Научная статья на тему 'Нейрофизиологические механизмы мотивационного внимания у человека'

Нейрофизиологические механизмы мотивационного внимания у человека Текст научной статьи по специальности «Медицинские технологии»

CC BY
1137
190
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЭЭГ / ЭМОЦИЯ / МОТИВАЦИОННОЕ ВНИМАНИЕ / ВЫЗВАННАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ / ДЕСИНХРОНИЗАЦИЯ / ДЕЛЬТА / ТЕГА

Аннотация научной статьи по медицинским технологиям, автор научной работы — Афтанас Л. И., Савотина Л. Н., Рева Н. В., Махнев В. П.

У 34 здоровых испытуемых-правшей проведен анализ вызванной синхронизации и десинхронизации ЭЭГ в дельта-, тега-1 -, тета-2-, альфа-1 -, альфа-2-, бета-1 -, бета-2-, бета-3и гамма-диапазонах при последовательном предъявлении нейтральных и эмоциогенных стимулов Международной аффективной системы изображений (IAPS). Одновременно с предъявлением сигналов регистрировали 62-канальную ЭЭГ, кож-но-гальваническую реакцию и частоту сердечных сокращений. Установлено, что эмоциогенность сигналов достоверно ассоциировалась с усилением вызванной дельта, тета-1 и тета-2 синхронизации в темен-но-височно-затылочных отделах коры, более выраженным в правом полушарии. С точки зрения аффективной хронометрии, наиболее раннее различение эмоционального содержания стимула происходит в низкочастотном тета-диапазоне и наблюдается в период 100-600 мс от начала предъявления. Обнаруженные в настоящем исследовании динамика и особенности межполушарного распределения амплитудных характеристик ЭЭГ в дельтаи тета-диапазонах свидетельствуют о вовлечении в механизмы мотивацион-ного внимания теменно-височно-затылочной коры правого полушария.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по медицинским технологиям , автор научной работы — Афтанас Л. И., Савотина Л. Н., Рева Н. В., Махнев В. П.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

NEUROPHYSIOLOGICAL CONCOMITANTS OF MOTIVATED ATTENTION IN MAN

The main objective of the present investigation consisted in studying cortical concomitants of motivated attention during emotional perception. The 62-channel EEG, skin conductance response and heart rate were recorded while right-handed healthy participants (n=34) viewed sequentially presented neutral, pleasant and unpleasant pictures. The event-related synchronization (ERS) and desynchronization were measured in different frequency bands. It was revealed that in the early test period (up to 1 s after stimulus onset) motivational vs. neutral stimuli induced larger delta and theta-ERS over posterior cortical regions with greater impact on the right parieto-temporo-occipital regions. In terms of affective chronometry, theta-activity was the first to catch the affective salience of incoming stimuli (time window 0-600 ms after stimulus onset). It is concluded that the right parieto-temporo-occipital cortex mediates mechanisms of motivated attention.

Текст научной работы на тему «Нейрофизиологические механизмы мотивационного внимания у человека»

ПСИХОФИЗИОЛОГИЯ И НЕЙРОИММУНОЛОГИЯ

УДК 612.821+612.822.3

Л.И. Афтанас, Л.Н. Савотина, Н.В. Рева, В.П. Махнев

НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ МОТИВАЦИОННОГО ВНИМАНИЯ У ЧЕЛОВЕКА

ГУ НИИ физиологии СО РАМН, Новосибирск

У 34 здоровых испытуемых-правшей проведен анализ вызванной синхронизации и десинхронизации ЭЭГ в дельта-, тета-1-,тета-2-, альфа-1-, альфа-2-, бета-1-, бета-2-, бета-3- и гамма-диапазонах при последовательном предъявлении нейтральных и эмоциогенных стимулов Международной аффективной системы изображений (1АР8). Одновременно с предъявлением сигналов регистрировали 62-канальную ЭЭГ, кожно-гальваническую реакцию и частоту сердечных сокращений. Установлено, что эмоциогенность сигналов достоверно ассоциировалась с усилением вызванной дельта, тета-1 и тета-2 синхронизации в теменно-височно-затылочных отделах коры, более выраженным в правом полушарии. С точки зрения аффективной хронометрии, наиболее раннее различение эмоционального содержания стимула происходит в низкочастотном тета-диапазоне и наблюдается в период 100-600 мс от начала предъявления. Обнаруженные в настоящем исследовании динамика и особенности межполушарного распределения амплитудных характеристик ЭЭГ в дельта- и тета-диапазонах свидетельствуют о вовлечении в механизмы мотивационного внимания теменно-височно-затылочной коры правого полушария.

