Диссертация (1144755), страница 28
Текст из файла (страница 28)
Также, полученный результат укладывается впредставления системной психофизиологии (Александров, 2003), в соответствии скоторыми не только ожидаемый и /или планируемый к достижению результатдеятельности, но и способы его достижения, отражаются соответствующейорганизацией активности нейронов (Швырков, 1995).Следующийэтапданногодиссертационногоисследования,подразумевающий проведение исследований в рамках тестового задания сиспользованием сознательных ложных действий, призван проверить является ливовлечение базовых механизмов мозга условием, при котором будет наблюдатьсясочетанное изменение локальной активности и дистантных взаимодействий.1564.2 Исследование роли базового механизма детекции ошибок в организациинейрональных систем обеспечения сознательных ложных и правдивыхдействий4.2.1 ПЭТ исследование4.2.1.1 ИспытуемыеВ исследовании приняло участие 12 здоровых праворуких испытуемых ввозрасте от 19-44 лет (24,1±5,3).
Праворукость оценивалась по вопросникуОлдфилда (Oldfield, 1971). Проведение исследования было одобрено Комитетом поЭтике Учреждения Российской академии наук Института мозга человека им. Н.П.Бехтеревой РАН. Все участники исследования подписывали информированноесогласие на участие в исследовании.4.2.1.2 Тестовое задание и дизайн исследованияДлясозданияэкспериментальныхусловийПЭТ-исследования,моделирующих ситуацию реализации сознательных ложных и правдивыхдействий, было взято разработанное ранее тестовое задание.
В исследовании порегистрации связанных с событиями потенциалов (ПСС) с использованием данноготестового задания были выявлены компоненты ПСС, связанные с реализациейложных действий, которые свидетельствовали в пользу вовлечения мозговогомеханизма детекции ошибок (см.
Рисунок 27).157Рисунок 27. Компоненты ПСС отражающие реализацию сознательных ложных иправдивых действий.Обозначения: светло-коричневым цветом обозначен интервал времени, длякоторого наблюдается статистически значимая разница между среднимизначениями амплитуд компонент ПСС связанных с реализацией ложных (графикикрасного цвета) и правдивых действий (график зеленого цвета).Ключевой особенностью разработанного тестового задания являлось то, чтоиспытуемый манипулировал действиями оппонента (компьютера), самостоятельнои сознательно принимая решение лгать или нет.
Регистрировались изменениялокального мозгового кровотока между двумя ПЭТ-условиями одинаковойдлительности:1) только правдивые действия, и 2) ложные и правдивые действия,выполняемые с целью заставить оппонента поверить в ложь и не поверить правде(т.е. манипуляция). Специальная организация тестовых заданий провоцировалаиспытуемого совершать сложные действия и, в тоже время, позволяла добитьсяравного соотношения реализованных ложных и правдивых действий.Тестовое задание ПЭТ исследования состояло из последовательнопредъявляемых проб длительностью 3200 мс. и интервала между ними равному 350± 100 мс.
Пробы состояли из целевого стимула (изображения стрелки,направленной вверх или вниз), нажатия кнопки испытуемым и стимула обратнойсвязи. При нажатии кнопки испытуемый «сообщал» компьютеру, с которым158осуществлялась интерактивная игра: предложение об ориентации стрелки, которое,какинструктировалсяиспытуемый,компьютер-оппонент«оценивал»направдоподобность. Стимул обратной связи информировал испытуемого о решении,согласиться или не согласиться с предложенным вариантом (см. Рисунок 28).Целевые стимулы представляли из себя изображения белых стрелок начерном фоне и предъявлялись в течение 400 мс.
Испытуемые инструктировались,что во время игры, можно произвольно предлагать вариант компьютеру, т.е.свободно выбирать между правдивым и ложным предложением о положениистрелки, путем нажатия соответствующей кнопки компьютерной мыши. Нажатиюправой кнопки всегда соответствовало предложение «стрелка направлена вверх», анажатию левой «стрелка направлена вниз».Стимулы обратной связи всегда предъявлялись спустя 2800 мс послепредъявления целевого стимула, в качестве которого использовались слова«согласен», «не согласен». В контрольных неигровых тестовых ПЭТ-условияхтребовалось нажимать кнопку мыши в строгом соответствии с ориентациейстрелки, а в качестве стимула обратной связи использовалось слово «принято».Стимулы обратной связи предъявлялись на 400 мс.
