вероятности правильногораспознавания показали различия процессов узнавания и опознания. Во-первых, узнавание16предъявляемых объектов требовало меньшего времени, чем опознание знакомых объектов, независимо от типа объектов (см.
рис.1).1.00.9Вероятность0.80.70.60.50.4знакомые лицанезнакомые лицазнакомые зданиянезнакомые здания0.30.20.10.050100150200250300Временные серии, мсРис.1. Вероятности правильного узнавания незнакомых изображений и опознания знакомых изображений в зависимости от времени их экспозиции при тахистоскопическомпредъявлении с паттерновым обратным маскированием.Во-вторых, особенность восприятия при опознании предъявляемых стимуловсостояла в том, что вышеописанные стадии перцепции не всегда соблюдались.
У многих испытуемых стадия приблизительной классификации «выпадала»: они сразу правильно опознавали предъявленный стимул.Исследование по эмоциональному оцениванию предъявленных в электроэнцефалографическом исследовании стимулов позволило получить балльное выражениеэмоциональной окраски знакомых стимулов-лиц. Условно разделив всю 20-балльнуюшкалу на пять интервалов, с шагом 4 единицы от концов шкалы, было принято выделить следующие уровни оценок: низкий – нейтральный уровень (-2; 2), средний (-2;-6и 2; 6) и высокий (-6; -10 и 6; 10). Приняв такое разделение шкалы, мы подсчитали количество полюсных оценок для каждого из трех уровней.
Так, было получено: 7 высоких положительных оценок, 3 средних положительных оценки, 3 нейтральных оценки,1 средняя отрицательная оценка, 2 высоких отрицательных оценки. Полученные в результате психологического исследования данные учитывались нами при сравнительном анализе результатов с данными электроэнцефалографического исследования (см.далее).Во втором параграфе данной главы представлены результаты психофизиологического исследования ВП мозга.
Вначале описываются результаты предварительного (пилотажного) исследования, проведенного с целью нахождения оптимальных экспериментальных условий и параметров (количество усреднений, временные парамет-17ры стимуляции) для получения устойчивого ВП. Далее рассматриваются результатыосновного электроэнцефалографического исследования. Сначала производится сравнительный анализ различий ВП между экспериментальными сериями (серия «лица» исерия «слова»).
Затем осуществляется анализ ВП в рамках серии «лица».В результате сравнительного анализа ВП на серию «лица» и серию «слова» были выделены компоненты, по-видимому, характерные для процесса узнавания лиц: позитивное колебание во временном диапазоне 120-160 мс, имеющее широкую топографическую представленность, с максимальной выраженностью в центральных и теменно-затылочных электродных отведениях (P160); негативная волна в области 160-250мс, больше всего выраженная в центральных и теменно-затылочных отведениях(N250); волновой комплекс в области 250-400 мс, состоящий из двух компонентов: позитивной волны с пиком в области 250 мс, представленной билатерально во фронтальных и центральных отведениях (P250), и негативного колебания с латентностью пикапримерно 400 мс, отмеченного больше в теменно-центральных и фронтальных отведениях (N400).Анализ ВП для серии «лица» осложнялся значительной межиндивидуальнойвариативностью.
Использование самообучающейся ИНС позволило обойти даннуюпроблему. На основании полученных результатов исходная выборка ВП была разделена на три подтипа (кластера) по критерию конфигуративного сходства ВП.Рис.2. Вызванные потенциалы всех испытуемых, входящих в 1 кластер в отведении Fz.Вертикальными метками отмечены средние значения рассчитанных компонентов ВП.Это позволило достоверно оценить различия между ВП на знакомые и незнакомые лица, выделив компоненты, по-видимому, отражающие процесс опознания лиц.Они были обнаружены в диапазонах латентностей 180-330 мс и 250-450 мс и имели18специфичную конфигурацию для каждого подтипа ВП.
На рис.2, рис.3 и рис.4 показаны разностные ВП на лица для испытуемых, относящихся к первому, второму и третьему кластерам.Рис.3. Вызванные потенциалы всех испытуемых, входящих во 2 кластер в отведенииFz. Вертикальными метками отмечены средние значения рассчитанных компонентовВП.В тех случаях, когда индивидуальные ВП можно было описать общими компонентами, были подсчитаны статистические показатели (среднее и стандартное отклонение) для параметров латентности и амплитуды.Рис.4. Вызванные потенциалы всех испытуемых, входящих в 3 кластер в отведении Fz.Вертикальной меткой отмечено среднее значение компонента ВП.19В третьем параграфе главы представлены результаты дипольной локализацииисточников мозговой активности, рассчитанные по ВП.
Дипольные источники рассчитывались сначала для ВП на серию «лица», без учета фактора знакомости, затем дляразностных ВП на серию «лица». Так, для ВП на серию «лица», без учета фактора знакомости, были исследованы следующие диапазоны латентностей: 120-160мс; 160250мс; 250-400мс. В каждой из областей латентностей были обнаружены зоны активации во множестве корковых и подкорковых мозговых структур: в затылочной коре,нижневисочной извилине, префронтальной коре, мозжечке, хвостатом ядре, скорлупе,миндалине, поясной извилине, таламусе, гиппокампе.Анализ дипольных моделей для разностных ВП экспериментальной серии «лица» производился с учетом принадлежности испытуемых к той или иной подгруппеВП (кластеру).
Картина распределения дипольных источников получилась достаточносложной. Каждый подтип ВП характеризовался особым распределением дипольныхисточников. Так, например, обнаружена активация множества мозговых зон: височнойи затылочно-височной коры, фузиформной извилины, префронтальной коры, мозжечка, таламуса, поясной извилины, островка и гиппокампа.В четвертом параграфе главы представлены результаты сопоставления данных по ВП с данными субъективной оценки стимулов.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