Ключевые слова: ЭЭГ, эмоция, мотивационное внимание, вызванная синхронизация и десинхронизация, дельта, тета

Согласно современным психологическим и физиологическим теориям, подчеркивающим дифференцированную структуру эмоциональной реакции [2, 8], первым этапом в ее развитии является восприятие эмоциональной информации, включающее в себя декодирование внешних и внутренних эмоциональных сигналов, определение знака поступающей эмоциональной информации и оценку ее значимости для индивида. На втором этапе происходит переживание возникшей эмоции, сопровождающееся дополнительной активацией соматических реагирующих систем. Данные нейрофизиологических, позитронно-эмиссионных и магниторезонансных исследований показывают, что этапы восприятия и переживания эмоций ассоциируются с активностью различных элементов эмоциогенных регулирующих систем мозга и межполушарными активационными асимметриями [15, 17, 18, 20].

В результате нейрофизиологических исследований с помощью метода когнитивных вызванных потенциалов показано, что на этапах восприятия мозговые реакции характеризуются большей амплитудой волны Р300 и поздней позитивностью в ответ на эмоционально значимые (как положительные, так и отрицательные) стимулы по сравнению с нейтральными. Предполагается, что данные эффекты связаны с работой механизмов мотивационного внимания, функциональная роль которого заключается в облегчении перцептивной обработки эмоционально значимых сигналов, имеющих отношение к выживанию индивидуума (как правило, угрожающего или сексуального характера) [14, 15]. В свою очередь, мотивационное внимание отражает состояние активности основных мотивационных систем, управляющих эмоциональным поведением, - достижения и избегания [6, 7]. Между тем до настоящего времени остаются невыясненными особенности межполушарного распреде-

ления частотно-амплитудных характеристик ЭЭГ и их динамика в условиях активации мотивационного внимания. Именно данным аспектам эмоционального реагирования было посвящено настоящее исследование, которое характеризовалось следующими особенностями:

1. В качестве стимульного материала использовали сигналы (сканированные фотографии) Международной аффективной системы изображений (IAPS, The Center for Research in Psychophysiology, University of Florida, 1999), позволяющие контролировать факторы знака эмоции и эмоциональной активации. Установлено, что стимулы данной системы вызывают комплекс субъективных, вегетативных и нейрофизиологических эмоциональных реакций, варьирующих в зависимости от знака и активирующего содержания стимула [6, 7];

2. Время предъявления стимула составляло 6 с и было достаточным для того, чтобы учитывать не только ранние, оценочные (до 1 с), но и более поздние, “переживательные” аспекты переработки аффективной информации;

3. Для исследования корковой активности применен метод вызванной десинхронизации/синхронизации. Сенсорная, когнитивная, аффективная и двигательная активности могут приводить к изменениям мощности ЭЭГ в виде вызванной синхронизации (ВС) или десинхронизации (ВД). Оба феномена характеризуются отчетливой временной связью с событием и высокой специфичностью по отношению к частотным полосам ЭЭГ. Пространственное картирование ВД/ВС используется для изучения топологии и врементой динамики корковой активности [19]. Даже единичные исследования эмоций с помощью такого подхода позволили выявить относительно тонкие индивидуально-типологические корковые различия в аффективной реактивности, а так-

же ЭЭГ-корреляты, отражающие особенности эмоционального реагирования на различные типы аффективных стимулов [2];

4. ЭЭГ высокого разрешения (62 канала) обеспечила более адекватный топографический анализ региональных активационных процессов.

Методика. Исследование проведено с участием 34 испытуемых-правшей (17 мужчин и 17 женщин) в возрасте 18-24 лет. В качестве стимульного материала использовались зрительные сигналы Международной аффективной системы изображений (IAPS, Center for the Study of Emotion and Attention, CSEA-NIMH, 1999), выбранные в зависимости от нормативных значений по шкалам знака эмоции и уровню эмоциональной активации. Все стимулы были разделены на 3 категории (по 30 стимулов на каждую категорию): 1) нейтральные; 2) положительные с высоким эмоциональным содержанием; 3) отрицательные с высоким эмоциональным содержанием1.