и были напечатаны шрифтомбелого цвета на черном фоне. Для предъявления стимулов использоваласьпрограмма Psytask (http://bio-medical-instruments-inc.software.informer.com/).Таким образом ПЭТ исследование проводилось с использованием двух типовэкспериментальных условий – «Ложь», «Правда-Контроль». Каждое из условийсостояло из 30 последовательно предъявляемых проб, в которых в случайномпорядке предъявлялось по 15 стрелок каждого типа (стрелок направленных вверхи вниз).
В ПЭТ-условии «Ложь», испытуемые инструктировались играть скомпьютером, а в контрольном задании соблюдать соответствие междунаправлением предъявленного изображения стрелки и нажатием кнопки. КаждоеПЭТ-условие повторялось дважды, следование которых было уравновешенным погруппе испытуемых.159Рисунок 28. Тестовое задание ПЭТ-исследования.4.2.1.3 Получение ПЭТ-изображений и статистическая обработка данныхИсследование проводилось на позитронно-эмиссионном томографе (ПЭТ)PC2048-15B, позволяющем одновременно получать 15 аксиальных изображений спространственным разрешением 5-6 мм в трех плоскостях.
Для оценки локальногомозгового кровотока (лМК), через заранее установленный в вену локтевого сгибакатетер, вводился радиофармпрепарат H215O, синтезированный в лабораториирадиохимии ИМЧ РАН. Начало ПЭТ сканирования запускалось спустя 5-7 секпосле введения болюса с Н215O. Реконструкция изображений осуществлялась сиспользованием7-ммфильтраХаннингаиизмеряемойкоррекциейнааттеньюацию (для этого перед каждым исследованием осуществлялось 10минутное трансмиссионное сканирование с использованием 68Ge/68Ga). Дляобеспечения квазистабильного состояния испытуемого в течение выполненияэкспериментальной задачи, тестовое задание начиналось за 10 сек.
до начала ПЭТсканирования и заканчивалось с окончанием сканирования. Учитывая этиособенности первые 4 экспериментальных пробы в каждом ПЭТ-условии160исключались из анализа поведенческих данных (имеется в виде расчет количестваложный и правдивый действий).Программныйпакет«Statisticalhttp://www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/spm8/)(SPM8,mapping8»использовалсядляparametricпредварительной обработки и статистического анализа ПЭТ данных. Все расчетыпроводились на базе платформы MATLAB (Mathworks Inc., Natick, MA, USA).Длятого,чтобывыровнятьсмещенияголовымеждуразнымисканированиями, на первом этапе реконструированные изображения лМК каждогоиспытуемого выравнивались относительно первого сканирования.
На следующемэтапеПЭТ-изображенияподвергалисьпространственнойнормализации(трансформировались таким образом, чтобы соответствовать стандартномустереотаксическому пространствую (атлас монреальского института)). Назаключительном этапе осуществлялась процедура сглаживания ПЭТ-изображенийс пространственным фильтром Гаусса 12 x 12 x12.Для исключения влияния технического фактора различий в уровненакопленной активности, применялась нормализация на глобальное значениеисследуемого параметра (то есть на среднюю накопленную активность всехинтракраниальных вокселов, попавших в поле обзора ПЭТ-камеры).
ПолученныетакимобразомПЭТ-изображенияиспользовалисьдляповоксельногостатистического анализа.Статистические параметрические «карты» рассчитывались с использованиемстатистического порога p<0.05, с коррекцией на множественность сравнения пометоду FDR, «False discovery rate» (Genovese, et al., 2002). Использование данноговида коррекции означает, что в выявленных кластерах, в которых сравниваемыепеременные значимо отличаются, заведомо 5 % ложно-положительных вокселов(т.е.
