Идеомоторный- акт произошел отгреч. ;йеа — идея, образ,лат. тогог — приводящий в движение и асщя — движение,действие.
(Ко1апо Р.Е., 1981; Ко1апс1 Р.Е., РпЬег@ Ь., 1985) для изучения сенсорного внимания применил нетомографический метод измерения ЛМКТ, позволяющий контролировать его только на корковом уровне. При измерении ЛМКТ в 254 участках от одного полушария, когда испытуемый в течение 40 с непрерывно фокусировал свое внимание на кончике указательного пальца в ожидании слабого прикосновения, было обнаружено увеличение кровотока в контралатеральной пальцу соматосенсорной коре на 25% относительно уровня покоя. При этом сильное механическое воздействие на тот же палец вызывало меньшее увеличение ЛМКТ, чем селективное внимание. Увеличение кровотока в соматосенсорной коре было соматотопическим. Когда внимание субъекта смещалось с пальца на верхнюю губу, увеличение ЛМКТ наблюдалось в контралатеральной соматосенсорной области в зоне проекции рта, а не пальца. В дальнейшем П. Роланд в соматосенсорной коре обнаружил два источника усиления ЛМКТ: один -— модально-специфический, реагирующий на соматический стимул независимо от того, игнорируется ли он или привлекает внимание, другой — неспецифический, связанный с вниманием. Сходные результаты были получены для зрительной и слуховой модальности стимулов соответственно в зрительной и слуховой сенсорной коре.
Под влиянием внимания к стимулу кровоток усиливается не только в сенсорных зонах коры, но и во фронтальных областях мозга, где выделяют две зоны: фронтальную и префронтальную кору. Во фронтальной коре место, где увеличивается кровоток, зависит от модальности стимула, привлекающего внимание. Для зрительной, слуховой и соматосенсорной модальности в этой зоне были обнаружены различные паттерны усиления ЛМКТ. В префрон-тальной коре, согласно П. Роланду (Ко1апс1 Р.Е., 1982), усиление ЛМКТ связано с вниманием и не зависит от модальности. В опытах, в которых субъект решал задачу обнаружения сигнала определенной модальности и игнорировал стимулы других при предъявлении последовательностей, состоящих из зрительных, слуховых и соматических стимулов, селективное внимание независимо от модальности релевантного стимула усиливало ЛМКТ в центральной зоне передней префронтальной коры-
Две системы внимания были выделены М. Познером(М.1. Ровпег) с сотрудниками. Обобщая результаты некоторых исследований, полученных методом ПЭТ, а также свои работы по изучению семантического восприятия, они (РозпегМ.1. е1 а1., 1988; РозпегМ.1-,РеЮгзеп5.Е., 1990) выделили заднюю зрительно-пространственную и переднюю системы внимания. Исследователи считают,что
Задняя Зрительные |
Семантика
система внимания |
образы слов |
б Передняя система внимания |
Рис. 23. Локализация основных центров внимания (активации), причастных к обработке семантической информации, по Познеру (Рохпег М., РеГегхеп 8., 1990).
о — латеральная; б — медиальнаясторона полушария.
задняя париетальная кора не активируется при зрительном предъявлении слов.Но уже простые задания, требующие от испытуемого контроля за стимулами, поступающими через зрительный вход, или их мысленного представления, усиливают мозговой кровоток в задней париетальной коре, которая и получила название задней системы внимания.
Передняя система внимания локализована в передней цингу-лярной (поясной) извилине медиальной части фронтальной доли. Она ответственна за формирование «внимания к действию» и участвует в семантических операциях, приводящих к выбору нужной реакции. Схематично концепция М. Познера о двух системах внимания, основанная на анализе данных ПЭТ-исследования при зрительном и слуховом предъявлении вербальных стимулов, представлена на рис. 23. В вентральной части затылочной доли формируются зрительные образы слова (треугольники). При зри-
тельном селективном поиске соответствующего слова активируется задняя система внимания (задняя париетальная кора — шестигранники). В переднем мозге латеральная левая фронтальная доля вовлечена в семантический анализ (кружочки). Локальные области в передней цингулярной извилине (передняя система внимания) ответственны за выбор реакции (квадраты). Предположительно, при повторении слов вслух активируются зоны, показанные пунктиром.
Система зрительно-пространственного внимания была также исследована в условиях бдительности, при длительном удержании внимания к пороговым стимулам. Состояние бдительности вызывает активацию обеих префронтальных областей, а также правой .париетальной коры. Поэтому данный тип внимания связывают с функцией преимущественно правого полушария. Система может работать независимо от нелатерализованной передней системы внимания (Рагйо .[.V. е1 а1., 1991).
Методом ПЭТ была исследована корреляция метаболической активности мозга с компонентом ориентировочного рефлекса в виде суммарного показателя фазических реакций кожной проводимости. Анализировались результаты сканирования во время повторных предъявлений звукового стимула в ситуации привыкания и в процессе угасания выработанного условного оборонительного рефлекса. Величина ориентировочного рефлекса коррелировалас ростом метаболической активности в орбите фронтальной, дорзо-латеральной префронтальной, нижней и верхней фронтальной, нижней и средней височной коре правого полушария.
