Роль внимания в чувственном познании окружающей действительности: Тема 6. Чувственное познание

Виды внимания — Студопедия

Рассмотрим основные виды внимания. Таковыми являются — природное и социально обусловленное внимание, непосредственное и опосредствованное внимание, непроизвольное и произвольное внимание, чувственное и интеллектуальное внимание.

• Природное внимание дано человеку с самого его рождения в виде врожденной способности избирательно реагировать на те или иные внешние или внутренние стимулы, несущие в себе элементы информационной новизны. Основной механизм, обеспечивающий работу такого внимания, называется ориентировочным рефлексом. Он, как мы уже отмечали, связан с активностью ретикулярной формации и нейронов-детекторов новизны.
• Социально обусловленное внимание складывается прижизненно в результате обучения и воспитания, связано с волевой регуляцией поведения, с избирательным, сознательным реагированием на объекты.
• Непосредственное внимание не управляется ничем, кроме того объекта, на который оно направлено и который соответствует актуальным интересам и потребностям человека.
• Опосредствованное внимание регулируется с помощью специальных средств, например жестов, слов, указательных знаков, предметов.
• Непроизвольное внимание не связано с участием воли, а произвольное обязательно включает волевую регуляцию. Непроизвольное внимание не требует усилий для того, чтобы удерживать и в течение определенного времени сосредоточивать на чем-то внимание, а произвольное обладает всеми этими качествами. Наконец, произвольное внимание, в отличие от непроизвольного, обычно связано с борьбой мотивов или побуждений, наличием сильных, противоположно направленных и конкурирующих друг с другом интересов, каждый из которых сам по себе способен привлечь и удерживать внимание. Человек же в этом случае осуществляет сознательный выбор цели и усилием воли подавляет один из интересов, направляя все свое внимание на удовлетворение другого.
• Наконец, можно различать чувственное и интеллектуальное внимание. Первое по преимуществу связано с эмоциями и избирательной работой органов чувств, а второе — с сосредоточенностью и направленностью мысли. При чувственном внимании в центре сознания находится какое-либо чувственное впечатление, а в интеллектуальном внимании объектом интереса является мысль. (См. дополнительный иллюстративный материал.)

Проблемы для обсуждения:
1. Роль внимания в чувственном познании окружающей действительности.
2. Виды внимания и их характеристика.
3. Психофизиологические основы внимания.

Чувственное познание

Чувственное познание — это познание, осознание истинно предметного (принадлежащего как внешнему, так и внутреннему) с помощью внешних чувств или неопосредственно с помощью «внутреннего» чувства. Чувственное познание реализуется через ряд функций.

Ощущение — простейший психический процесс, состоящий в отражении отдельных свойств предметов и явлений материального мира и внутренних состояний организма при непосредственном воздействии раздражителей на соответствующие рецепторы. Классификация ощущений основывается на свойствах раздражителей, вызывающих ощущения, и свойствах рецепторов, на которые действуют раздражители. На основании пяти основных органов чувств выделяют пять видов ощущений: зрение, слух, обоняние, осязание и вкус. Ощущения имеют как свои специфические свойства, так и общие. К общим относятся качество ощущения, интенсивность ощущения, продолжительность ощущения и пространственная локализация. Минимальная сила раздражителя, способная вызвать едва заметное ощущение, называется нижним абсолютным порогом чувствительности данного анализатора. Верхним порогом чувствительности анализатора называется максимальная сила раздражителя, при которой еще возникает адекватное действующему раздражителю ощущение. Ощущения связаны с процессами восприятия.

Восприятие — это процесс отображения в сознании человека предметов и явлений при их непосредственном воздействии на органы чувств. В отличие от ощущений, в которых отражаются отдельные свойства раздражителей, восприятие отражает предмет во всей совокупности его свойств.

Российский ученый И.М. Сеченов (1829—1905) объяснял восприятие ассоциацией зрительных, кинестетических и других ощущений. В соответствии с тем, какой анализатор играет в восприятии преобладающую роль, различают зрительные, слуховые, осязательные, кинестетические, обонятельные и вкусовые восприятия. Двигательные ощущения в разной степени участвуют во всех видах восприятия. Другая классификация восприятий — по лежащей в их основе форме существования материи: пространства, времени, движения. Выделяют восприятие пространства, восприятие времени и восприятие движения.

Нейропсихофизиолог И.А. Бернштейн (1896—1966) полагал, что отображение внешнего пространства обеспечивается механизмами нервной системы и существует несколько уровней такого отображения. На начальных уровнях структура психического пространства является жестко связанной с системой координат собственного тела, она воспроизводит преимущественно положение и направленность тела в поле тяготения. На следующем уровне (уровне пространственного поля) психическое пространство выходит за пределы координат собственного тела и воспроизводит характеристики объективированного физического пространства. Это уровень отображения трехмерности объектов внешнего мира. На самых высших уровнях иерархии психических программ доминирующей становится их топологическая структура, а не метрическая.

Внимание — это направленность и сосредоточенность субъекта на каком-либо реальном или идеальном объекте — внутреннем образе, внешнем предмете, рассуждении и т.п. Внимание обеспечивает четкость и ясность сознания, осознание смысла психической деятельности в тот или иной момент времени. Под направленностью внимания понимают выделение из окружения значимых для субъекта предметов, явлений или выбор определенного вида психической активности; также в понятие направленности входит сохранение избранного вида активности на определенный промежуток времени; под сосредоточенностью — углубленность в деятельность, связанную с отвлечением от всего постороннего.

Значительный вклад в развитие представлений о внимании был внесен русским психологом Н.Н.Ланге (1858—1921), французским психологом Т. Рибо (1839—1916) и рядом других исследователей. Физиологической основой внимания служит ориентировочная реакция. Выделяют три основных вида внимания: произвольное, непроизвольное и послепроизвольное. Непроизвольное внимание возникает и поддерживается независимо от сознания человека. Существует четыре основные группы причин, вызывающих непроизвольное внимание. Первая — интенсивный внешний раздражитель (громкий крик, яркий свет). Вторая группа причин связана с соответствием внешних причин внутреннему состоянию человека (внимание голодного человека привлечет запах пищи и даже разговор о еде). Третья группа причин связана с общей направленностью личности, внимание человека привлекает то, что входит в сферу его интересов. К четвертой группе причин относят чувства, которые вызывает в человеке соответствующий раздражитель (наше внимание привлекает то, что вызывает у нас приятные ощущения). Произвольное внимание направляется и поддерживается сознательно поставленной целью, связано с речью. Основной функцией произвольного внимания является активное регулирование протекания психических процессов. Этот вид внимания связан с волей человека и был выработан в процессе трудовых усилий. Приняв решение заняться каким-либо видом деятельности, человек может сосредоточиться на нем, направляя свое внимание даже на то, что ему неинтересно. Согласно теории Л.С. Выготского произвольное внимание формируется у ребенка в процессе его общения со взрослым. Развитие произвольного внимания у ребенка проявляется вначале в подчинении своего поведения речевой инструкции взрослых, а потом и в подчинении своего поведения собственной речевой инструкции. Кроме двух основных видов Н.Ф. Добрынин (1890—1981) выделил еще и послепроизвольное (постпроизвольное) внимание. Этот вид внимания, подобно произвольному, носит целенаправленный характер и первоначально требует волевых усилий, но затем человек «втягивается» в работу, и его внимание поддерживается содержанием и процессом деятельности. В современной психологии производится экспериментальное исследование внимания. К числу основных характеристик внимания, определяемых экспериментально, относятся:

1. избирательность внимания;
2. объем внимания, определяемый количеством «одновременно» отчетливо воспринимаемых объектов;
3. переключаемость внимания, определяющая его способность быстро переходить от одного объекта к другому;
4. концентрация внимания, которая определяется степенью сосредоточенности человека на объекте;
5. устойчивость внимания, определяемая длительностью концентрации внимания на объекте.

Эмоция (от франц. emotion — волнение, от лат. emovio — потрясаю, волную) — реакция человека и животных на воздействие внутренних и внешних раздражителей, имеющая ярко выраженную субъективную окраску и охватывающая все виды чувствительности и переживаний. Эмоциональный — относящийся к чувству, продиктованный чувством. У немецкого философа Н. Гартмана (1882—1950) человек также ведомый стремлением. Эмоциональное мышление — мышление, находящееся под влиянием чувства, настроения.

Под эмоциями подразумевается переживание своего отношения к себе, к другим людям, к окружающей действительности. Эмоции сообщают о личностной значимости того или иного события и позволяют мобилизовать энергию организма. Русский ученый П.В. Симонов (р. 1926) считал, что эмоции возникают у человека в результате дефицита или избытка информации. Различают положительные эмоции (интерес, радость, удивление), а также отрицательные эмоции (страдание, гнев, отвращение, презрение, страх, стыд). Эмоции могут быть различными по длительности и силе (настроение, увлечение, страсть, аффект и др.)

Стереотипы восприятия

В начале Первой мировой войны в немецкой печати сложилась своеобразная форма подачи материала. Публиковались фотографии с короткими или развернутыми подписями, носящими характер комментария. Снимки воспроизводили картины военных действий, мучений солдат, попавших в плен, сцены грабежа и пыток. Эти материалы произвели огромное впечатление на общественное мнение, вызвали гнев различных слоев населения. Читатели полагали, что имеют дело с правдивой, неопровержимой информацией. Но неожиданно выяснилось, что эти сообщения не соответствуют действительности. Снимки не были какой-либо инсценировкой и воспроизводили картины подлинных событий. Однако подписи к ним строились с расчетом на преднамеренную фабрикацию общественного мнения. Текст зачастую состоял из лживых обвинений, заведомых провокаций. Например, сцена захоронения солдат подавалась как картина изощренных пыток и т.д.

Ведущие психологи перешли к интенсивному исследованию самого механизма внушения, стремясь понять, почему воздействие печати на людей оказалось столь эффективным, почему разум индивида не проявляет чудодейственной критической способности, а, напротив, становится беспомощным перед искушениями массовой пропаганды, какова цена человеческой разумности, если она не создает заслона против клеветы?

Ответы на эти вопросы попытался дать известный американский социолог и психолог Уолтер Липпман. В его исследовании «Общественное мнение» (1922) особое место занимают социально-психологические образования — стереотипы. Введя это понятие в психологию, Липпман назвал стереотипами «предвзятые мнения», которые управляют решительно всем процессом восприятия мира, создавая широкий спектр представлений от «истинного индекса до неопределенной аналогии».

Стереотип — это упрощенное представление о процессе, реальности, конкретной группе людей или отдельном человеке. Эти образования часто имеют негативную природу и основаны на предрассудках и дискриминации. Стереотипы не обязательно являются ложными, обычно они содержат некое зерно истины. Их разделяет значительное число людей, что в целом способствует их укоренению. Стереотипы могут меняться со временем, но их носителям часто бывает трудно избавиться от усвоенных представлений.

