Чеширская улыбка кота Шрёдингера: мозг, язык и сознание - Татьяна Черниговская

Каждый испытуемый перед ПЭТ-исследованием проходил тренировку по выполнению всех тестовых заданий на наборе фраз, не использованных в сканированиях.

Для предъявления стимулов, регистрации ошибок и времени реакции использовалась компьютерная программа Presentation (© Neurobehavioral systems).

В исследовании использовалось четыре задания (условия). Для статистических целей каждое задание предъявлялось в двух сканированиях, то есть всего было восемь сканирований (сканов) по каждому испытуемому. Порядок псевдорандомизации условий между испытуемыми: 12344321, 23411432, 34122143 и т. д. В начале каждого ПЭТ-исследования испытуемому предъявлялось задание без сканирования для того, чтобы избежать эффекта первого скана [Rajah et al., 1998].

Условие 1. Бинаурально предъявлялись фразы с синтагматическим членением. Испытуемому давалось отвлекающее задание нажимать одну клавишу в случае, если в предъявляемой фразе есть слово, начинающееся со звука «Д», другую клавишу – если такого слова нет. Например, звучала фраза: «Брать нельзя, давать». На экране было написано: «Д» в начале слова есть/нет.

Условие 1К (контроль к условию 1). Бинаурально предъявлялись фразы без синтагматического членения. Задание – как в условии 1. Например, звучала фраза: «В комнате было тепло». На экране было написано: «Д» в начале слова есть/нет.

Условие 2. Бинаурально предъявлялись фразы с синтагматическим членением, причем, в отличие от условия 1, испытуемому давалось задание выбрать правильный вариант смысла фразы из двух, представленных на экране, и нажать соответствующую клавишу. Например, звучала фраза: «Бежать нельзя, стоять». На экране было написано: Надо стоять/бежать. Или звучала фраза: «Петр, – сказал Иван». На экране было написано: Кто сказал? Иван/Петр.

Условие 2К (контроль к условию 2). Бинаурально предъявлялись фразы без синтагматического членения. Задание – как в условии 2. Например, звучала фраза: «Отец купил ему пальто». На экране было написано: Отец купил пальто/часы.

Предполагалось, что в результате сравнений тестовых состояний с соответствующими им контрольными состояниями удастся выделить следующие когнитивные операции:

• изменение активности системы автоматического анализа просодических свойств речевых стимулов (сравнение «1 минус 1К»);

• изменение активности системы осознанного анализа просодических свойств речевых стимулов (сравнение «2 минус 2К»).

При анализе данных, полученных в ходе предварительных поведенческих исследований, были получены следующие результаты:

При использовании i-статистики (р < 0,01) достоверных различий по времени реакции и проценту ошибок между условием 1 и условием 1К выявлено не было. Также не было выявлено достоверных различий по проценту ошибок между условием 2 и условием 2К (р < 0,01). Среднее время реакции было больше в условии 2, по сравнению с условием 2К (р < 0,01) (табл. 1). (Приведены значения средних, доверительные интервалы и статистическая значимость для времени реакции и процента ошибок при выполнении заданий.)

Таблица 1. Успешность выполнения тестовых задач в предварительном исследовании

Рис. 2. Зоны активации при осознанном анализе фраз с синтагматическим членением, полученные в сравнении «2 —2К». Показаны проекции зон активации на заднюю и правую поверхности сглаженного «стандартного» мозга в стереотаксической системе [Worsley et al., 1995], определяемой положением трех осей X, Y, и Z. Более детально расположение областей активации показано внизу на горизонтальном (для мозжечка) и корональных (для правого полушария мозга) «срезах», где цифрами обозначены близлежащие поля Бродмана. Приведены координаты уровней соответствующих «срезов» по Z- и Y-осям. Контуры структур мозга и локализация полей Бродмана соответствуют атласу [Worsley et al., 1995]

Оценка данных об изменениях КГР и ЧСС при помощи t-статистики в предварительных исследованиях не выявила значимых (р < 0,01) различий между использованными тестовыми и контрольными состояниями.

При анализе ПЭТ-данных были получены следующие результаты в сравнениях, выделяющих исследуемые когнитивные компоненты (рис. 2 и 3).

Рис. 3. Зоны увеличенного кровотока в состоянии 2К, выявленные в сравнении «2К —2». Показаны проекции зон на соответствующие поверхности полушарий, а также их точная локализация на горизонтальных «срезах» мозга. Контуры структур мозга и локализация полей Бродмана соответствуют атласу [Worsley et al., 1995]

Для неосознанного (автоматического) анализа фраз с синтагматическим членением (по данным сравнения «1 – 1К») зон активации мозга выявлено не было. Обратное сравнение «1К – 1» также не выявило значимых различий.

При рассмотрении сравнения «2 – 2К», отражающего осознанный анализ фраз с синтагматическим членением, была выявлена зона активации в правой средней и нижней лобных извилинах и захватывающая преимущественно поля Бродмана (ПБ) 44, 45, 9. Еще одна зона активации располагалась в заднемедиальном отделе правого полушария мозжечка (рис. 2).

Были обнаружены также области, где кровоток был выше в условии 2К, чем в условии 2 (согласно результатам сравнения «2К – 2»). Область в правом полушарии располагалась в глубине задней половины перисильвиевой коры, захватывая слуховую кору и островок (ПБ 41, 42, 13). Почти симметричная ей область в левом полушарии была больше по объему, главным образом за счет распространения кпереди по височной и инсулярной коре (ПБ 41, 42, 22, 13), а также на заднетеменную кору (ПБ 40) (рис. 3).

Зарегистрированные различия в ПЭТ-паттернах мозговых активаций, теоретически, могли быть следствием не только специфических когнитивных различий между заданиями, являющихся предметом настоящего исследования, но и влияния неспецифических факторов, отражающих, например, различия в трудности выполнения задач.

Вычисленные различия в среднем времени реакции между тестовыми и контрольными условиями вряд ли могут являться объективным показателем влияния трудности задач, поскольку удлинение времени реакции в тестовом условии по сравнению с контрольным скорее обусловлено привнесенным дополнительным когнитивным компонентом, закономерно увеличивающим время реакции. Однако разница в проценте ошибок между условиями может служить более достоверным показателем увеличения неспецифической трудности тестовых задач по отношению к соответствующим контрольным. Но, согласно результатам (табл. 1), не было выявлено значимых различий в этом показателе, что свидетельствует в пользу отсутствия значимого влияния различий в трудности задач на зарегистрированные различия в паттернах ПЭТ-активаций. Косвенным свидетельством этому являются и данные, полученные в предварительном исследовании, об отсутствии значимых изменений КГР и ЧСС между тестовыми и контрольными условиями.