2638 подписчиков

Как учёные изучают процессы мышления

5 минут

148 прочтений

11 мая 202111 мая 2021

Оглавление

Вызываем реакции мозга
Отчего у потенциалов такие странные названия
Каждый потенциал отражает работу высших психологических функций

При помощи ЭЭГ и картинок с котиками можно исследовать мышление :)

Часто врачи направляют на процедуру с пугающим названием «электроэнцефалография», или ЭЭГ. На самом деле ничего страшного в ЭЭГ нет. Это всего лишь запись электрической активности мозга при помощи электродов и проводочков. Они не подают ток в голову, а наоборот улавливают еле различимые электрические сигналы мозга.

Врачи используют ЭЭГ для диагностики болезней мозга. Но этот метод показывает не только физиологические изменения в нашем самом важном органе. Он также проливает свет на загадочные процессы, например, на то, как мы мыслим, на наши когнитивные способности.

Веками люди думали о том, как исследовать мышление. В прошлом веке было придуман метод ЭЭГ, который позволяет не только исследовать строение мозга, но также и его способности: мышление, внимание, память и многие другие. За что его особенно любят учёные, так это за то, что для исследования не нужно повреждать целостность мозга или черепа.

Когнитивные способности при помощи ЭЭГ изучают в основном учёные. При помощи ЭЭГ они исследуют восприятие, внимание, интеллект, ощущения. Их интересует мышление не только человека, но и других живых существ. Я, например, при помощи ЭЭГ изучала работу мозга макак. Но сегодня поговорим об изучении электрической активности мозга человека.

Вызываем реакции мозга

Один из методов исследования когнитивных способностей – исследование потенциалов, связанных с событием. Их иногда называют вызванными потенциалами. Потенциалы, связанные с событием – это биоэлектрические реакции мозга, которые он генерирует в ответ на стимуляцию картинкой, звуком или тактильным стимулом.

Для того, чтобы вызвать реакцию мозга, нужен стимул. Стимулом может быть картинка, звук. Он также может быть тактильным. Между прочим, картинки с котиками довольно часто используются, как стимулы :)

Стимулом может быть картинка с котиком. Интересно, но реакция мозга на эту картинку будет зависеть от контекста. Одно дело, когда вы смотрите серию картинок с котиками и очередная картинка с котиком не представляет ничего особенного. Другое дело, когда котик внезапно появляется среди картинок с собаками. В этих двух случаях реакция мозга будет разной, и на ЭЭГ появятся разные потенциалы.

Отчего у потенциалов такие странные названия

Вызванные потенциалы – биоэлектрическая реакция мозга на стимул. На диаграмме вызванный потенциал отражается как негативный и позитивный пик, появляющиеся через несколько миллисекунд после предъявления стимула.

Потенциалов, связанных с событием не так много. Вот основные: P100, N100, P200, N200, P300, N400, P600. Название каждого – это код, который многое о нём говорит.

Потенциалы делятся на позитивные и негативные, отсюда и буквы P (позитивный) и N (негативный). Позитивный или негативный не значит плохой или хороший. Это скорее об особенности электрической активности нейронов. Дело в том, что на диаграмме есть линия, обозначающая 0, т.е. отсутствие активности. Оно характерно для умерших нейронов. Нейроны живого мозга всегда активны. Иногда эта активность выше нуля, иногда – ниже. Почему? Это отдельная долгая история. О ней как-нибудь в другой раз.

Число в названии потенциала говорит о том, на какой миллисекунде он появляется. Стимул, в нашем случае это картинка с котиком, обычно показывается человеку на секунду. Секунда – это 1000 миллисекунд. За 1000 миллисекунд не успеете понять, что что-то увидели. А вот мозгу на оценку времени хватит. Он сгенерирует один из первых ответов – вызванных потенциалов – на 100 миллисекунде. Вы представляете, насколько это мало? Положительный пик на 100 миллисекунде называется P100. Отрицательный пик на 100 миллисекунде называется N100. И так далее.