Липпман полагал, что между человеком и его окружением возникает мир превратных представлений — псевдоокружение. Это окружение достаточно «плотно», и если поведение не представляет собой практического действия, а является мыслью и эмоцией, то может пройти много времени, прежде чем станет заметным разрыв в ткани фиктивного мира. Реальный человек и его образ в сознании других людей неадекватны. Восприятие других «отягощено» стереотипами.

Понятие «имидж» включает в себя не только естественные свойства личности, но и специально наработанные черты, которые создают определенный образ человека. Имидж обычно относительно целостен. Но в то же время многослоен, создается из разных слагаемых. Образ человека складывается из его телесности, внешнего облика, психологических свойств и социальных задатков. Мы воспринимаем не только человека, но и целые культуры стереоти-пизированно. Например, образ негра в общественном сознании Америки приобрел различные модификации. То его изображали в виде добродушного, близкого к природе, «естественного» человека, то в образе агрессивного насильника, то в роли ленивого, неспособного к полноценной общественной работе субъекта, то в качестве полноценного гражданина США, занимающего ключевые позиции в социальном организме.

Виды и свойства внимания

В зависимости от внутренних условий выделяют три разновидности непроизвольного внимания. Детерминанты вынужденного внимания лежат, предположительно, в видовом опыте организма. Поскольку научение в этой форме внимания играет незначительную роль, ее называли врожденной, естественной или инстинктивной. Список характеристик объектов вынужденного внимания обычно начинают с интенсивности впечатления. Наше внимание привлекают громкие звуки, яркий свет, сильные боли и едкие запахи, резкие вкусы, холод и жар, интенсивные толчки и надавливания. Так, даже если мы чем-то заняты, удар грома, взрыв, выстрел и вой сирены неминуемо обратят наше внимание на себя. Вечером на улице мы невольно замечаем светящиеся вывески ресторанов, вспышки рекламных стендов и надписей, ярко освещенные витрины и блестящие предметы, выставленные в них. В магазинах нам может, как говорится, ударить в нос запах кофе или корицы, духов, краски или мыла. Застольную беседу прерывают чрезмерно горячая пища, боль в зубе, избыток соли или горчицы. Важнейшей характеристикой объектов, привлекающих и отвлекающих внимание, является движение. Человек замечает слабый прочерк падающей звезды на ночном небосклоне, порхающую бабочку и муравья, ползущего по ноге. В толпе, пытаясь привлечь внимание знакомого, мы машем ему рукой. Говорят, что опытные бойцы на фронте, выглядывая из окопов, поднимают и опускают голову очень медленно. Ритмичное повторение слабого стимула также может привлечь внимание. Нам мешает заснуть капающий кран, муха, бьющаяся о стекло, и мышь, тихо грызущая корку хлеба. С другой стороны, внимание привлекает внезапное, новое, неожиданное и странное — все, что как-то выпадает из рутинного хода событий и обычного окружения. Так, мы замечаем остановку едва слышного тикания часов, новые ботинки или прическу коллеги, высокого человека в толпе, одинокое дерево на поляне, тишину после обильного снегопада. В плане мысли и воображения к событиям и состояниям вынужденного внимания относят догадку, внезапно пришедшую в голову, навязчивые идеи ипохондриков, переживание горя, любовные страдания и сексуальные фантазии. Диапазон и сила чувств, испытываемых человеком в случаях вынужденного внимания, довольно велики. Если субъект сопротивляется отвлечению, то внимание сопровождается удивлением и неудовольствием. Если же намеренно или по обыкновению он остается пассивным, погружаясь в процесс переживаний, то характер эмоций определяется содержанием объекта внимания. Привлечение внимания может перейти в развлечение, доставляющее в одних случаях удовольствие и наслаждение, в других же — отвращение и ужас, а иногда в амбива-лентную1 смесь того и другого. В пределе наступает состояние пассивной абсорбции2, при которой субъект полностью и самозабвенно как бы сливается с объектом мысли или восприятия, растворяясь в нем и покорно подчиняясь его течению. Внешняя и внутренняя деятельность уменьшается до минимума или принимает автоматический характер. Некоторые авторы считают эту форму внимания первичной или низшей. По мнению психолога П.Ф. Каптерева (1849—1922), в таком состоянии пребывает наголодавшийся младенец, когда сосет грудь матери, и ребенок более старшего возраста, который долго и пристально смотрит на пламя свечи или светящиеся угли в печке. У взрослых же оно наступает при сильном страдании и наслаждении. П.Ф. Каптерев пишет:

Такое внимание есть однопредметное, без всякой примеси анализа и сопоставлений и заключается в простом переживании известного состояния со всецелым погружением в него. Человек весь уходит в переживание положения и более ничего не делает, ни о чем не думает, не только о постороннем переживаемому состоянию, но даже и о том, что переживает, что поглотило его внимание.

Вторая разновидность непроизвольного внимания определяется как зависимая не столько от видового, сколько от индивидуального опыта субъекта. Она складывается на той же инстинктивной основе, но как бы в отсроченном порядке, в процессе стихийного научения и прилаживания человека к определенным условиям жизни. В той мере, в какой эти процессы и условия совпадают или не совпадают у представителей различных возрастных и социальных групп, образуются общие и индивидуальные зоны объектов внимания и невнимания. Внимание этого вида можно назвать невольным. Принудительный характер и эмоциональное воздействие впечатлений, мыслей и представлений, его вызывающих, здесь сравнительно невелики, могут быть редуцированы полностью, необязательны для всех людей вообще и для данного индивида в разное время. В отличие от стимулов вынужденного внимания, которые, по выражению американского психолога Э. Титченера (1867—1927), берут наше сознание штурмом, объекты невольного внимания как бы проскальзывают в фокальную область сознания в моменты относительного бездействия, периоды отдыха и актуализации потребностей. В этих условиях внимание привлекают ближайшие объекты, голоса, люди или животные; мужчины замечают женщин, и наоборот. При голоде и жажде человеку невольно бросаются в глаза вывески и витрины продовольственных магазинов, кафе и ресторанов. Объекты невольного внимания, хотя бы ненадолго, возбуждают какие-то постоянные интересы субъекта, отвлекая его от выполнения текущих дел и обязанностей. Длительное и устойчивое состояние невольного внимания обеспечивается и подкрепляется стабильными интересами, которые философы и классики психологии называют страстями. Сферы действия страстей и соответствующие объекты невольного внимания образуют и поставляют войны, политические интриги, любовные и родительские отношения, игры, охота, мода, алкогольные напитки и кулинария. В исключительных случаях рождения гениев страстью становится занятие определенной деятельностью, продукты которой оказываются значимыми и полезными для всего человечества.

Третью разновидность непроизвольного внимания — внимание привычное одни авторы считают следствием или особым случаем произвольного внимания, другие же — формой, переходной к нему. Побудительный аспект объектов привычного внимания заключается в их сходстве или согласии с текущими и предшествующими, в том числе целевыми, содержаниями сознания. Со стороны субъекта эта форма внимания обусловлена установками, актуализируемыми простым намерением выполнить ту или иную деятельность. Так, водитель, сев за руль автомобиля, готов к восприятию дорожных знаков и событий, которые могут произойти на шоссе и тротуарах. В этих случаях иногда говорят о профессиональном внимании, подчеркивая необходимое участие произвольного внимания в прошлом, когда данная установка, навык или умение с трудом складывались или формировались. Обычным примером (помимо волн) срабатывания привычного внимания является ответ на вопрос, что будут замечать во время совместной прогулки на лоне природы разные специалисты. Геолог увидит разломы скальных пород, внимание ботаника привлечет редкое растение, энтомолог заметит какую-нибудь мушку, а философ или психолог, возможно, ничего.

Вынужденное, невольное и привычное внимание как разновидности непроизвольного внимания объединяет то, что их побудительные причины лежат вне фокального сознания субъекта. В этом смысле непроизвольное внимание определяют как пассивное. Его субъективные условия закреплены в виде психофизиологических установок, отчасти врожденных, отчасти трансформированных или сложившихся заново по ходу научения и приспособления индивида к природной и социальной среде.

Источники внимания произвольного целиком определяются субъективными факторами. Произвольное внимание служит для достижения заранее поставленной и принятой к исполнению цели. Круг объектов произвольного внимания потенциально безграничен, поскольку не определяется особенностями стимуляции, спецификой организма и интересами субъекта. Сознательное намерение обратить и сосредоточить свое внимание на чем-либо — отличительная черта всех случаев произвольного внимания. Однако реализация этого намерения происходит при различных условиях. В зависимости от характера этих условий и, шире, от системы деятельности, в которую включены акты произвольного внимания, выделяют несколько его разновидностей.

Следующая разновидность произвольного внимания — внимание выжидательное. Его значение и специфика исследовались преимущественно в области психологии восприятия; в ситуациях, когда испытуемый предупрежден о появлении объекта и должен заранее подготовиться к его опознанию. Некоторые авторы отрицают существование такой формы внимания; другие же, напротив, утверждают, что именно при отсутствии объекта восприятия самостоятельный статус и определенная функция внимания могут быть установлены и показаны наиболее убедительным и ярким образом (Pyle, 1909). Волевой характер выжидательного внимания человека проступает особенно выпукло в ситуациях решения так называемых задач на бдительность, когда испытуемому приходится отвечать как можно быстрее на каждое из сравнительно редких и кратковременных появлений малозаметной цели. Мучительное усилие и напряжение выжидательного внимания совершаются кратковременными толчками или волнами, каждая из которых продолжается не более нескольких секунд. В паузах между ними наступает или полное бездействие, или переход к непроизвольному вниманию — привычному при благоприятных условиях и невольному при отвлечениях.

Особые виды внимания описаны в практиках медитации, «умной» молитвы и психотерапии. В отличие от вышеуказанных, стихийно складывающихся типов внимания они требуют специальной личностной подготовки, системы изощренных и длительных упражнений и опираются на ряд строгих предписаний. Одна группа техник медитации предполагает развитие способности концентрации на одном, неважно каком, объекте мысли или восприятия. Другая же, напротив, требует полной открытости сознания. Последний вид внимания получил название обнаженного (bare), поскольку подразумевает непрерывное, бесстрастное и бездумное наблюдение любых содержаний сознания без каких-либо задержек и реакций (Голдстейн, 1993; Epstein, 1990). Отмечается сходство этой культивированной разновидности интеллектуального внимания с вниманием психоаналитика в процессе клинической беседы и с вниманием пациента в ситуации отчета свободных ассоциаций. В обычной жизни подобное состояние непреднамеренной констатации может возникнуть у усталого пассажира автобуса, когда он бездумным и неподвижным взором скользит по пролетающим мимо деревьям, домам, витринам и вывескам магазинов.

