Узнавание и опознание лиц - психологические и психофизиологические механизмы (1100318), страница 5
Текст из файла (страница 5)
После группировки ВП по критерию субъективной оценки, данной испытуемыми, была обнаружена связь амплитуды ВП с уровнем оценки эмоциональной реакции на эти же знакомые стимулы-лица.Оказалось, что испытуемые, поставившие высокие оценки эмоциональной значимости,независимо от знака (отрицательные или положительные), имели более высокие амплитуды ВП, по сравнению с амплитудами ВП испытуемых, отнесенных к остальнымгруппам по уровню эмоциональной оценки.
Для проверки данного эффекта нами былаподсчитана непараметрическая корреляция Спирмена между средними значениямиамплитуд ВП для каждого из 21-го электродного отведения и баллами, полученнымииспытуемыми при оценивании стимулов-знакомых лиц (см. таблицу 2). В качествесредних значений амплитуд бралась величина, рассчитанная путем усреднения абсолютных значений отсчетов каждого анализируемого ВП на временном отрезке от 120мс до 500 мс. Более ранние компоненты ВП не учитывались нами из соображенийстраховки от возможного влияния на ВП факторов, связанных с чисто физическимиособенностями стимулов.
При расчете корреляций использовались абсолютные значения балльных оценок.20Таблица 2.Коэффициенты непараметрической корреляции Спирмена R между средней амплитудой длинолатентных (>120 мс) компонентов ВП на знакомые лица для каждого отведения и баллами эмоциональных оценок стимулов-знакомых лиц. Жирным шрифтомвыделены значимые коэффициенты при p<0.05.ОтведенияO1-A1Oz-A2O2-A2T5-A1P3-A1Pz-A1P4-A2T6-A2T3-A1C3-A1Cz-A2C4-A2T4-A2F7-A1F3-A1Fz-A1F4-A2F8-A2Fp1-A1Fpz-A2Fp2-A2Коэфф. корреляцииСпирмена, R-0.0340.0720.042-0.4810.5040.5050.4780.4980.1810.5230.5360.5230.261-0.3570.4940.5190.5200.3820.1060.184-0.149t(N-2)p-уровень-0.1270.2720.160-2.0572.1882.1942.0372.1530.6922.2972.3792.3011.012-1.4322.1262.2732.2751.5490.4050.704-0.5650.9170.7890.8740.0580.0460.0450.0610.0490.5000.0370.0320.0370.3280.1730.0510.0390.0390.1430.6940.4920.580Пятый, последний параграф главы посвящен результатам обучения нейросетевого классификатора.
Показано, что точность результата классификации групп потипу ВП при использовании всей выборки составила всего около 50%.После разделения исходной выборки на три подгруппы, основываясь на результатах кластеризации картой Кохонена, был проведен цикл обучения-тестированияИНС. Результаты распознавания выборки по подгруппам оказались существенно лучше, чем при использовании всей выборки целиком.
Вычислительное моделированиепоказало, что наилучшими классифицирующими свойствами обладают ИНС, обученные по векторам данных центральных отведений: Pz, Cz, Fz. Среди последних, лучшиерезультаты ИНС классификации получены для отведения Fz (см. таблицу 3).21Таблица 3.Результат классификации групп по типу ВПНомер кластера, конфигурация ИНС:кол-во слоев, кол-во нейроновКлассификация нейросети по типу ВП:1 кластер,2 слоя,1 нейрон"Класс 1" (знакомые ли21(4)*ца)"Класс 2" (незнакомые21(4)*лица)Всего42Правильно34(80,5%)Неправильно8(19,5%)Ср.ошибка0,1985Макс.ошибка0,3231*- количество ошибочных распознаваний2 кластер,2 слоя,10 нейронов3 кластер,2 слоя,15 нейронов17(6)*21(5)*17(4)*21(2)*3424(69,6%)10(30,4%)0,30370,48264235(83,9%)7(16,1%)0,15950,2742Приведенные в таблице 3 данные были получены путем усреднения результатовобучения консилиума нейросетей: обучалось по три ИНС одной и той же конфигурации для данного отведения (Fz).В главе «Обсуждение результатов» анализируются полученные данные.
Главасостоит из шести параграфов. В первом параграфе обсуждаются особенности процессов узнавания и опознания лиц и других объектов в условиях тахистоскопическогопредъявления стимулов. Обнаружено, что данные процессы хотя и состоят из нескольких стадий, но не представляют собой жестко заданные алгоритмы. Большая скоростьузнавания и опознания лиц, по сравнению с узнаванием и опознанием других объектов, очевидно, связана с особой ролью стимулов-лиц.
Выдвинуто предположение, чтобольшая скорость узнавания объектов, чем их опознание, связано с качественнымиособенностями следов памяти. Мы считаем, что при опознании задействуется болееразвернутая система следов памяти, но требующая большего времени на обработку, сдругой стороны, память при узнавании, вероятно, хранит более абстрагированные,«свернутые» сведения об объектах, и поэтому для работы памяти в этой ситуации требуется меньшее время.Во втором параграфе представлен анализ результатов предварительного электроэнцефалографического исследования. Обсуждаются параметры стимуляции и условий выделения ВП в различных экспериментальных сценариях.