Каждый цикл предъявления имел следующую последовательность: темный экран (1 с); символ “+” на темном экране (4 с); зрительный стимул (6 с); темный экран (1 с). Общее время регистрации ЭЭГ составляло 12 с (5 с до и 7 с от момента предъявления стимула). В конце исследования (т. е. в дополнительной серии предъявлений, в которой ЭЭГ не регистрировалась) проводилась субъективная оценка сигналов с помощью 9-балльных шкал, представляющих собой ряд манекенов (Self-Assessment Manikin-SAM [5]): 1) “приятно-неприятно”; 2) “спокоен(а)-возбужден(а)”. 62-канальную ЭЭГ (полоса пропускания 0,3-50 Гц) регистрировали монополярно с помощью программы “Scan 4.1.1”, системы ESI-128 (NeuroScan Labs.) и модифицированной 64-канальной шапочки со встроенными Ag/AgCl электродами (QuikCap, NeuroSoft, Inc.). Референтный электрод располагался на кончике носа. Для контроля глазодвигательных артефактов дополнительно регистрировалась вертикальная и горизонтальная электроокулограммы (ЭОГ).

Синхронно с ЭЭГ регистрировали кожно- гальваническую реакцию (КГР) в варианте кожной проводимости в соответствии с принятыми рекомендациями [10]. После подготовки кожи с помощью абразивной пасты (Weaver&Co) хлорсеребрянные электроды (Ag/AgCl, Sensormedics) фиксировали на ладонной стороне второй фаланги среднего и безымянного пальцев левой и правой руки. Сигналы с обеих рук поступали в усилители COULBOURN S71-22, работающие в режиме постоянного тока. Значения КГР получали в микросименсах (ц S). Электрокардиограмму (ЭКГ) регистрировали с помощью дифференци- ального канала усилителя “SynAmps” с использованием Ag/AgCl электродов в прекардиальном биполярном отведении. Исходные сигналы ЭЭГ, КГР и ЭКГ записывались на компьютер с частотой дискретизации 500 Гц. Для каждого испытуемого после полосовой фильтрации свободных от артефак-

тов сегментов ЭЭГ (96Дб/октаву) был проведен анализ ВС/ВД в диапазонах дельта (2-4 Гц), тета-1 (4-6 Гц), те-та-2 (6-8 Гц), альфа-1 (8-10 Гц), альфа-2 (10-12 Гц), бета-1 (12-18 Гц), бета-2 (18-22 Гц), бета-3 (22-30 Гц) и гамма (30-45 Гц) активности с разрешением 100 мс и дальнейшим усреднением эпох по трем аффективным категориям.

В соответствии с методом ВС/ВД [19] изменения мощности в тестовом интервале (6000 мс от начала предъявления стимула) определялись как процент увеличения (ВС) или уменьшения (ВД) мощности в данном частотном диапазоне по сравнению с референтным интервалом (от - 3000 до - 1000 мс до начала предъявления стимула). Наличие КГР оценивали по увеличению значений кожной проводимости с левой руки во временном окне 0,9-5 с от начала предъявления стимула на величину >0,02 ц8 при скорости нарастания >0,01 ц8/с [10]. Рассчитывали амплитуду и вероятность возникновения КГР. Для нормализации распределений амплитудных значений их подвергали трансформации по формуле: ^ [КГР+1]. Данные ЭКГ трансформировали в показатели частоты сердечных сокращений в минуту (ЧСС/мин). Рассчитывали изменения ЧСС во время предъявления стимула за каждые 0,5 с по сравнению с референтным интервалом по формуле: (средняя ЧСС/мин в тестовом интервале - средняя ЧСС/мин в предстимульном интервале (0,5с)) [21].