Психологические закономерности памяти

Термин по-разному трактуется в психологии, но чаще всего он имеет одну из трех трактовок:

1. функция сознания, позволяющая нам сохранять и восстанавливать информацию о прошлых событиях. Когда мы упорядочиваем что-то для запоминания и последующего воспоминания, то пользуемся своей памятью;
2. система хранения, с помощью которого воспоминания удерживаются в головном мозге. Такие термины, как долговременная и краткосрочная память, используются для обозначения временного интервала хранения;
3. информация, которую мы фактически запоминаем, т. е., обладаем памятью о неких событиях.

Изучение процессов запоминания и забывания позволило психологам разработать ряд методик для понимания или улучшения работы памяти в практических ситуациях. Мнемонические методы можно с успехом использовать для запоминания простых задач, например для заучивания списка имен.

Психическая саморегуляция — целесообразное функционирование живых систем разных уровней организации и сложности. Психическая саморегуляция является одним из уровней регуляции активности этих систем, осуществляется в единстве ее энергетических, динамических и содержательно-смысловых аспектов. При всем разнообразии видов саморегуляции она имеет определенную структуру: принятая субъектом цель его произвольной активности, модель значимых условий деятельности, программа собственно исполнительских действий, система критериев успешности деятельности, информация о реально достигнутых результатах, оценка соответствия реальных результатов критериям успеха, решение о необходимости и характере корректировки деятельности.

Детский сад № 19 Василеостровского района СПб

1.Безрукова Е.З. Введение и изучение психологии умственно отсталого ребенка. Свердловск: Сверд. Гос. Пед.инс-т, 1975. - 74с.
 
2.Венгер Л.А., Пилюгина Э.Г., Венгер Н. Б. Воспитание сенсорной культуры ребенка. – М.:Просвещение,1988.-144с.   

3.Возрастная и педагогическая психология / Под ред. М.В. Гамезо, М. В.Матюхиной, Т.С. Михальчук. - М.: Просвещение, 1984. - 256с.

4. Дошкольное воспитание детей с проблемами интеллектуального развития: Хрестоматия / Сост. Л.Б. Баряева, А.П. Зарин, Е.Л. Ложко. - СПб.: РГПУ им. А.И. Герцена,1999. - 200с.

5.Запорожец А.В. Психология детей дошкольного возраста. Развитие познавательных процессов.-М.:Просвещение,1964.

6. Катаева А.А., Стребелева Е.А. Дошкольная олигофренопедагогика. - М.: Просвещение, 1988. - 144с.

7. Люблинская А.А. Детская психология. - М.: Просвещение, 1971. - 415с.

8. Методическое письмо организации коррекционно-педагогического процесса в дошкольных учреждениях специального назначения. - М.: Мин-во просвещения СССР,  1978. 

9. Мухина В.С. Детская психология. - М.: Просвещение, 1985. - 272с.

10. Пилюгина Э.Г., Венгер А. А. и др. Воспитание сенсорной культуры ребенка от рождения до 6 лет. –М.:Просвещение, 1988.

11. Рубинштейн С.Я. Общая психология. - М.: Педагогика, 1973. - 423с.

12.Сенсорное воспитание в детском саду / Под ред. Н.П. Сакулина, Н.П. Поддъякова, Т.С. Комарова и др. - М.: Просвещение, 1981. - 192с.

Теория психики и расстройства нервного развития у детей

Swiss Medical Weekly — Влияние эмоций на восприятие, внимание, память и принятие решений

Тобиас Брош ^{a, b} , Клаус Р. Шерер ^b , Дидье Гранджан ^{a, b} , Дэвид Сандер ^{a, b}

^a Департамент психологии Женевского университета, Швейцария
^b Швейцарский центр аффективных наук Женевского университета, Швейцария

Резюме

Разум и эмоции долгое время считались противоположными силами.Однако недавние психологические и нейробиологические исследования показали, что эмоции и познание тесно взаимосвязаны. Когнитивная обработка необходима для вызова эмоциональных реакций. В то же время эмоциональные реакции модулируют и направляют познание, чтобы обеспечить адаптивную реакцию на окружающую среду. Эмоции определяют, как мы воспринимаем наш мир, организуем нашу память и принимаем важные решения. В этом обзоре мы представляем обзор текущих теоретических работ и исследований в Affective Sciences .Мы описываем, как психологические теории эмоций концептуализируют взаимодействие когнитивных и эмоциональных процессов. Затем мы рассматриваем недавние исследования, посвященные тому, как эмоции влияют на наше восприятие, внимание, память и принятие решений. Опираясь на исследования как со здоровыми участниками, так и с клиническими группами, мы проиллюстрировали механизмы и нейронные субстраты, лежащие в основе взаимодействия познания и эмоций.

Ключевые слова: эмоция; оценка; познание; восприятие; внимание; объем памяти; принимать решение; миндалевидное тело; фМРТ

Вступление

Функционирование человеческого разума часто характеризовалось как битва между противоборствующими силами: разумом, рациональным и преднамеренным, против эмоций, импульсивным и иррациональным.Этот образ мышления восходит к Платону, который описал человеческую душу как разделенную на познание (то, что мы знаем), эмоции (то, что мы чувствуем) и мотивацию (то, что мы хотим), и был далее развит такими философами, как Рене Декарт (« Les Passions de l’âme» ) и Дэвид Юм (« Трактат о человеческой природе» ). В течение долгого времени идея противопоставления познания и эмоции лежала в основе многих исследований в психологии. Когнитивные функции, такие как восприятие, внимание, память или принятие решений, были исследованы без учета эмоций, которые рассматривались как вмешательство, препятствующее правильному функционированию когнитивной системы.

После долгого периода забвения последние два десятилетия стали свидетелями огромного роста исследований эмоций, подчеркивающих важность эмоциональных процессов для успешного функционирования человеческого разума. Например, нейропсихологические исследования показали, что пациенты с эмоциональными дисфункциями из-за поражений головного мозга могут иметь серьезные нарушения в повседневном принятии решений и социальных взаимодействиях. Исследования нейровизуализации продемонстрировали, что области мозга, которые ранее считались чисто «эмоциональными» (например,g., миндалевидное тело) или «когнитивные» (например, лобная кора) тесно взаимодействуют, чтобы сделать возможным сложное поведение. Психологические эксперименты продемонстрировали, как эмоции могут изменить наше восприятие, внимание и память, сосредоточив их на важных аспектах окружающей среды. Это исследование показало, в какой степени эмоции и познание связаны или даже неразделимы.

В этом обзоре мы представляем обзор текущих теоретических работ и исследований в Affective Sciences .Мы начнем с описания того, как современные психологические теории эмоций концептуализируют взаимосвязанное функционирование когнитивных и эмоциональных процессов. Затем мы рассматриваем недавние исследования о том, как эмоции влияют на наше восприятие, внимание и память, а также о роли эмоций в принятии решений. Опираясь на исследования как здоровых участников, так и клинических групп, мы проиллюстрируем психологические механизмы и нейронные субстраты, лежащие в основе взаимодействия познания и эмоций.

Что такое эмоция?

Дональд Хебб писал, что человека является наиболее эмоциональным из всех животных , имея в виду тот факт, что степень эмоциональности увеличивается у разных видов по мере развития более сложной нервной системы [1].Это наблюдение предполагает, что эмоция может выполнять адаптивную функцию, которая требует определенной степени сложности обработки. Ранее мы предположили, что функция эмоции заключается в разделении стимула и поведенческой реакции, что обеспечивает гибкую адаптацию к непредвиденным обстоятельствам окружающей среды [2]. Рефлекс или фиксированный паттерн действия жестко связывает определенный стимул с ответом, тогда как эмоциональная реакция создает время ожидания, в течение которого могут быть инициированы физиологические реакции и могут быть подготовлены несколько подходящих тенденций к действию, пока ситуация далее анализируется.Таким образом, организм получает выгоду от более тщательной оценки ситуации, но не теряет времени, поскольку потенциальные ответы уже подготовлены и могут быть выполнены быстро.

Мы определяем эмоцию как процесс, сфокусированный на событии, состоящий из (а) определенных механизмов выявления, основанных на релевантности стимула, который (б) мгновенно формирует эмоциональную реакцию в нескольких подсистемах организма, включая мотивационные изменения (изменения в тенденции к действию, например, подход в отличие от отмены), физиологические изменения (например, частота сердечных сокращений, проводимость кожи), изменения моторного выражения (лица, голоса и тела) и изменения субъективных ощущений [3, 4].Эмоции возникают по мере того, как человек непрерывно оценивает объекты, события и ситуации с точки зрения их соответствия его / ее потребностям, целям, ценностям и общему благополучию (оценка , оценка ). Обнаружение релевантного события вызывает адаптивную эмоциональную реакцию, которая мобилизует ресурсы, позволяющие человеку справиться с ситуацией.

Психологические оценочные теории эмоций более конкретно описывают процесс оценки, лежащий в основе возникновения эмоций.Например, Component Process Model of Emotion [4–7] объединяет оценку в четыре последовательные цели, которые касаются основных типов информации, необходимой для адаптивного реагирования на существенное событие (рис. 1): (1) Актуальность: насколько актуально это для меня? Влияет ли это напрямую на меня или мою референтную социальную группу? (2) Последствия: каковы последствия или последствия этого события и как они влияют на мое благополучие и мои ближайшие или долгосрочные цели? (3) Потенциал преодоления: насколько хорошо я могу справиться с этими последствиями или приспособиться к ним? (4) Нормативная значимость: каково значение этого события для моей самооценки, социальных норм и ценностей? Результат оценки, организованный в соответствии с этими критериями, определяет образец ответа, состоящий из физиологических реакций, моторных выражений и подготовки к действию.Важно отметить, что оценка данного события может быть очень субъективной и зависеть от индивидуальных характеристик и конкретной ситуации, что объясняет, что разные люди могут реагировать на одну и ту же ситуацию разными эмоциями, а один и тот же человек может каждый раз реагировать с разными эмоциями. при попадании в подобные ситуации [8, 9].

Эта модель иллюстрирует богатое взаимодействие эмоции и познания, поскольку вычисление различных критериев оценки требует вклада многих когнитивных процессов для сравнения характеристик стимула с сохраненными аффективными схемами, представлениями в памяти, ожиданиями и мотивационными побуждениями.В то же время результат оценочного вычисления модулирует когнитивные функции. Например, оценка стимула как «релевантного» вызывает быстрое переключение внимания на этот стимул [10]. Точно так же эмоционально значимая информация отдается приоритетом в памяти, потенциально за счет увеличения вегетативной физиологии (возбуждения) как следствие оценки стимулов [11]. Таким образом, эмоциональный эпизод характеризуется высокой взаимозависимостью между подсистемами организма, которые составляют эмоциональную реакцию, и важными когнитивными функциями с лежащими в их основе нейронными цепями [12, 13].Теперь мы более подробно проиллюстрируем, как когнитивные функции, такие как восприятие, внимание, память и принятие решений, модулируются в ходе эмоциональной реакции.