в которых обнаруженные отличия случайны). Поэтому, чтобы избежатьложно-положительных находок (ошибка первого типа), для определенныхсравнений мы использовали воксельное пороговое значение (k). Например, еслипосле FDR коррекции в рассчитанной статистической параметрической карте 1000значимых вокселей, то кластеры, содержащие 50 и менее вокселов, признавались161незначимыми (т.е. использовалось пороговое значение k>50). Полученные в ходестатистических сравнений ПЭТ-условий (например, «Ложь»>«Правда-Контроль»),статистические пространственные карты t-параметров трансформировались вкарты нормально распределенных нормированных случайных величин со среднимзначением равным 0 и стандартным отклонением равным 1.
Для определенияпространственнойлокализациивыявленныхкластеровиспользовалсяпрограммный пакет Anatomy SPM toolbox (Eickhoff, et al., 2007).4.2.1.4 Полученные результаты и их обсуждениеПоведенческий анализ данных установил, что количество совершаемыхложных и правдивых действий как в первых (12.6±3.3 ложные и 13.4±3.3правдивые), так и вторых (13.2±3.7 ложные и 12.8±3.7 правдивые) ПЭТ-условияхтипа «Ложь» значимо не отличалось по группе испытуемых (p<0.68 and p<0.69соответственно). Аналогично, общее количество ложных (25.7±5.6) и правдивыхдействий (26.25±5.6) также значимо не отличалось (p<0.89).
ПолученныерезультатывоспроизводятповеденческиеданныеВП-исследований,проводившихся с использованием похожего тестового задания и демонстрируютодинаковую ценность ложных и правдивых действий.Для того чтобы выявить области мозга, вовлекаемые в обеспечение ложныхдействий, рассчитывался t-контраст «Ложь»>«Правда-Контроль» (см. Рисунок29, Таблица 10). В результате было обнаружено 6 кластеров, локализующихся вправой средней лобной извилине (rMFG; ПБ 10), левой нижней лобной извилине(rIFG; ПБ 44), левой передней поясной коре (ACC, ПБ 32/24), верхней и среднейлобной извилине в области дополнительной моторной коры (SMA, ПБ 6), правойи левой нижней теменной коре (r/l IPL, ПБ40). Относительное снижениефункциональной активности в условии «Ложь» по сравнению с ПЭТ-условием«Правда-контроль» было выявлено в t-контрасте «Правда-контроль» >«Ложь» вследующих областях: левом предклинье и поясной коре (ПБ 31/23), левойнадкраевой извилине (ПБ 40) и правой височной коре (ПБ 22).162Рисунок 29.
Результаты ПЭТ-исследования, демонстрирующие локализациюмозговых структур вовлекаемых в обеспечение ложных и правдивых действий.Обозначения: красным цветом отмечены кластеры значимых изменений лМК всравнении «Ложь»>«Правда-контроль», синим цветом отмечены кластерызначимых изменений лМК выявленные при расчете обратного t-контраста«Правда-контроль»>«Ложь», АСС – передняя поясная кора, IPL – нижняя теменнаякора, Precuneus/PCC – предклинье/задняя часть поясной коры, MFG – средняялобная извилина, IFG – нижняя лобная извилина.163Таблица 10.
Области мозга, в которых обнаружены изменения локальногомозгового кровотока, отражающие вовлечения структур в обеспечение ложных иправдивых действий.Область мозгаZпараметрРазме Координатырмаксимумакласт xyzераЛожь>Правда-контроль (k>290)Правая средняя лобная извалина (ПБ 10)4.7822823854Правая нижняя лобная извилина (ПБ 40)4.44143550-4640Левая передняя поясная кора (ПБ 32/24)4.18960-2322684032Правая дополнительная моторная область 3.998(ПБ 6)Левая нижняя лобная извилина (ПБ 44)4.05300-401226Левая нижняя теменная кора (ПБ 40)4.29294-40-6446Левое предклинье/поясная кора (ПБ 31/23) 4.58354-8-7422Левая надкраевая извилина (ПБ 40)206-54-26265454-14-4Правда-контроль > Ложь (k>35)4.59Правая верхняя височная извилина (ПБ 22) 4.1Таким образом, ПЭТ исследование показало, что условия, при которыхиспытуемый чередуя ложные и правдивые действия манипулирует мнениемоппонента, по сравнению с ситуацией контрольных корректных нажатий кнопкимыши, характеризуется значимым изменением лМК в областях мозга, входящих всостав лобно-теменной нейрональной системы.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