Данные субъективного шкалирования, амплитуды и вероятности возникновения КГР подвергались 1-факторным АК0УА с повторными измерениями по фактору Знак эмоции: (ЗНАК 3: нейтральные, положительные и отрицательные эмоциональные стимулы). Данные изменения ЧСС анализировали с помощью 2-факторного АК0УА: (ЗНАК 3: нейтральные, положительные и отрицательные эмоциональные стимулы)хВремя (ВРЕМЯ 12: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 4,5; 5,0; 5,5; 6,0 с от момента начала предъявления стимула).

Для статистических анализов ЭЭГ электроды были распределены на 12 зон (по 6 в каждом полушарии): передневисочная - АТ (АР7, Р7/АР8, Р8), лобная - Р (АР3, Р3, Р5/АР4, Р4, Р6), центральная - С (РС3, РС5, с3, С5, СР3, СР5/РС4, РС6, С4, С6, СР4, СР6), теменно-височная - РТ (Р5, Р7/ Р6, Р8), теменная - Р (Р3/ Р4) и затылочная - О (Р03, Р05, Р07, 01/Р04, Р06, Р08, 02). Полученные значения ВС/ВД усреднялись между электродами в пределах одной корковой зоны для каждой категории стимула с интервалом в 100 мс.

С целью оценки динамики ранних изменений локальных значений мощности ЭЭГ для каждого частотного диапазона были проведены 4-факторные АК0УА с повторными измерениями по схеме: ЗНАК (ЗНАК 3: нейтральные, положительные и отрицательные)хПолуша-рие (ПШ 2: левое, правое)хЛокализация (ЛОК 6: АТ, Р, С, РТ, Р, 0)хВремя (ВРЕМЯ 10: 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900 и 1000 мс).

1 Использованные стимулы: нейтральные-2190, 2200, 2210, 7002, 7004, 7006, 7009, 7010, 7020, 7025, 7030, 7031, 7035, 7050, 7080, 7090, 7100, 7130, 7150, 7175, 7185, 7187, 7217, 7224, 7233, 7235, 7490, 7491, 7500, 7705; отрицательные-1111, 1274, 2120, 2800, 3053, 3080, 3100, 3102, 3150, 3160, 3170, 3261, 3350, 3530, 3550, 6230, 6260, 6313, 6350,

6540, 6550, 6560, 7361, 8230, 9040, 9042, 9300, 9320, 9405, 9410; положительные- 1440, 1460, 1710, 1722, 1750, 1920,

2057, 2311, 2352, 4220, 4250, 4599,4606, 4607, 4611, 4641, 4651, 4652, 4656, 4658, 4659, 4660, 4664, 4670, 4680, 4687,

5660, 5831, 5890, 7580

Для анализа изменений мощности ЭЭГ на поздних этапах предъявления (2-6 с) проводились сходные ANOVA, в которых фактор “Время” состоял из 5 уровней, а разрешение во времени - 1 с (ВРЕМЯ 5: 2, 3,4, 5 и 6 с). В зависимости от полученных эффектов использовались дополнительные простые ANOVA для детализации возникающих взаимодействий факторов. Для всех видов анализов в случае необходимости проводилась коррекция значений уровня статистической достоверности с помощью поправки Гринхауза-Гейсера. Для post-hoc сравнений использовались тесты Тьюки.

Результаты. Субъективные и вегетативные реакции. Субъективно по шкале знака эмоции (F(2,66)=375,88; p<0,000) наиболее высокие значения были получены для положительных (M=7,35), промежуточные-для нейтральных (M=5,41), наиболее низкие -для отрицательных (2,07) сигналов. По шкале активации (F(2,66)=61,34; p<0,001) положительные (M=4,62) и отрицательные (M=5,35) стимулы оказывали достоверно большее активирующее воздействие, чем нейтральные (M=2,75) (все сравнения при p<0,01).

Результаты анализа электрокожной активности (рис. 1A) свидетельствуют о том, что вероятность возникновения КГР (ЗНАК: F(2,66)=17,34; р<0,000) на эмоцио-генные сигналы значимо выше, чем на нейтральные (все сравнения при р<0,01). Анализ динамики сердечной активности (ЗНАКхВРЕМЯ: F(22,726)=4,47; р<0,001) свидетельствует о значимом замедлении ЧСС на аверсив-ные сигналы, начиная с 3,5 с от начала предъявления стимула.