Влияние эмоции на восприятие и внимание

В повседневной жизни мы постоянно сталкиваемся с большими объемами поступающей сенсорной информации. Поскольку возможности нашего мозга ограничены, мы не можем тщательно обработать всю информацию, поступающую в наши органы чувств, но должны выбрать подмножество, чтобы расставить приоритеты для ее обработки за счет другой информации.Конкуренция за ресурсы нейронной обработки, углубленный анализ и преимущественный доступ к сознательному осознанию организована специальными системами внимания [14]. Были выдвинуты отчетливые функциональные подпроцессы внимания, и их соответствующие свойства были выделены с использованием как поведенческих методов, так и методов визуализации мозга. Низкоуровневые свойства, такие как физическая интенсивность стимула, могут запускать автоматическую рефлексивную ориентацию, называемую экзогенным вниманием .Напротив, стимулы, которые важны для текущего поведения организма (например, при поиске ключей или попытке найти друга в толпе), выбираются посредством добровольного нисходящего развертывания эндогенного внимания , управляемого неявные или явные ожидания для определенного объекта или местоположения. Согласно недавней нейрокогнитивной модели внимания, как эндогенное, так и экзогенное внимание в первую очередь вовлекают лобно-теменные сети кортикальных областей [15], при этом контроль эндогенного внимания осуществляется посредством взаимодействия дорсальных областей, таких как внутрипариетальная борозда и лобные поля глаза, а также экзогенного переориентация фокуса внимания, опосредованная вентральными областями правого полушария, такими как правая вентральная лобная кора и височно-теменное соединение.

В дополнение к эндогенным и экзогенным механизмам внимания эмоциональная значимость стимула представляет собой еще одну важную особенность, влияющую на выбор и расстановку приоритетов внимания [ эмоциональное внимание , см. 16].Поведенческие данные по множеству различных задач и парадигм показывают, что восприятие облегчается, а внимание уделяется приоритетной эмоциональной информации. Эмоциональные стимулы могут быстрее привлекать внимание и дольше препятствовать отвлечению внимания, чем нейтральные стимулы. Например, в задачах визуального поиска обнаружение цели среди отвлекающих факторов происходит быстрее, когда цель эмоциональна, а не нейтральна [17]. Когда внимание было привлечено к эмоциональным стимулам и занято ими, оно может дольше задерживаться на их месте и облегчать обработку последующих неэмоциональных целевых стимулов, появляющихся в том же месте.Такие эмоциональные ориентирующие эффекты были продемонстрированы с помощью задачи точечного зонда , в которой участники реагируют на целевой стимул, который заменяет один из двух одновременно представленных сигналов — один является эмоционально значимым (например, испуганное лицо), а другой — нейтральным. Типичные результаты показывают более быструю реакцию на цель, заменяющую эмоциональную, а не нейтральную реплику [18]. Эмоциональные подсказки могут не только привести к более быстрому обнаружению, но и напрямую увеличить нашу способность восприятия за счет увеличения контрастной чувствительности для последующей цели [19].Таким образом, обработка эмоций не только обогащает наш опыт аффективным ароматом, но может напрямую формировать содержание наших восприятий и осведомленности [20]. Эти эффекты действуют не только в визуальной, но и в слуховой модальности [21] и даже через сенсорные модальности, предполагая, что приоритизация эмоционально значимых стимулов организована надмодально по множеству сенсорных каналов [22]. Предубеждения внимания могут быть дисфункционально преувеличены в клинических группах, например, у пациентов с тревожными расстройствами, которые проявляют особенно сильное внимание при помощи угрожающей информации [23].

Исследования изображений мозга с использованием фМРТ неизменно выявляют повышенные нейронные реакции на множество различных эмоциональных стимулов, как в ранних сенсорных областях [24], так и в областях более высокого уровня, связанных с распознаванием тела [25], лица [26] или голоса [21]. Таким образом, эмоциональные стимулы представлены более надежными нейронными сигнатурами, чем нейтральные, и, следовательно, могут получить выгоду от преимущественного доступа к дальнейшей когнитивной обработке, контролю поведения и осведомленности. Было высказано предположение, что приоритизация эмоциональной информации осуществляется специализированными нейронными цепями, сосредоточенными на миндалевидном теле и частично отделенными от лобно-теменных сетей, участвующих в распределении эндогенного и экзогенного внимания [16, 27].Миндалевидное тело — это лимбическая область, которая критически участвует в обработке эмоциональной информации. В то время как миндалевидное тело долгое время считалось модулем, специализированным для обработки угроз [28], более поздние предложения предполагают, что миндалевидное тело способствует быстрому обнаружению релевантности стимула для потребностей, целей и ценностей организмов. [29, 30]. Как только миндалевидное тело определило релевантность поступающих сенсорных стимулов, оно может затем модулировать обработку этих стимулов посредством прямых проекций обратной связи на сенсорную кору и смещающих сигналов к лобно-теменным областям внимания [27, 31].

В соответствии с этим предположением, несколько исследований с использованием изображений мозга показали, что усиление кортикального слоя на эмоциональные стимулы в значительной степени коррелировало с реакциями миндалины; т. е. чем больше миндалевидное тело было восприимчиво к эмоциональному значению, тем больше модуляции наблюдалось в сенсорных областях [24]. Пациенты со склерозом медиальной височной доли, приводящим к повреждению миндалины, не демонстрируют коркового увеличения эмоциональной информации, что подтверждает причинную роль миндалины в усилении нейронного представления эмоциональной информации [32].Миндалевидное тело может не только оказывать прямое влияние на сенсорную кору, таким образом увеличивая нейронное представление эмоционального стимула, но также может привлекать лобно-теменные сети внимания к местоположению стимула, так что последующая информация возникает в том же месте, что и стимул. эмоциональные сигналы выиграют от расширенных ресурсов обработки. Таким образом, эмоция модулирует наше восприятие и внимание, отдавая предпочтение стимулам, которые особенно эмоционально значимы [10]. Этот механизм может помочь нам организовать восприятие нашего окружения в зависимости от наших текущих потребностей, целей и ценностей.Автоматическое обнаружение эмоционально значимых событий позволяет легко замечать неожиданные, но эмоционально значимые события, и после их обнаружения они становятся объектом внимания, оценки и действий.

Влияние эмоций на память

Воспоминания об эмоциональных событиях обладают стойкостью и яркостью, которых, похоже, не хватает другим воспоминаниям. Обильные примеры этого можно найти в литературе, например, в «Воспоминании о прошлом» Марселя Пруста, где он описывает, как поедание мадлен пробуждает сильные воспоминания о его детстве: «Как только теплая жидкость, смешанная с крошками, коснулась мое нёбо пробежало по мне, и я остановился, сосредоточившись на том необычном, что происходило со мной.… И вдруг воспоминание раскрылось. На вкус был вкус маленького кусочка мадлен, который по воскресеньям утром в Комбре, когда я приходил попрощаться с ней в ее спальне, моя тетя Леони обычно давала мне, макая его в свою чашку чая или тизане. Точно так же у всех нас есть глубокие и подробные воспоминания о таких событиях, как рождение ребенка или смерть любимого человека. Психолог Уильям Джеймс писал, что «впечатление может быть настолько эмоционально волнующим, что почти оставляет шрам на теле. ткани головного мозга »[33].

Одной из наиболее важных нервных областей, лежащих в основе процессов памяти, является гиппокамп, расположенный в медиальной височной доле. Пациенты с поражением гиппокампа страдают амнезией, испытывают трудности с запоминанием старых воспоминаний или формированием новых [34]. Гиппокамп расположен рядом с миндалевидным телом, который, подобно своей роли во внимании и восприятии, может модулировать нейронные схемы, лежащие в основе процессов памяти во время эмоциональных ситуаций. Таким образом, помимо своей важной роли в приобретении и выражении неявного страха [35], миндалевидное тело играет центральную роль в обработке явных эмоциональных воспоминаний через его взаимодействия с формированием памяти гиппокампа.

Обработку памяти можно разделить на три этапа: кодирование (обработка информации в момент восприятия), консолидация (хранение информации в мозгу) и извлечение (момент запоминания). Эмоция может иметь модулирующий эффект на каждой из этих стадий [36–39]. Как отмечалось в предыдущем разделе, восприятие и внимание сосредоточены на эмоционально значимой информации, что может привести к предпочтительному кодированию эмоциональной информации [37].Как дальнейшее следствие, меньше внимания уделяется периферийной информации, так что во время кодирования основные эмоциональные аспекты сцены хорошо запоминаются, тогда как деталями окружающего контекста можно пренебречь. Одним из примеров этого является «фокус оружия»; присутствие оружия в сцене приводит к хорошей памяти о деталях оружия и других стимулах в непосредственной близости, но плохой памяти о других деталях сцены, таких как лицо агрессора [40].

Хранение информации в памяти не прекращается сразу после кодирования. Требуется некоторое время, чтобы следы памяти стабилизировались в процессе консолидации, который в значительной степени зависит от гиппокампа [11]. На этапе консолидации воспоминания хрупки и подвержены разрушению и модификации. Трасса памяти, отображающая событие, может быть усилена (в этом случае память будет запомнена позже) или ослаблена (в этом случае память забывается или искажается).Эмоции могут модулировать этот процесс консолидации: сильный эмоциональный ответ вызывает физиологическое возбуждение, с помощью которого миндалевидное тело может модулировать активацию гиппокампа, что приводит к усилению определенных следов памяти [36]. С помощью этого механизма эмоционально значимые события могут получить выгоду от более сильной консолидации, которая увеличивает вероятность того, что событие запомнится позже. Эта усиленная консолидация может произойти через некоторое время после закодированного события, делая возможным ретроспективное усиление содержания эмоциональной памяти.Таким образом, события, которые содержат важную информацию для благополучия организма, могут быть сохранены в памяти и, как следствие, извлечены и использованы для планирования поведения в будущем [41].