Обосновываетсявыбор наиболее адекватных параметров эксперимента.22В третьем параграфе обсуждаются результаты основного электроэнцефалографического исследования. Показано, что некоторые из обнаруженных компонентовВП имеют аналоги среди компонентов ВП, описанных в литературе. Так, например,позитивность в области 150-200 мс больше всего соответствует VPP (Vertex PositivePeak) [Boеtzel, Gruеsser, 1989], [Jeffreys, 1989], [Rossion, 1999]; негативность в области160-250 мс – компоненту С240 [Begleiter et al., 1993], [Hertz et al., 1994, [Rossion, 1999].Эта же негативность имеет определенное сходство с потенциалом N200, описанном T.Allison и др. [1999].
При рассмотрении результатов анализа разностных ВП показано,что форма разностного ВП по 1 кластеру более всего соответствует потенциалу Р300[Sutton, Ruchkin, 1984]; ВП по 2-му кластеру – потенциалу Р300 с несколько сдвинутойлатентностью. Можно отметить определенное сходство данного ВП с поздней позитивностью, описанной M. Eimer [2000]. Вопрос о природе ВП для третьего кластераостается открытым; возможно, он связан с условной негативной волной, описанной Г.Уолтером [1966].В четвертом параграфе обсуждаются результаты дипольного моделирования.Показано, что процессы узнавания и опознания связаны с работой сложной системы,распределенной по множеству мозговых структур.
Полученные результаты свидетельствуют в пользу гипотезы о распределенной системе следов памяти при реализациипроцессов узнавания и опознания. Кроме того, показано, что следы памяти при опознании лиц содержат как когнитивный, так и эмоциональный компонент, которые неразрывно связаны друг с другом.В пятом параграфе главы производится сравнительный анализ данных ВП иданных по субъективному оцениванию значимых стимулов.
Показано, что модуляцияамплитуды ВП, возникающая в зависимости от уровня эмоциональных оценок значимого (узнаваемого) стимула, связана с активацией мозговых структур, по-видимому,не включенных непосредственно в процесс восприятия (имеется в виду чисто когнитивный аспект), но отвечающих за эмоциональный компонент последнего.В шестом параграфе представлен анализ результатов обучения искусственныхнейронных сетей.
Показано, что найденное с помощью карты Кохонена трехкластерное решение оказалось адекватным. Также показано, что точность классификациинейросети, обучаемой «с учителем», соответствует критерию точности для методаИНС.23ВЫВОДЫ:1. Процессы узнавания и опознания лиц состоят из последовательно развертывающихся стадий, различающихся степенью сформированности перцептивного образа:аморфное восприятие; приблизительная и окончательная классификация.2. Процессы узнавания и опознания различаются: 1.) Узнавание объектов требуетменьшего времени, чем опознание объектов, независимо от типа последних. 2.) Узнавание и опознание лиц требует меньшего времени, чем узнавание и опознание изображений зданий.3.
С узнаванием лиц избирательно связаны следующие компоненты ВП: P160 (центральные и теменно-затылочные отведения); N250 (там же); комплекс Р250 (фронтальные и центральные отведения) – N400 (теменно-центральные и фронтальные отведения).4. Выявлено три подтипа ВП, характерных для опознания лиц: 1. комплекс Р290 –N380; 2. N240 – P370; 3.
негативное колебание, начинающееся от 220-250 мс и продолжающееся до 500 мс.5. В процессе опознания лиц кроме когнитивного компонента имеет значение также иэмоциональный аспект опыта воспринимающего субъекта. Последний находит выражение в ВП: так, для высоких оценок эмоциональной значимости, независимо от знака(отрицательные или положительные), характерна более высокая амплитуда ВП.6. Нейросеть Кохонена позволила выявить три конфигуративных подтипа разностныхВП на лица. Направленно обучаемый нейроклассификатор позволил определить наиболее дискриминативное отведение для анализа последних (Fz).
Успешно осуществлена классификация ВП по типам («знакомые» или «незнакомые лица»). Точность классификации составила: для 1-го кластера: 80,5%; для 2-го кластера: 69,6%; для 3-го кластера: 83,9%.7. При узнавании и опознании лиц наблюдается активация различных корковых (зрительная, нижневисочная, верхневисочная, префронтальная кора) и подкорковых (мозжечок, хвостатое ядро, миндалина, поясная извилина, таламус, гиппокамп) мозговыхструктур.8. Обнаружено три уникальных симптомокомплекса распределения диполей, характерных для процесса опознания лиц. В процессе опознания участвуют множество мозговых зон: височная и затылочно-височная кора, фузиформная извилина, префронтальная кора, мозжечок, таламус, поясная извилина, островок, гиппокамп.24Основные результаты исследования отражены в публикациях:Статьи, опубликованные в Перечне изданий,рекомендованных ВАК МО и науки РФ1.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