Вот типичные вызванные потенциалы. Иногда их названия сокращаются, и они называются не P100, а, например, P1. Это всё равно будет значить, что он сгенерировался мозгом через 100 миллисекунд после предъявления стимула. Вертикальная ось отражает мощность потенциала и полярность (позитивный/негативный). Горизонтальная шкала отражает время, прошедшее после показа стимула

Каждый потенциал отражает работу высших психологических функций

Да, каждый пик появляется при выполнении мозгом определённых задач. Если пик выглядит нестандартно, пропадает или ещё как-нибудь «ломается», это говорит о различных болезнях. Поэтому потенциалы помогают при диагностике таких болезней, как болезнь Альцгеймера, аутизм, депрессия, СДВГ, синдром Дауна и многих других.

Познакомимся с самыми распространёнными потенциалами мозга

N100. Негативный пик на 100 миллисекунде после предъявления стимула. Пик появляется на ЭЭГ, когда человек видит, слышит или ощущает внезапный стимул. Например, пик появится, если вы просмотрели тридцать картинок с собаками, а на тридцать первой картинке появилась кошка. Мозг как бы таким образом восклицает «?!», и делает это через 100 миллисекунд после того, как показана внезапная картинка. А вы даже осознать ещё ничего не успели.

P200. Позитивный пик на 200 миллисекунде. Появляется, когда человек использует выборочное внимание или отделяет значимую информацию от незначимой. Также обнаруживается при выполнении задач, в которых нужно найти различия. Этот пик появляется совместно с пиком N100 при обнаружении изменения звуков окружающей среды.

N200. Негативный пик, появляющийся на 200 миллисекунде, когда человек активизирует внимание, воспринимает движение. Изменение в пиках P200-N200 свидетельствует о нарушении работы кратковременной памяти, ориентации, внимания.

P300. Положительный пик на 300 миллисекунде. Отображает процесс принятия решений. Также отображает процессы восприятия, внимания, памяти, ориентации в пространстве, обработки информации перед её перемещением из кратковременной в долговременную память. «Поломка» P300, может свидетельствовать о нарушении обработки информации, о проблемах рабочей памяти.

В жизни мы постоянно встречаемся с выбором. Принятие решений - это одна из самых сложных когнитивных задач для нашего мозга

N400. Негативный пик на 400 миллисекунде. Также появляется при переводе информации из кратковременной памяти в долговременную, при обработке информации, смысловой и лингвистической обработке слов, нахождении отличий. Если услышите несуществующее слово, это также вызовет потенциал N400. Поломка этого потенциала свидетельствует о нарушении понимания смысла слов.

P600. Позитивный пик на 600 миллисекунде. Это детектор грамматических и синтаксических ошибок. Появится, когда вы прочтёте предложение, вроде: «собака любит кошка». Предложение «собака любит кошку» правильное, оно этого потенциала не вызовет.

Собака любит кошку. А кошка любит собаку :)

Потенциалы решают не все проблемы и загадки мозга, но многие

Не все высшие психологические процессы сопровождаются появлением вызванных потенциалов. Было бы неинтересно, если бы всё было просто, и один инструмент был универсальным ключом ко всем тайным комнатам.

ЭЭГ открывает много потайных комнат нашего разума

Вызванные потенциалы – мощный инструмент, который оценивает когнитивные функции без нарушения целостности головы и мозга. Недавно учёные при помощи вызванных потенциалов определили, что мозг человека реагирует на эмодзи примерно так же, как на настоящие лица людей :)

Эмоции, которые передаёт живой человек и которые передаёт жёлтая мордочка воспринимаются примерно одинаково. И это стало понятно благодаря вызванным потенциалам. Внизу будет ссылка на статью об этом (на английском), а также другие полезные материалы, если вас заинтересовали вызванные потенциалы и хочется узнать о них больше.