Наконец, эмоции могут усилить субъективное ощущение воспоминаний (независимо от правильности воспоминаний), что может повысить нашу уверенность в своих воспоминаниях. Яркость воспоминаний об эмоционально значимых событиях часто рассматривается как показатель точности воспоминаний.Например, у многих из нас очень яркие воспоминания об обстоятельствах, при которых мы узнали о террористических атаках на Всемирный торговый центр на Манхэттене в 2001 году. Однако, когда группу участников попросили записать точные обстоятельства на следующий день после после нападения, а через несколько месяцев их попросили вспомнить ситуацию, было обнаружено, что их память ухудшилась в такой же степени, как и в случае нейтральных событий. Однако, в отличие от нейтральных воспоминаний, участники были убеждены, что их эмоциональные воспоминания были правильными, что отражало усиление воспоминаний [42].На нейронном уровне повышенное чувство воспоминания для нейтральных сцен связано с более высокой активацией в парагиппокампе (что действительно отражает лучшую производительность памяти для деталей ситуации), тогда как для эмоциональных сцен ощущение большей памяти (но не обязательно лучше). производительность памяти) связано с увеличением активации миндалины [39]. Интересно, что усиление субъективного воспоминания эмоциями более надежно и последовательно, чем повышение точности объективных деталей.Хотя на первый взгляд это кажется не очень адаптивным, на самом деле это может помочь нам более эффективно реагировать в критических по времени ситуациях. В новых или неопределенных ситуациях мы используем информацию из памяти о похожих предыдущих ситуациях, чтобы направлять наши мысли и действия. В ситуациях, требующих быстрого реагирования, например, при столкновении с непосредственной угрозой, неуверенность в использовании воспоминаний, в которых мы не уверены, может быть очень дорогостоящей. Повышенная уверенность в воспоминаниях из эмоционально заряженных ситуаций может привести к более быстрым действиям в критических ситуациях, даже если детали воспоминаний не совсем точны [38].

Влияние эмоций на принятие решений

Согласно рациональному мировоззрению, мы основываем свои решения на логике: всякий раз, когда мы сталкиваемся с выбором, мы оцениваем варианты, взвешиваем возможные последствия и их вероятности, а затем выбираем вариант с наибольшей полезностью. Однако недавние исследования показали, что эмоции занимают центральное место в процессе принятия решений как на входе, так и на выходе [43].Решения и их последствия приводят к эмоциям (таким, как радость, облегчение, сожаление или разочарование), и многие из наших решений основываются на опыте этих эмоций или ожидании эмоций, которые могут быть вызваны [что интересно, однако, мы не очень хорошо предсказывает, какие эмоции мы испытаем в будущем, см. 44].

Недавние нейробиологические исследования показывают, что эмоции могут помочь нам сделать очень «рациональный» выбор, особенно в сложных условиях, когда результаты неизвестны. Пациенты с повреждением головного мозга с поражением вентромедиальной префронтальной коры часто демонстрируют действия, которые наносят ущерб их благополучию, приводя к финансовым потерям, утрате социального положения и конфликтам с семьей и друзьями. У этих пациентов наблюдается плоский аффект, то есть сниженная эмоциональная реактивность на многие типы событий, сниженная физиологическая реактивность и очень ограниченная интероцепция их телесных реакций, в то время как их интеллект и способность решать проблемы остаются в основном неизменными [45].Вместе эти наблюдения привели к гипотезе о том, что эмоции могут играть важную роль в принятии решений. Соответствующие доказательства были получены с помощью задачи по азартным играм штата Айова [46]. В этой карточной игре участники выбирают карты из четырех разных колод (A, B, C и D). С каждой картой они могут выиграть или проиграть определенную сумму денег. Критически важно и неизвестно участникам, что две колоды карт более выгодны, чем другие: в колодах A и B («плохие колоды») есть некоторые карты, которые приводят к значительному выигрышу (100 долларов США), но есть также карты, которые приводят к огромным убыткам (минус 1250 долларов США).Колоды C и D («хорошие колоды») содержат карты, которые приводят к меньшему выигрышу (50 долларов США), но также и к менее серьезным потерям (минус 250 долларов США). Таким образом, даже если сначала выбор колод A и B может привести к более быстрой финансовой прибыли, в долгосрочной перспективе хорошая стратегия — выбирать карты только из колод C и D. Здоровые участники быстро отдают предпочтение хорошим колодам, показывая при этом более сильные упреждающие реакции проводимости кожи при выборе из плохих колод. Напротив, участникам с поражением вентромедиальной префронтальной коры обычно не удается «прочитать» игру: они продолжают выбирать карты из плохих колод до конца игры и не демонстрируют реакции повышенной проводимости кожи [47].Согласно гипотезе соматических маркеров [48], наш выбор и решения основываются на телесных реакциях, которые запускаются эмоциями. Эти так называемые соматические маркеры представляют собой состояния тела, которые были вызваны наградами или наказаниями в прошлом и были связаны с определенными ситуациями или выборами. Когда человек обдумывает несколько вариантов поведения, физиологические реакции, связанные с предыдущим выбором, воспроизводятся или ожидаются в вентромедиальной префронтальной коре и могут повлиять на текущее решение, т.е.г., помогая нам отказаться от менее выгодных вариантов. Несмотря на то, что гипотеза соматического маркера очень влиятельна и послужила вдохновением для большого количества исследований, она, тем не менее, подверглась критике на том основании, что причинная роль периферийной обратной связи для решений в игровой задаче еще не была убедительно продемонстрирована [49].

В рамках функционального нейровизуализационного исследования, посвященного изучению влияния эмоций на принятие решений в мозге, мы недавно попросили наших участников распределить денежную сумму между собой и благотворительной организацией (они могли выбирать между Гринпис, Amnesty International или Красным Крестом). .В каждом из 100 испытаний участники выбирали между альтруистическим поведением (раздача денег на благотворительность) или эгоистическим поведением (сохранение денег для себя). Эгоистичные участники, то есть участники, которые пожертвовали мало или совсем не пожертвовали денег на благотворительность, при решении оставить деньги себе, показали усиление ЖИВОГО сигнала в миндалевидном теле и вентральном полосатом теле, двух нервных областях, которые представляют собой вознаграждение за стимул. Эти аффективные реакции могут смещать выбор участников в сторону более эгоистичного поведения за счет благотворительных организаций [50, 51].

Однако эмоции также могут помочь нам обеспечить долгосрочные интересы общества, контролируя людей, которые ведут себя слишком эгоистично. В игре Ultimatum Game, широко используемой в нейроэкономических экспериментах, один игрок (предлагающий) получает сумму (например, 20 швейцарских франков) от экспериментатора и должен предложить способ распределения денег между собой и вторым игроком (отвечающим за ). Предлагающий может сделать любое предложение отвечающему, от деления поровну (10:10) до сохранения всего для себя (20: 0).Однако на следующем этапе респондент может принять или отклонить предложение. Если отвечающий отказывается, ни предлагающий, ни отвечающий ничего не получат. Ответчик, действующий строго на экономической и рациональной основе, примет любое предложение больше 0 (даже разделение 19: 1), потому что получить 1 швейцарский франк лучше, чем ничего не получить. Однако это не то, что наблюдается в исследованиях по всему миру [52]: очень часто респонденты отклоняют предложения на сумму 5 швейцарских франков или меньше, поскольку они считают эти предложения несправедливыми.Таким образом, личная финансовая выгода приносится в жертву, чтобы наказать несправедливого предлагающего. Восприятие несправедливых предложений сопровождается повышенной активизацией передней островковой части, области мозга, участвующей в представлении телесных изменений и эмоций, таких как отвращение [53]. Фактически, чем больше островок респондента активируется несправедливым предложением, тем более вероятно, что респондент отклонит предложение. Экономисты назвали вышеизложенное индивидуальной выгодой в интересах группы , альтруистическим наказанием .Было показано, что группы, которые применяют альтруистические наказания для сдерживания безбилетников, действуют намного лучше в долгосрочной перспективе [54]. Более того, было показано, что альтруистическое наказание сопровождается активацией полосатого тела, которое участвует в представлении субъективного вознаграждения в мозгу [55]. Таким образом, даже несмотря на то, что альтруистическое наказание связано с финансовыми издержками, оно тем не менее воспринимается как поощрение и, таким образом, может обеспечить долгосрочное сотрудничество на групповом уровне.Эти «эмоциональные» реакции могут быть более «рациональными», чем решения, основанные исключительно на (экономической) причине.

Выводы

Наш обзор недавних исследований из Affective Sciences показывает, что дуализм разума и эмоции, который распространялся в течение долгого времени, не отражается на архитектуре мозга и функционировании разума. Эмоции и познание тесно взаимосвязаны, сложное человеческое поведение возникает из динамических взаимодействий между множеством процессов и сетей мозга.Эмоции определяют, как мы воспринимаем наш мир, как мы его помним и какие решения принимаем. Как и любая другая сложная система, эмоции могут идти наперекосяк, что иллюстрируется, например, преувеличенным смещением внимания к угрозе при тревоге [23] или предпочтительной памятью на негативные события при депрессии [56]. Однако при нормальном функционировании эмоции следует рассматривать как полезный ориентир, отнюдь не иррациональный, который помогает нам ориентироваться в нашей сложной среде.

Финансирование / потенциальные конкурирующие интересы: Национальный центр компетенции в исследованиях (NCCR) Affective Sciences, финансируемый Швейцарским национальным научным фондом.

Переписка

Для корреспонденции: Тобиас Брош, доктор философии, факультет психологии, Женевский университет, 40, Boulevard du Pont d’Arve, CH-1205, Женева, Швейцария, tobias.brosch [at] unige.ch

Рекомендации

1 Хебб Д. Организация поведения. 1949, Нью-Йорк: Wiley.

2 Scherer KR. Эмоция служит для разделения стимула и реакции в книге Природа эмоции: фундаментальные вопросы, стр.Экман и Р.Дж. Дэвидсон, редакторы. 1994, Издательство Оксфордского университета: Нью-Йорк / Оксфорд. п. 127–130.

3 Сандер Д. Модели эмоций: подход к аффективной нейробиологии, в Справочнике по человеческой аффективной нейробиологии, J.L. Armony и P. Vuilleumier, Editor. в печати, Издательство Кембриджского университета: Кембридж.

4 Scherer KR. Оценка, рассматриваемая как процесс многоуровневой последовательной проверки, в «Процессы оценки в эмоциях: теория, методы, исследования», К.Р. Шерер, А. Шорр и Т. Джонстон, редакторы. 2001, Издательство Оксфордского университета: Нью-Йорк. п. 92–120.

5 Scherer KR. К динамической теории эмоций: компонентная модель процесса аффективных состояний. Женевские исследования эмоций и общения, 1987; 1 (1): 1–98.

6 Scherer KR. Динамическая архитектура эмоций: свидетельство компонентной модели процесса. Познание и эмоции. 2009. 23 (7): 1307–51.

7 Scherer KR.О природе и функциях эмоций: компонентный процессный подход, подходы к эмоциям, K.R. Шерер и П. Экман, редакторы. 1984, Эрлбаум: Хиллсдейл. п. 293–317.