Кроме того, как видно из рис. 1Б, в интервале 3-4 с происходит увеличение ЧСС в ответ на положительные сигналы по сравнению с нейтральными (все сравнения при p<0,01).

ВС/ВДЭЭГ (0—1000 мс). В проанализированных частотных диапазонах только в дельта-, тета-1-, тета-2-по-лосах наблюдались специфические эффекты ВС/ВД, связанные с эмоциогенностью стимула (рис. 2).

В дельта-полосе эмоциогенные стимулы по сравнению с нейтральными характеризовались более высокими значениями ВС в переднецентральных (AT, F, C) и задних (PT, P, O) областях коры. Однако в задней коре (ЗНАКхЛОК: F(10,330)=2,83; р<0,042;

ЗНАКхЛОКхВРЕМЯ: F(90,2970)= 2,24; р<0,043) эффекты эмоциогенности были выражены сильнее и наблюдались на фоне общего доминирования правого полушария (ПШ: все F(1,33) > 16,19; р<0,001) (рис. 3).

Различение эмоциогенности сигналов в задних областях коры (PT, P, O) происходило раньше, чем в переднецентральных (AT, F, C) - начиная с 300-й мс от начала предъявления (рис. 2). В тета-1-полосе временная динамика характеризовалась ранними эффектами эмоциогенности в задней коре для обеих категорий стимулов в интервале 0-500 мс, в то время как в передней коре только положительные стимулы вызывали большую ВС по сравнению с нейтральными и отрицательными в интервале 100-800 мс (все сравнения при р<0,01) (рис. 2).

Кроме того, в отличие от дельта-диапазона взаимодействия ЗНАКх ПШ в PT (F(2,84)=4,13; р<0,02) и P (F(2,84)=3,39; р<0,04) отведениях в раздельных ANOVA указывают на специфически более выраженные эффекты эмоциогенности в правой теменно-височно-затылоч-

ной коре (рис. 3). В тета-2-диапазоне, в целом, (ЗНАК: Б(2,66)=7,76; р<0,002) эмоциональные сигналы вызывали большую ВС, чем нейтральные (рис. 2). Однако в соответствии со взаимодействием ЗНАКхПШхЛОК

Рис. 1. А, Б. Средние значения амплитуды и вероятности возникновения КГР (А), а также динамика изменений частоты сердечных сокращений (удары/мин) в ответ на предъявление нейтральных (Нейт.), положительных (Пол.) и отрицательных (Отр.) эмоциональных сигналов (Б)

(Б(10,330)=4,56; р<0,001) в задних корковых областях эффекты эмоциогенности положительных стимулов были значимо более выраженными в правом полушарии (ЗНАКхПШ: Б(1,33)=7,91; р<0,008), в то время как негативные стимулы характеризовались лишь тенденцией к правополушарному доминированию (рис. 3).

Во временном аспекте в передних зонах коры различение эмоциогенности начиналось с 300-й (положительные) и 400-й (отрицательные) мс, а в задних областях этот процесс происходит раньше - на 100-й мс для отрицательных и на 300-й мс - для положительных сигналов (все сравнения при р<0,01) (рис. 2).

ВС/ВД ЭЭГ (2000-6000 мс). Отставленное во времени (после 1-й с), связанное с эмоциогенностью усиление дельта- и тета-1 ВС в теменно-височно-затылочной коре. В дельта-диапазоне в интервале 2-5 с значения ВС на отрицательный сигнал достоверно больше, чем на нейтральные (ЗНАК: Б(2,66)=10,57; р<0,0001), а в те-та-1-полосе связанное с эмоциогенностью усиление ВС наблюдается в интервале 2-4 с для обеих категорий стимулов (ЗНАК: Б(2,66)=5,54; р<0,006).