Активация мозга по ЛМКТ изучалась и в связи с выполнением произвольных движений — сложной последовательности быстрых движений разными пальцами (Ко1апс1 Р.Е. е1 а!., 1980). Во время представления или мысленного «проигрывания» последовательно совершаемых движений увеличение ЛМКТ наблюдалось в обеих дополнительных моторных областях (ДМО). Реальное выполнение этих движений также активировало ДМО. Однако при этом наблюдалось дополнительное увеличение кровотока в первичной моторной коре, контралатеральной по отношению к пальцам, участвующим в движении. Кроме того, активация возникала и в левой передней фронтальной коре.
Простое и повторяющееся движение (быстрое сгибание пальца) может выполняться без активации ДМО за счет функций контралатеральной моторной коры, показывающей рост активации. Полагают, что первичная моторная кора и та часть двигательной системы, на которую она проецируется, контролируют выполнение простых баллистических движений. Более сложные последо"
7-3341
вательности двигательных реакций требуют операций программирования в ДМО, в которой также программируются двигательные навыки, временная последовательность двигательных команд перед тем, как произвольное (волевое) движение будет выполнено. Контралатеральная моторная кора не включена в процесс программирования. Она — исполнительная часть двигательной системы мозга. В ДМО перед выполнением произвольного движения параллельно росту кровотока генерируется медленная негатив-ность — ЭЭГ-показатель активации этих структур. По мере приближения к моменту реального выполнения движения билатеральная негативность в ДМО сменяется появлением медленной нега-тивности в первичной моторной коре, контралатеральной по отношению к руке, выполняющей движение. Таким образом, динамика ЭЭГ-показателя активации согласуется с динамикой ЛМКТ — метаболическим выражением активации.
В процессе формирования навыка на разных этапах обучения наблюдаются различные паттерны ЛМКТ, что указывает на смену мозговых структур, вовлекаемых в процесс обучения. На начальном этапе выработки сложного навыка — определенной последовательности движений пальцев правой руки — ЛМКТ возрастает во многих структурах мозга. Он увеличивается в структурах, участвующих:
• в волевой двигательной активности, т.е. в премоторных областях, ДМО, в первичной моторной коре (в зоне проекции руки), базальных ядрах, вентральном латеральном таламусе, красном ядре и черной субстанции, мозжечке;
• в анализе соматосенсорной информации, поступающей по обратным связям от кожи, суставов, мышц и сухожилий руки, т.е. в проекционной и ассоциативной соматической коре, ДМО и др.;
• в генерации внутренней речи (обе нижние лобные извилины). На последующих этапах формирования навыка зона активации в мозге сужается прежде всего за счет ее ослабления в ассоциативной соматосенсорной коре, в нижней лобной извилине. Испытуемые сообщали, что на этой стадии им не требовалось отсчитывать про себя число касаний пальцами стола. С выработкой навыка постепенно увеличивается кровоток в первичной моторной коре, что, по-видимому, связано с возрастанием скорости и точности движений. Эти изменения свидетельствуют, что в процессе обучения происходит переход к более дифференцированному и экономному с точки зрения выполнения задания паттерну активации.
П. Роланд и Л. Фрайберг (Ко1апаР.Е., РпЬегё Ь., 1985) пришли к выводу, что в процессе мышления мозг активируется не
менее, чем во время волевых движений или сенсорных процессов, даже если они требуют больших усилий- Авторы исследовали паттерны метаболической активности во время мыслительной деятельности (в отсутствие сенсорной стимуляции и двигательных реакций). Они измеряли ЛМКТ у человека нетомографическим методом во время выполнения им трех различных мыслительных заданий: 1) молча вычитать по 3 из 50; 2) думать о каждом втором слове из 9 звучащих слов; 3) представлять путь от входной двери в доме испытуемого, изменяя направление воображаемого движения слева направо при каждом втором повороте- Они установили, что при выполнении всех трех мыслительных задач повышение ЛМКТ всегда возникало за пределами моторной коры и первичных сенсорных областей. Когда испытуемые зрительно представляли свой путь движения, ЛМКТ усиливался во вторичных и третичных ассоциативных зрительных полях. Кроме того, увеличение ЛМКТ наблюдалось также в верхних затылочных, задних нижневисочных и задних верхнетеменных отделах коры, которые относятся к системе воспроизведения из памяти зрительной и пространственной информации. Активация этих же областей возникала, когда испытуемый осматривался в знакомой обстановке и когда должен был различать формы зрительно предъявляемых эллипсов. Во время мысленного выполнения арифметических действий метаболическая активация возникала билатерально в области ангулярпой извилины, которую связывают с системой воспроизведения из памяти чисел и результатов вычитания (Ко1аш3Р.Е., РпЬегё Ь., 1985). Актуализация ассоциаций, связанных со звучащим словом, повышала ЛМКТ в правой сред-невисочной коре (в промежуточной слуховой ассоциативной области). Эта активация никогда не наблюдалась при выполнении двух других мыслительных задач. Попытка выявить паттерны активации, обеспечивающие выполнение когнитивных операций, направленных на взаимодействие с памятью, привела П. Роланда к следующему выводу. При извлечении из памяти образов (зрительных) используются те же области, что и при их восприятии, это главным образом вторичные и третичные ассоциативные зоны. При актуализации эпизодической памяти активируются нижние латеральные области височной коры, которые не реагируют при решении задач на семантическую память. Работа с семантической информацией специфически активировала левую нижнетеменную область, которая в задачах, требующих актуализации эпизодической памяти, была пассивной.
Глава 6 ПАМЯТЬ И НАУЧЕНИЕ
ВИДЫ ПАМЯТИ