8 Siemer M, Mauss I, Gross JJ. Та же ситуация — разные эмоции: как оценки формируют наши эмоции. Эмоция, 2007; 7 (3): 592–600.

9 Шерер К.Р., Брош Т. Культурные предубеждения в оценке способствуют формированию эмоциональной предрасположенности. Eur J Pers. 2009; 23: 265–88.

10 Brosch T, Sander D, Pourtois G, Scherer KR.За пределами страха: быстрая пространственная ориентация на положительные эмоциональные стимулы. Психологическая наука. 2008; 19: 362–70.

11 Макгоу JL. Память — век консолидации. Наука. 2000. 287 (5451): 248–51.

12 Гранджан Д., Сандер Д., Шерер К.Р. Сознательное эмоциональное переживание возникает как функция многоуровневой синхронизации реакции, основанной на оценке. Сознательное познание. 2008. 17 (2): 484–95.

13 Брош Т., Сандер Д.Оценивающий мозг: к нейрокогнитивной модели оценочных процессов в эмоциях. Обзор эмоций. 2013; 5: 163–8.

14 Драйвер Дж. Выборочный обзор исследований избирательного внимания прошлого века. Br J Psychol. 2001. 92 (1): 53–78.

15 Корбетта М, Шульман ГЛ. Контроль целенаправленного и стимулированного внимания в мозгу. Nat Rev Neurosci. 2002. 3 (3): 201–15.

16 Brosch T, Pourtois G, Sander D, Vuilleumier P.Аддитивные эффекты эмоционального, эндогенного и экзогенного внимания: поведенческие и электрофизиологические доказательства. Нейропсихология. 2011. 49 (7): 1779–87.

17 Оман А., Лундквист Д., Эстевес Ф. Возвращение к лицу в толпе: преимущество угрозы со схематическими стимулами. J Pers Soc Psychol. 2001. 80 (3): 381–96.

18 Brosch T, Van Bavel JJ. Гибкость эмоционального внимания: доступная социальная идентичность способствует быстрой ориентации внимания.Познание. 2012; 125 (2): 309–16.

19 Фелпс Э.А., Линг С., Карраско М. Эмоции облегчают восприятие и усиливают перцептивные преимущества внимания. Psychol Sci. 2006. 17 (4): 292–9.

20 Брош Т., Пуртуа Г., Сандер Д. Восприятие и категоризация эмоциональных стимулов: обзор. Cogn Emot. 2010; 24: 377–400.

21 Гранджан Д., Сандер Д., Пуртуа Г., Шварц С., Сегье М.Л., Шерер К.Р. и др. Голоса гнева: Мозг реагирует на гневную просодию в бессмысленной речи.Nat Neurosci. 2005. 8 (2): 145–6.

22 Брош Т., Гранджин Д., Сандер Д., Шерер К.Р. Кросс-модальное эмоциональное внимание: эмоциональные голоса модулируют ранние стадии визуальной обработки. J Cogn Neurosci. 2009; 21: 1670–9.

23 Bar-Haim Y, Lamy D, Pergamin L, Bakermans-Kranenburg MJ, van Ijzendoorn MH. Смещение внимания, связанное с угрозой, у тревожных и не тревожных людей: метааналитическое исследование. Psychol Bull. 2007. 133 (1): 1–24.

24 Сабатинелли Д., Брэдли М.М., Фицсиммонс-младший, Ланг П.Дж.Параллельная миндалевидная и нижневременная активация отражают эмоциональную напряженность и актуальность страха. Нейроизображение. 2005. 24 (4): 1265–70.

25 Пилен М., Аткинсон А., Андерссон Ф., Вюйомье П. Эмоциональная модуляция зрительных областей, избирательных к телу. Soc Cogn Affect Neurosci. 2007; 2: 274–83.

26 Вюйомье П., Армони Дж. Л., Драйвер Дж., Долан Р. Дж.. Влияние внимания и эмоций на обработку лиц в человеческом мозге: исследование фМРТ, связанное с событием. Нейрон.2001. 30 (3): 829–41.

27 Vuilleumier P. Как остерегается мозг: нейронные механизмы эмоционального внимания. Trends Cogn Sci. 2005. 9 (12): 585–94.

28 Оман А., Минека С. Страхи, фобии и готовность: к эволюционному модулю обучения страху и страху. Психологический обзор. 2001. 108 (3): 483–522.

29 Каннингем В.А., Брош Т. Мотивационная значимость: настройка миндалевидного тела на основе черт, потребностей, ценностей и целей. Curr Dir Psychol Sci.2012; 21: 54–9.

30 Сандер Д., Графман Дж., Залла Т. Миндалевидное тело человека: развитая система для определения релевантности. Rev Neurosci. 2003. 14 (4): 303–16.

31 Vuilleumier P, Brosch T. Взаимодействие эмоций и внимания, в The Cognitive Neurosciences IV, M.S. Газзанига, редактор. 2009, MIT Press: Кембридж. п. 925–34.

32 Вюйомье П., Ричардсон М.П., ​​Армони Дж. Л., Драйвер Дж., Долан Р. Дж.. Дистанционное влияние поражения миндалины на зрительную активацию коры при эмоциональной обработке лица.Nat Neurosci. 2004. 7 (11): 1271–8.

33 Джеймс У. Принципы психологии. 1890, Нью-Йорк: Дувр.

34 Зола-Морган С., Сквайр Л. Р., Амарал Д. Г.. Амнезия человека и медиальная височная область: стойкое нарушение памяти после двустороннего поражения, ограниченного полем СА1 гиппокампа. J Neurosci. 1986. 6 (10): 2950–67.

35 Фелпс Э.А. Эмоции и познание: выводы из исследований миндалевидного тела человека. Annu Rev Psychol.2006; 57: 27–53.

36 Dolcos F, LaBar KS, Cabeza R. Взаимодействие между миндалевидным телом и системой памяти медиальной височной доли предсказывает лучшую память на эмоциональные события. Нейрон. 2004. 42 (5): 855–63.

37 Фелпс Э.А. Человеческие эмоции и память: взаимодействие миндалевидного тела и комплекса гиппокампа. Curr Opin Neurobiol. 2004. 14 (2): 198–202.

38 Фелпс Э.А., Шарот Т. Как (и почему) эмоции усиливают субъективное ощущение воспоминаний.Curr Dir Psychol Sci. 2008. 17 (2): 147–52.

39 Шарот Т., Дельгадо М.Р., Фелпс Е.А. Как эмоция усиливает чувство запоминания. Nat Neurosci. 2004. 7 (12): 1376–80.

40 Loftus EF, Loftus GR, Messo J. Некоторые факты об оружии. Закон Hum Behav. 1987. 11: 55–62.

41 Монтагрин А., Брош Т., Сандер Д. Целеустремленность как ключевой детерминант облегчения памяти. Эмоции в прессе.

42 Таларико Дж. М., Рубин округ Колумбия.Фотовспышки характеризуют уверенность, а не последовательность. Psychol Sci. 2003. 14 (5): 455–61.

43 Хан С, Лернер Дж. Принятие решений, в «Оксфордском компаньоне аффективных наук», Д. Сандер и К.Р. Шерер, редакторы. 2009, Издательство Оксфордского университета: Нью-Йорк.

44 Уилсон Т.Д., Гилберт Д.Т. Аффективное прогнозирование — Знать, чего хотеть. Curr Dir Psychol Sci. 2005. 14 (3): 131–4.

45 Damasio AR. Ошибка Декарта: эмоции, разум и человеческий мозг.1994, Нью-Йорк: Putnam Publishing.

46 Bechara A, Damasio H, Tranel D, Damasio AR. Задача по азартным играм в Айове и гипотеза соматического маркера: некоторые вопросы и ответы. Trends Cogn Sci. 2005. 9 (4): 159–62.

47 Bechara A, Damasio H, Tranel D, Damasio AR. Принятие выгодного решения, прежде чем знать выгодную стратегию. Наука. 1997. 275 (5304): 1293–5.

48 Damasio AR. Гипотеза соматических маркеров и возможные функции префронтальной коры.Философские труды Лондонского королевского общества. Серия B, Биологические науки. 1996. 351 (1346): 1413–20.

49 Данн Б.Д., Далглиш Т., Лоуренс А.Д. Гипотеза соматического маркера: критическая оценка. Neurosci Biobehav Rev.2006; 30 (2): 239–71.

50 Брош Т., Коппин Дж., Шерер К.Р., Шварц С., Сандер Д. Создание ценности (я): Психологические иерархии ценностей отражают контекстно-зависимую чувствительность системы вознаграждения. Soc Neurosci.2011; 6: 198–208.

51 Брош Т., Коппин Г., Шварц С., Сандер Д. Важность действий и ценность объекта: диссоциативные нейронные системы, представляющие основную ценность и экономическую ценность. Soc Cogn Affect Neurosci. 2012; 7: 497–505.

52 Генрих Дж., Бойд Р., Боулз С., Камерер С., Фер Э, Гинтис Н. и др. «Экономический человек» в кросс-культурной перспективе: поведенческие эксперименты в 15 небольших обществах. Behav Brain Sci. 2005. 28 (6): 795–815.

53 Sanfey AG, Риллинг Дж. К., Аронсон Дж. А., Нистром Л. Е., Коэн Дж. Д.. Нейронная основа принятия экономических решений в игре Ultimatum. Наука. 2003. 300 (5626): 1755–8.

54 Фер Э., Гахтер С. Альтруистическое наказание у людей. Природа. 2002. 415 (6868): 137–40.

55 de Quervain DJ, Fischbacher U, Treyer V, Schellhammer M, Schnyder U, Buck A, et al. Нейронная основа альтруистического наказания. Наука. 2004. 305 (5688): 1254–8.

56 Dalgleish T, Watts FN. Искажения внимания и памяти при расстройствах тревожности и депрессии. Clin Psychol Rev.1990; 10 (5): 589–604.

Авторские права

Опубликовано в соответствии с лицензией об авторских правах
«Атрибуция — Некоммерческое — Без производных 4.0».
Запрещается повторное использование в коммерческих целях без разрешения.
См .: emh.ch/en/emh/rights-and-licences/

Реальность — иллюзия? На Всемирном фестивале науки эксперты раскрывают силу и особенности способности мозга чувствовать мир | Колумбия

На Всемирном фестивале науки в этом году перед переполненной аудиторией в колледже Джона Джея группа ученых объявила потрясающие новости: вещи, которые мы видим и испытываем в повседневной жизни, хотя они кажутся нам вполне реальными, могут не быть вообще настоящий.

Стоя на сцене, Бо Лотто, доктор философии, профессор нейробиологии Лондонского университета и приглашенный научный сотрудник Нью-Йоркского университета (NYU), объяснил: «Наш мозг не эволюционировал, чтобы чувствовать реальность; они эволюционировали, чтобы дать нам то, что полезно для нашего выживания ».