Результаты сравнения субъективных оценок отчетливо показывают, что эмоциогенные стимулы по срав-

АТ, Г, С РТ, Р, О

♦ О - достоверность различий между нейтральными и, соответственно, отрицательными и положительными стимулами при р < 0,01

Рис. 2. Временная динамика вызванной синхронизации (ВС%) и десинхронизации (ВД%) в ответ на предъявление нейтральных и эмоциогенных стимулов в передних (АТ, Р, С) и задних (РТ, Р, 0) областях коры в дельта- (2-4 Гц), тета-1- (4-6 Гц) и тета-2- (6-8 Гц) диапазонах в интервале 0-1000 мс

нению с нейтральными вызывали достоверно большую активацию. По данным вызванной активности сердца в ответ на предъявляемые аверсивные стимулы наблюдалось значимое замедление ЧСС, которое усиливалось к концу интервала предъявления. Подобная динамика, свидетельствующая о возникновении ориентировочной реакции и длительной направленности внимания на сигнал как источник угрозы, пусть даже символической (т. н. “брадикардия страха” [9]), отражает оборонительную активацию [6]. Частота сердечных сокращений на положительные стимулы характеризовалась слабовыражен-ным начальным замедлением, которое в середине интервала (3-4 с) сменялось относительным ее усилением. По-видимому, использованные положительные стимулы вызывали меньшую ориентировочную реакцию и в меньшей степени привлекали внимание. В то же время волна относительного ускорения ЧСС является характерной для эмоционально положительных зрительных стимулов и, по мнению ряда авторов, отражает усиление симпатической активации как результат их успешного распознавания [6].

По данным КГР, положительные и отрица- тельные сигналы характеризовались эффектами значимо большей симпатической активации по сравнению с нейтра-

льными. В целом, полученные результаты согласуются с данными других исследователей об информативности вызванной активности сердца в оценке знака эмоциогенного сигнала (по крайней мере, это наиболее справедливо для аверсивных стимулов), а КГР отражает выраженность эмоционально обусловленной симпатической активации [6,10]. Кроме того, комплекс субъективных и вегетативных реакций дополнительно подтверждает валидность связанных с эмоциогенностью стимула особенностей ВС/ВД ЭЭГ, обнаруженных в настоящем исследовании.

По данным ВС/ВД, в дельта-диапазоне аффективные стимулы вызывали прирост мощности, более выраженный в задних областях коры, который наблюдался на ранних этапах предъявления сигнала (до 1 с) на фоне в целом более выраженной синхронизации в правом полушарии. В диапазонах низкочастотной и высокочастотной тета-активности эмоциогенность предъявляемой информации также специфически была связана с большей синхронизацией в правой теменно-височной коре. Причем только в диапазоне низкочастотной тета этот эффект наблюдался для обеих категорий эмоциогенных сигналов.

В соответствии с современными представлениями, обнаруживаемое в большинстве когнитивных [11] и аффективных [2, 3] заданий усиление дельта- и тета-мощности рассматривается в качестве индикатора повышенной активации. Кроме того, тета-ритм рассматривается как базовый ритм, связанный с когнитивными функциями и кортикогиппокампальными взаимодействиями, функционально интегрирующий различные отделы нервной системы (обзор [4]). Рост тета-активности более специфично связывают с концентрацией внимания, работой памяти и эмоциональной активацией [1,4, 16].

По данным спектральных анализов когнитивных вызванных потенциалов, частотная структура поздней компоненты Р300 во многом определяется суперпозицией дельта- и тета-колебаний, причём дельта-синхронизацию скорее связывают с процессами категоризации и принятия решения, а тета-синхронизацию - с процессами внимания и обнаружения сигнала [4, 12].

С учетом изложенного выше можно предположить, что усиление вызванной синхронизации в теменно-височно-затылочных областях коры правого полушария в дельта- и тета-диапазонах в ответ на высокоактивирую-щие эмоциогенные сигналы отражает анализ их мотивационной значимости. О вовлечении задних отделов коры правого полушария в механизмы мотивационного внимания свидетельствуют также результаты изучения восприятия эмоциональных стимулов с помощью когнитивных ВП [14, 15] и функционального магнитного резонанса [7].

ВС%

I

см

-45

-70

-95

-120

Г* °-*-о 1 1 1 - р - / 1 1 1 - 9 - с/С о» о ❖

I iti нейт. отр. пол. J— 1 “ч-1 1

-20 =г -30 |_

CD

I -40 ■ч-

го -50

оо

I

CD

CM

ГО

f—

-60

-70

5

-5

-15

-25

-35

-45

- - -О—.

