Вести с полей: нейрофизиология озарения

Мы продолжаем знакомить вас с исследованиями, прозвучавшими на XXIV съезде Физиологического Общества имени И. П. Павлова. Мы продолжаем Университет Сириус совместно с компанией Neuroiconica представили интереснейший доклад о нейрофизиологических процессах, проходящих в мозге в момент инсайта или озарения. Напомним, что главными инфопартнерами съезда стали портал Neuronovosti.Ru и объединенная редакция порталов Indicator.Ru и Inscience.News.

Инсайт или эвристика — это тот феномен, который сопровождает человека в течение всей жизни и является одной из базовых стратегии принятия решений. Всего базовых стратегий две: 1) логическая или аналитическая, когда ход решения задачи мы можем оценить и проанализировать и 2) эвристическая, когда ход решения не осознается, решение задачи приходит внезапно и сопровождается яркой эмоциональной окраской.

Целью работы являлась попытка смоделировать инсайт в лабораторных условиях и измерить его с использованием объективных методов, например, таких как метод нейровизуализации. Был выбран и модифицирован метод оценки и распознавания паттернов, образованных из разрозненных элементов изображения, так называемый Голлин-тест. Момент возникновения инсайта отождествлялся с достижением порога распознавания формы в условиях неопределенности зрительной информации. соответствие подтверждалось основными атрибутами инсайта: эффектом неопределённости, этапом предварительного (неосознанного) накопления информации, эмоциональной реакцией на решение (распознавание).

Дизайн исследования был разделен на 2 этапа. На первом этапе использовались психофизиологические и психологические методы, на втором этапе использовали метод фМРТ. Психофизиологические методы — это Голлин-тест, видеоокулография (айтрекинг) и интроспекция. Голлин-тест был разработан в 60-ых годах прошлого века и в основном использовался для оценки памяти. В то время он был реализован полиграфическим способом в виде карточек, где процент наполнения контура менялся от карточки к карточке. Ученые использовали современный компьютеризированный метод, который был разработан в лаборатории физиологии зрения института физиологии им Павлова.

Участниками эксперимента оказались студенты СПбГУ (74 респондента с остротой зрения не менее 1, без неврологических патологий, средний возраст – 24,5 года). При прохождении Голлин-теста испытуемым необходимо было смотреть на экран и как можно быстрее распознать что за контуры известного объекта проявляется. Подтверждением служило нажатие кнопки и остановка с полным проявлением контура. В ходе первого этапа было установлено, что достаточно 20% контура, чтобы человек смог распознать тот образ, который представлен. Алфавит стимулов ранее не представлялся респондентам и они были ранее с ним не знакомы.

Практически все респонденты (92%) демонстрировали эмоциональную реакцию при распознавании и решении этой задачи. Видеоокулография использовалась как средство объективного контроля, обеспечивая исследователям уверенность в том, что респондент смотрит на экран и решает поставленную задачу. Одним из интересных результатов оказалось то, что взгляд респондента почти всегда находился в центре фигуры, а не перемещался вслед за внезапно появляющимися элементами контура. На втором этапе использовалась функциональная магнитно-резонансная томография, которая позволяет в динамике определить какие области головного мозга включаются или выключается из процесса.

Результаты эксперимента показали, что на зрительную стимуляцию отвечает весь мозг. Ответ каждой из областей мозга специфичен. Наблюдается оппонентность крупно-масштабных нейронных сетей. Существуют значимые различия общей активации головного мозга в период достижения инсайта по сравнению с подпороговой и надпороговой стимуляцией и состоянием покоя. В момент возникновения инсайта, в одних зонах мозга BOLD-сигнал достигает своего максимума, а в других, оппонентных им, – своего минимума. Процесс развития инсайта сопровождается особой организацией крупномасштабной нейронной сети, которая и обеспечивает его возникновение при значимой выраженности межполушарной ассиметрии — доминировании активации правого полушария над левым.

Разработанная и эмпирически проверенная модель эвристического решения, в рамках которой достижение инсайта сопровождается неосознаваемыми процессами и эмоциональной реакцией, является приемлемой и эффективной технологией моделирования и изучения инсайта. Результаты исследования дают принципиально новое понимание работы мозга и основу для развития нейротехнологий, имитирующих инсайтный тип принятия решения.

Текст: Виктория Киричок

Съезд организован Физиологическим обществом им. И.П. Павлова и Институтом эволюционной физиологии и биохимии им. И.М. Сеченова РАН и посвящен 300-летию Российской академии наук и включен в инициативу «Работа с опытом» Десятилетия науки и технологий.

Материал подготовлен при финансовой поддержке Минобрнауки России в рамках федерального проекта «Популяризация науки и технологий».