Цель мероприятия под названием «Реальность реальности: рассказ о пяти чувствах» заключалась в том, чтобы бросить вызов нашему представлению о том, как мы ориентируемся в мире вокруг нас. Под председательством отмеченного наградами журналиста Элизабет Варгас группа ученых обсудила роль, которую наши пять чувств — обоняние, вкус, зрение, слух и осязание — играют в осмыслении мира.Они также исследовали врожденные причуды нашего мозга, которые иногда могут обмануть эти чувства.

Для начала доктор Лотто представил аудитории серию зрительных и слуховых иллюзий. Толпа пыталась угадать воспринимаемую яркость двух наборов квадратов и слова, произнесенные в искаженном звуке. Члены аудитории в основном ошибались, создавая почву для оживленного обсуждения механизмов, стоящих за этими умопомрачительными трюками.

Затем к доктору Лотто присоединились другие участники дискуссии: Анил Сет, доктор философии, профессор когнитивной и вычислительной нейробиологии в Университете Сассекса, Кристин Константинополь, доктор философии, доцент кафедры нейробиологии Центра нейронных наук Нью-Йоркского университета, Дональд Хоффман, доктор философии, профессор когнитивных наук Калифорнийского университета, Ирвин и Ставрос Ломвардас, доктор философии, нейробиолог и главный исследователь Колумбийского университета Мортимера Б.Zuckerman Mind Brain Behavior Institute.

Доктор Сет утверждал, что способ, которым наш мозг пытается расшифровать эти иллюзии, следует рассматривать как особенность, а не ошибку.

«Их не следует рассматривать как причуды или ошибки, — сказал он, — а скорее как интригующее окно в то, как мы воспринимаем мир во все времена».

«Фактически, запах сам по себе является иллюзией», — добавил доктор Ломвардас, чья лаборатория Института Цукермана изучает науку обоняния, наше обоняние. «Запахи, которые попадают в наш нос, — это просто химические соединения.И эти химические вещества не имеют никакого внутреннего значения. Вместо этого наш мозг предпочитает приписывать им смысл ».

Вот почему, добавил он, аромат, приятный одному человеку, может вызывать отвращение для другого.

Тот факт, что иллюзии пронизывают наш чувственный опыт, побудил Варгаса спросить: «Если все является иллюзией, как мы можем объяснить тот факт, что многие из нас видят одну и ту же реальность?»

Чтобы ответить, доктор Хоффман использовал аналогию с интерфейсом рабочего стола компьютера.

«Причина, по которой мы согласны, заключается в том, что у всех нас одинаковый интерфейс, сформированный естественным отбором», — объяснил он.«Так же, как у всех пользователей Apple есть один и тот же интерфейс рабочего стола компьютера, и этот интерфейс может быть распознан от пользователя к пользователю».

Действительно ли реальность является иллюзией, поддерживаемой нашим мозгом, как предположил доктор Хоффман, еще предстоит увидеть. Но реальность, с которой мы сталкиваемся каждый день, — это то, что мы должны использовать, чтобы выжить в нашей среде. С этой целью группа обратила свое внимание на биологические механизмы, управляющие нашими чувствами.

Один из центральных вопросов здесь касался того, как наш мозг объединяет сенсорную информацию в реальном времени — то, что мы видим, осязаем, ощущаем на вкус, слышим и обоняем — с нашими воспоминаниями и предыдущим опытом.

«Иногда [сенсорные] свидетельства, с которыми вам приходится работать, плохие, например, если темно и вы пытаетесь различить определенную форму», — сказал доктор Константинополь. В таких случаях, сказала она, может быть лучше полагаться больше на наш предыдущий опыт, чем на чувства.

«Существует целая область вычислительной нейробиологии, называемая байесовским выводом, которая описывает — в элегантном уравнении — как мы объединяем ожидания, называемые« априорными », с сенсорными доказательствами, — продолжил доктор Константинополь.«Итак, если качество сенсорных доказательств плохое, вы больше полагаетесь на свои априорные оценки, и наоборот».

Наши чувства также часто работают согласованно, что очень важно для выживания. Чтобы продемонстрировать это, доктор Ломвардас вызвал четырех добровольцев из аудитории. Учитывая слепые складки и пробки в носу, добровольцев последовательно кормили арахисовым маслом, клубникой и луком и их просили угадать, что они ели. Без помощи глаз, носа или пальцев добровольцы часто ошибались.

«Это показывает, насколько важны зрение, запах и прикосновение для нашей способности ощущать вкус пищи», — сказал д-р.Ломвардас, который также является профессором биохимии, молекулярной биофизики и нейробиологии в Колледже врачей и хирургов Вагелоса Колумбии.

Drs. Сет (слева) и Ломвардас вместе с Варгасом (в центре) демонстрируют интеграцию вкуса, зрения, запаха и прикосновения с добровольцами из аудитории (Фото: Всемирный фестиваль науки / Грег Кесслер).

В качестве продолжения доктор Ломвардас продемонстрировал, как можно обмануть наши чувства.Он дал другому добровольцу таблетку, которая растворилась во рту. После того, как она надела повязку на глаза и носовые затычки, ее попросили сделать глоток загадочной жидкости. Она описала напиток как сладкий, «как подслащенный лимонад».

На самом деле, доброволец пил кислый уксус. Оказалось, что это таинственная таблетка, содержащая химическое вещество миракулин. Миракулин подавляет кислые вкусовые рецепторы языка и усиливает сладость. Это означает, что даже самые кислые напитки, в данном случае уксус, будут сладкими — хотя бы временно.Эффект проходит через час, хотя доктор Ломвардас виновато добавил: «Надеюсь, у вас не будет планов на ужин после этого».

Затем разговор перешел к более крайним примерам взаимного влияния чувств, включая состояние, называемое синестезией. Синестезия существует примерно у 4% населения и возникает, когда одно чувство фактически запускает другое.

Наиболее распространенный тип этого состояния называется синестезией цвета графемы, при которой человек всегда ассоциирует буквы или слова с определенным цветом.Хотя точные механизмы, управляющие синестезией, еще не известны, доктор Сет сказал, что некоторые данные свидетельствуют о том, что это состояние может на самом деле присутствовать у всех нас с рождения, и это то, из чего мы «вырастаем», когда становимся старше. .

К концу вечера фокус вернулся к основам самого мозга. И хотя споры о восприятии реальности мозгом могут остаться нерешенными, члены комиссии трепетали перед подвигами, на которые способен мозг.

В самом деле, мозг управляет нашими самыми сложными чувствами любви, ненависти, вины, морали — даже природой нашей собственной реальности.«Но в конце концов, — заключил доктор Ломвардас, — наш мозг — это просто совокупность клеток, посылающих друг другу электрические сигналы».

Определение связи между перцептивным обучением и вниманием

Образец цитирования: Йоцумото Ю., Ватанабэ Т. (2008) Определение связи между перцептивным обучением и вниманием. PLoS Biol 6 (8): e221. https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0060221

Опубликовано: 26 августа 2008 г.

Авторские права: © 2008 Ёцумото и Ватанабэ.Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Эксперты демонстрируют удивительно высокие навыки восприятия. Опытные ювелиры с высокой точностью классифицируют бриллианты, которые кажутся непосвященными очень похожими на разные классы. В течение нескольких секунд сотрудники службы безопасности багажа аэропорта могут обнаружить запрещенные неприметные материалы с помощью рентгеновских снимков.Такие подвиги возможны, потому что «глаза» экспертов натренированы практикой и опытом. Спустя долгое время после того, как большинство аспектов развития мозга прекратились, повторные воздействия или тренировки улучшают наши перцептивные / сенсорные способности и вызывают нервные перестройки в мозге. Такое вызванное опытом улучшение, называемое перцептивным обучением [1], и сопутствующие нейронные изменения, называемые нейронной пластичностью [2–6], лежат в основе не только нашей способности овладеть профессией, но и действуют на более фундаментальном уровне, чтобы помочь нам понять смысл мир.

Мы постоянно подвергаемся воздействию огромного количества сенсорных сигналов, большинство из которых не заслуживают внимания. Чтобы нормально функционировать в мире, мы должны быстро и точно реагировать на важные сигналы, игнорируя или отбрасывая менее важные, точно так же, как организмы должны поступать в естественной среде, чтобы выжить. Направляя внимание только на важные сигналы или постоянно подвергаясь воздействию сигналов в важном контексте, наши сенсорные системы учатся обрабатывать важные сигналы более эффективно, чем менее важные сигналы.Отражая эту фундаментальную роль перцептивного обучения, были проведены исследования механизмов перцептивного обучения и нейронной пластичности с различными видами задач и стимулов с использованием поведенческих измерений [2,3], нейрофизиологических [7,8] и методов визуализации мозга [9]. , 10]. Восприятие обучения и нейропластичность также изучались во всех сенсорных модальностях, включая зрение, слух [11] и сенсорное восприятие [12].

Модели перцептивного обучения

Чтобы изучить механизм перцептивного обучения, здесь мы сосредоточимся на визуальном перцептивном обучении.Визуальная обработка состоит из множества различных этапов, ведущих от глаз к кортикальным областям для когнитивных процессов, таких как принятие решений (рис. 1). Маловероятно, что все типы обучения зрительному восприятию включают одну и ту же корковую стадию (и). Стадия (и), на которой происходит один тип обучения зрительному восприятию, может зависеть от многих факторов, включая изученные визуальные особенности, такие как ориентация и контраст, тип задач, таких как задача обнаружения или задача распознавания, и воздействие на функцию. без задачи.Например, некоторые типы обучения визуальному восприятию могут включать только более низкие стадии визуальной обработки, такие как V1, в то время как другие типы обучения визуальному восприятию могут включать несколько этапов визуальной обработки. Предлагаются модели различных механизмов в зависимости от стадии (ов) обучения зрительному восприятию.

Рисунок 1. Обработка визуальной информации

Визуальная обработка выполняется на многих различных уровнях иерархическим образом. Свет попадает на сетчатку и преобразуется в электрические сигналы.Затем они отправляются в латеральное коленчатое ядро ​​(LGN) в подкорке и далее проецируются на первичную зрительную кору (V1), где примитивные особенности, включая ориентацию и пространственную частоту (грубость) сигналов, обрабатываются локально. Сигналы далее отправляются в более высокие области коры. На более высоком уровне более абстрактные и сложные функции обычно обрабатываются более глобально. Пространственные визуальные сигналы / сигналы движения обрабатываются преимущественно в теменных областях, а сигналы формы / объектов преимущественно обрабатываются в височных областях.Затем сигналы используются для принятия решений в теменной и префронтальной областях. Однако иерархическая обработка от низших к высшим областям (черные стрелки) — это лишь один аспект обработки визуальной информации. Во-первых, сигналы также текут из более высоких областей в более низкие (красные стрелки). Например, внимание, которое может исходить из префронтальных и / или теменных областей, посылает сигналы сверху вниз в зрительные области низкого уровня. Во-вторых, в пределах одной визуальной области пространственно удаленные области могут взаимодействовать друг с другом после начальной локальной обработки.