- а О

❖ ' t —1 i_ .°Ч ■ °***. « t> 1 1 - а 0 \ о 1 1 1 1 - у - ♦ А - 8о 1 1 у-+ - 1 1

\

%7.Г° ♦ $

k-

О.. и ♦

Л П Л П AT F

Л П

с

Л П PT

Л П Л П P о

♦ - достоверность различий между

нейтральными и, соответственно, отрицательными и положительными стимулами при р < 0,01

Рис. 3. Межполушарное распределение значений вызванной синхронизации (ВС%) в ответ на предъявление нейтральных и эмо-циогеииых стимулов в дельта- (2-4 Гц), тета-1- (4-6 Гц) и тета-2-(6-8 Гц) диапазонах в интервале 0-1000 мс.

Л - левое полушарие; П - правое полушарие; области коры - АТ,

F, C, PT, P, O

С точки зрения аффективной хронометрии, результаты анализа временной динамики вызванной синхронизации в тета- диапазонах в задних областях коры показывают, что выделение мотивационно значимых сигналов из нейтрального контекста начинается уже на ранних этапах предъявления стимула - в интервале 0-400 мс. Данные о раннем включении нейронных тета-осцилляторов в процессы различения аффекта хорошо согласуются с результатами недавних исследований “эмоциональных” ВП, в которых показано, что этот процесс происходит в интервале 150-260 мс после предъявления сигнала [12]. Этого времени достаточно для активации эмоциогенным стимулом мотивационных систем с вовлечением цингулятной коры и/или миндалины, а также гипотетической “системы сверхкратковременной концептуальной памяти” (“very short-term conceptual memory system”) [12].

Принимая во внимание, что именно на этапах восприятия сигнала (в интервале 0-500 мс) вызванная тета-активность ассоциируется с механизмами ориентировочной реакции, избирательного внимания и памяти (см. обзор [4]), ранняя вызванная тета-синхронизация в теменно-височно-затылочной коре правого полушария отражает именно оценку мотивационной значимости стимула, а не переживание эмоции. В диапазоне дельта-активности процесс различения эмоциоген-ности оказался отставленным до 300-й мс. С учетом ассоциации вызванной дельта-активности с различными аспектами категоризации и принятия решения [4, 13], более позднее различение аффективных стимулов в этом диапазоне может быть приурочено к этапам расширенного когнитивного анализа мотивационно значимого стимула.

В заключение необходимо отметить, что обнаруженные в настоящем исследовании динамика и особенности межполушарного распределения амплитудных характеристик ЭЭГ в дельта- и тета-диапазонах свидетельствуют о вовлечении в механизмы мотивационного внимания теменно-височно-затылочной коры правого полушария.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

NEUROPHYSIOLOGICAL CONCOMITANTS OF MOTIVATED ATTENTION IN MAN

L.I. Aftanas, L.N. Savotina, N.V. Reva, V.P. Makh-

nev

The main objective of the present investigation consisted in studying cortical concomitants of motivated attention during emotional perception. The 62-channel EEG, skin conductance response and heart rate were recorded while right-handed healthy participants (n=34) viewed sequentially presented neutral, pleasant and unpleasant pictures. The event-related synchronization (ERS) and desynchronization were measured in different frequency bands. It was revealed that in the early test period (up to 1 s after stimulus onset) motivational vs. neutral stimuli induced larger delta and theta-ERS over posterior cortical regions with greater impact on the right parieto-temporo-occipital regions. In terms of affective chronometry, theta-activity was the first to catch the affective salience of incoming stimuli (time window 0-600 ms after stimulus onset). It is concluded that the right parieto-temporo-occipital cortex mediates mechanisms of motivated attention.

ЛИТЕРАТУРА

1. Анализ вызванной синхронизации и десинхронизации ЭЭГ при эмоциональной активации у человека: временные и топографические характеристики / Л.И. Афтанас, Н.В. Рева, А.А. Варламов и др. // Журн. высш. нервн. деят. 2003. Vol. 53. № 4. P. 485-494.

2. Афтанас Л.И. Эмоциональное пространство человека: психофизиологический анализ / Л.И. Афтанас. Новосибирск, 2000.

3. Русалова МДЧастотно-амплитудные характеристики левого и правого полушарий при мысленном воспроизведении эмоционально окрашенных образов / М.Н. Русалова, М.Б. Костюнина // Физиол. человека. 1999. Т. 25. № 5. С. 50-56.

4. BasarE. Gamma, alpha, delta, and theta oscillations govern cognitive processes / E. Basar, C. Basar-Eroglu, S. Karakas //Int. J. Psychophysiol. 2001. Vol. 39. P. 241-248.

5. Bradley MMMeasuring emotion: the self-assessment manikin and the semantic differential / M.M. Bradley, P.J. Lang // J. Behav. Ther. & Exp. Psychiat. 1994. Vol. 25. P. 49-59.

6. Bradley M.M. Emotion and motivation I: defensive and appetitive reactions in picture processing / M.M. Bradley, M. Codispoti, B.N. Cuthbert // Emotion. 2001. Vol. 1. № 3. P. 276-298.

7. Bradley M.M.Activation of the visual cortex in motivated attention / M.M.Bradley, D. Sabatinelli, P.J. Lang // Behav. Neurosci. 2003. Vol. 117. № 2. P. 369-380.

8. Cacioppo J.T. Emotion / J.T. Cacioppo, W.L. Gardner // Ann. Rev. Psychol. 1999. Vol. 50. P. 191-214.

9. Campbell B.A. Origins of orienting and defensive responses: an evolutionary perspective/ B.A. Campbell, G. Wood, T. McBride / In P.J. Lang, R.F. Simons, M.T. Balaban (Eds.). Attention and orienting: sensory and motivational processes. Hillsdale, NJA Erlbaum. 1997.

10. Dawson M.E. The electrodermal system / M.E. Dawson, A.M. Schell, D.L. Filton/ In: J.T. Cacioppo, L.G. Tassinary, G.G. Bernston (Eds.). Handbook of Psychophysiology. Second ed. Cambridge University Press. 2000. P. 200-223.

11. Harmony T. EEG-delta activity: an indicator of attention to internal processing during performance of mental tasks / T. Harmony, T. Fernandez, J. Silva // Int. J. Psychophysiol. 1996. Vol. 24. № 1-2. P. 161-171.

12. Junghofer M. Fleeting images: a new look at early emotion discrimination / M. Junghofer, M.M. Bradley, T.R. Elbert // Psychophysiology. 2001. Vol. 38. P. 175-178.

13. Karakas S. A new strategy involving multiple cognitive paradigms demonstrates that ERP components are determined by the superposition of oscillatory responses / S. Karakas, O.U. Erzengin, E. Basar // Clin. Neurophysiol. 2000. Vol.

111. P. 1719-1732.

14. Keil A. Effects of emotional arousal in the cerebral hemispheres: a study of oscillatory brain activity and event-related potentials / A. Keil, M.M. Muller, T. Gruber et al. // Clin. Neurophysiol. 2001. Vol. 112. № 11. P. 2057-2068.

15. Keil A. Large-scale neural correlates of affective picture processing / A. Keil, M.M. Bradley, O. Hauk // Psychophysiol. 2002. Vol. 39. № 5. P. 641-649.

16. Klimesch W.EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: a review and analysis / W. Klimesch//Brain Res. Rev. 1999. Vol. 29. P. 169-195.

17. Muller M.M. Processing of affective pictures modulates right-hemispheric gamma band EEG activity / M.M. Muller, A. Keil, T. Gruber // Clin. Neurophysiol. 1999. Vol. 110. №11. P. 1913-1920.

18. Non-linear dynamic complexity of the human EEG during evoked emotions / L.I. Aftanas, N.V. Lotova, V.I. Koshka-rov et al. // Int. J. Psychophysiol. 1998. Vol. 28. P. 63-67.

19. Pfurtscheller G. Event-related EEG/EMG synchronization and desynchronization. Basic principles / G. Pfurtscheller, F.H. Lopes da Silva//Clin. Neurophysiol. 1999. Vol. 110. P. 1842-1857.

20. Phan K.L. Functional neuroanatomy of emotion: a meta-analysis of emotion activation studies in PET and fMRI / K.L. Phan, T. Wager, S.F. Taylor//Neuroimage. 2002. Vol. 16. P. 331-348.

21. Roedema T.M.Emotion-processing deficit in alexithymia / T.M. Roedema, R.F. Simons // Psychophysiol. 1999. Vol. 36. P. 379-387.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.