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0060221.g001

(A) Ранняя стадия, модель локальной сети : Adini et al. [13] и Цодыкс и др. [14] предложили модель, основанную на перцептивном обучении различению контраста (с указанием, являются ли два значения контраста одинаковыми или разными). В их модели повторное предъявление стимула (линия, представленная в центре) вместе с окружающим его стимулом (линии, представленные вокруг центральной линии) приводит к изменению зрительной коры в результате взаимодействия между сигналами из центра и окружающей среды. стимулы.То есть, для того, чтобы наблюдатель узнал стимул в одном месте (центральный стимул), важную роль играет контекст, в котором стимул представлен (окружающие стимулы). Взаимодействия могут происходить в одной и той же коре головного мозга, и поэтому нам не нужно предполагать взаимодействия между корковыми областями на разных уровнях иерархии визуальной обработки. В этой модели нейронная реорганизация из-за перцептивного обучения может происходить на низком уровне коры головного мозга, включая первичную зрительную кору (V1), которая является первой зрительной корой, на которую проецируются зрительные сигналы.Эта модель указывает на механизм типа перцептивного обучения, которое может включать только один уровень визуальной обработки, и предполагает, что перцептивное обучение не обязательно требует связей между разными корковыми областями на разных этапах зрительного восприятия. обработка.

(B) Стадия среднего уровня, повторное взвешивание : В модели Дошера и Лу [15-17] обучение происходит путем изменения силы (повторного взвешивания) нейронных связей между ранней зрительной стадией, такой как V1, в которой происходит очень локальная обработка и блок принятия решений.Изменения происходят в нейронных связях специально для данной задачи. В этом смысле возможно участие разных стадий между самой ранней визуальной стадией и единицей принятия решения.

(C) От высокого уровня к низшему : Теория обратной иерархии (RHT) показывает, что обучение — это процесс, управляемый вниманием [18–20] (Рисунок 2). Согласно этой модели, визуальное обучение начинается с визуальных областей высокого уровня, которые могут быть в состоянии справиться с задачей, требующей различения сигналов с большими различиями (рисунок 1).Когда задача требует различения сигналов с меньшими различиями, место обучения переходит в более низкие зрительные области, где можно различить сигналы с меньшими различиями. RHT указывает на то, что обучение управляется вниманием, которое выбирает популяцию нейронов, подходящую для уровней сигнала.

Легко различимые сигналы обрабатываются на высших уровнях зрения. Когда более высокие ступени не могут обработать сигналы из-за более мелких различий, сигналы обрабатываются на более низких ступенях.Обучение движется вниманием.

https://doi.org/10.1371/journal.pbio.0060221.g002

Эти три модели хорошо подходят для различных типов перцептивного обучения, которые происходят на разных этапах потока визуальной обработки (рис. 1).

Перцептивное обучение множеству значений сенсорных характеристик

В то время как вышеупомянутые модели имеют дело с перцептивным обучением одной ценности одного свойства, в действительности мы подвергаемся воздействию множества различных стимулов и переключаем свое внимание с одного стимула на другой.Таким образом, мы постоянно сталкиваемся с множеством значений сенсорных функций (диапазон разных ориентаций или разных значений яркости). Как мы можем узнать эти разные значения функции? В новом исследовании, опубликованном в PLoS Biology , Zhang et al. провели серию экспериментов для решения этой проблемы [21]. Они использовали задачи различения контраста или ориентации [22], в которых несколько значений признака (например, узор решетки с контрастом 0,2 и узор решетки с контрастом 0.3) были изучены. Их результаты показывают, что для изучения нескольких значений признака разные стимулы с разными значениями признака должны быть представлены во временном шаблоне. Например, обучение происходило, когда различные значения характеристики были представлены с фиксированным интервалом между испытаниями, тогда как обучение не удавалось, когда они были представлены со случайными интервалами. Исследователи также продемонстрировали, что если за определенным значением функции следили или помечали определенной буквой, например «A» или «B» в каждом испытании, происходит изучение нескольких значений функции, даже если они представлены в случайный порядок.

На основании этих результатов Zhang et al. предложили «модель маркировки стимулов» для перцептивного обучения. Эта модель показывает, что для изучения нескольких стимулов мозгу необходимо концептуально «пометить» каждый стимул, который отличается по значению характеристики. Представление значений признаков в структурированном виде с течением времени или представление одной и той же метки в паре с определенным значением признака стимула считается тегированием. Например, буква «A» сочетается с одним значением функции, а буква «B» — с другим значением функции.Таким образом, тегирование может быть концептуальным. Такая маркировка направляет внимание непосредственно к соответствующему шаблону восприятия.

Как модель маркировки стимулов применяется в реальных жизненных ситуациях? Представьте, что молодое животное учится визуально различать разные виды фруктов. Хотя все фрукты похожи друг на друга, съедобен только один из них. Чтобы научиться визуально различать их, животное могло «пометить» на основе разных вкусов каждого фрукта.

В модели маркировки стимулов маркировка может быть концептуальной или семантической.Таким образом, «маркировка стимула», вероятно, будет включать более высокие стадии обработки, такие как префронтальная кора, в то время как данная визуальная задача, такая как различение нескольких значений признаков, включает более низкие стадии визуальной обработки, такие как зрительная кора. Следовательно, эффект «маркировки» на перцептивное обучение указывает на модуляцию сверху вниз (с более высокого уровня на более низкий). В этом смысле модель маркировки стимулов соответствует модели RHT, в которой внимание управляет обучением, задействуя соответствующую популяцию нейронов.С другой стороны, хотя ни модель локальной сети, ни модель повторного взвешивания не предполагают задействование нисходящей обработки, необходимой для возникновения перцептивного обучения, они не отрицают участие нисходящей обработки.

Внимание и перцептивное обучение

Обратите внимание, что «внимание» в модели тегов подразумевает присвоение концептуальной метки. Это заставляет задуматься, какие типы внимания задействованы в процессе маркировки. Познер и его коллеги [23-25] определили внимание как совокупность трех различных подсистем: оповещения, ориентирования и исполнительного внимания.Оповещение характеризуется как достижение и поддержание состояния готовности. Ориентация характеризуется как отбор информации из сенсорного ввода путем направления внимания к заданному пространственному местоположению. Исполнительный контроль внимания характеризуется как разрешение конфликта между сигналами, которые не вызывают одинаковой реакции. Например, исполнительное управление выбирает сигналы, относящиеся к данной задаче, при этом отфильтровывая нерелевантные для задачи сигналы, которые конфликтуют с соответствующими сигналами. Хотя эти подсистемы часто работают одновременно с некоторыми взаимодействиями, в основном они представляют собой ортогонально построенные системы, которые могут работать независимо [24].

В исследовании Zhang et al. [21], успешное перцепционное обучение нескольких значений признаков происходит, когда «тегирование» успешно дифференцирует значения признаков. Например, представление буквы «A» при различении контрастов около 0,2 и представление буквы «B» при различении контрастов около 0,3 позволили участникам научиться различать оба контраста около 0,2 и контрасты около 0,3. Поскольку тегирование было концептуальным или семантическим, без необходимости вовлечения пространственной информации или конфликтующих сигналов, тип внимания, задействованного в тегировании, вряд ли будет ни ориентирующим, который работает для пространственной информации, ни исполнительным контролем, который имеет дело с конфликтующими сигналами.Остающийся тип внимания — настороженность. Какую роль бдительность играет в обучении восприятию с помощью тегов?

Зейтц и Ватанабе предположили, что когда стимул предъявляется одновременно с повышением внутренней настороженности, происходит перцептивное обучение стимулу [26]. В рамках этой структуры может происходить перцептивное обучение с маркировкой стимулов. Когда ранее представленный временной шаблон или метка представлен и успешно отличен от других шаблонов или меток, уровень бдительности участника может быть повышен, и особенности, представленные одновременно с шаблоном или меткой, могут быть изучены.

Уточнение роли внимания в перцептивном обучении дает ключи к выяснению основных нейронных механизмов перцептивного обучения. Зейтц и Ватанабе [26] указали на потенциальную связь между перцептивным обучением и системой оповещения, отметив, что система оповещения связана с правой лобной областью и правой теменной областью [27-32]. Например, поражения в правой лобной области или правой теменной области вызывают дефицит внимания, больше всего связанный с бдительностью.Считается, что в этих областях в активации участвует норадреналиновая система [33,34]. С другой стороны, нейронная активность в голубом пятне (LC), откуда возникает норадреналин, коррелирует с улучшением поведения при выполнении задач визуального различения [35]. Исследование показало, что нейронная активность в ЦП тесно коррелирует с колебаниями поведенческих характеристик при выполнении задачи визуального различения [36]. Как связаны перцептивное обучение и внимание, особенно с точки зрения норадреналина, будет очень интересным предметом будущих исследований.

Еще одним потенциальным будущим расширением модели маркировки стимулов может быть ее обобщение для других модальностей. Хотя модель маркировки основана на результатах обучения визуальному восприятию, было бы очень интересно изучить, насколько хорошо модель маркировки согласуется с моделями обучения, связанными с другими сенсорными модальностями, включая слух и тактику, которые имеют иерархическую структуру обработки сигналов и верхнюю границу. модуляция вниз, как и в зрительной системе.

Исследование Zhang et al.[21] не только предоставил новые поведенческие открытия о важной природе перцептивного обучения, но также построил интересную модель, которая усиливает связь между перцептивным обучением и вниманием, которую теперь можно изучить в будущих поведенческих, нейрофизиологических и нейробиологических исследованиях перцептивного обучения. учусь.

Список литературы

1. 1. Fahle M, Poggio T, Fahle M, Poggio T, редакторы. (2002) Восприятие обучения. Фале М., Поджио Т., редакторы. Кембридж (Массачусетс): MIT Press.475 с. редакторы.
2. 2. Поджио Т., Фале М., Эдельман С. (1992) Быстрое перцептивное обучение при зрительной гиперактивности. Science 256: 1018–1021.
3. 3. Карни А., Саги Д. (1991) Там, где практика совершенствует различение текстуры: доказательства первичной пластичности зрительной коры. Proc Natl Acad Sci U S A 88: 4966–4970.
4. 4. Fiorentini A, Berardi N (1980) Перцептивное обучение, специфичное для ориентации и пространственной частоты. Природа 287: 43–44.
5. 5. Ватанабе Т., Нанез Дж. Э., Сасаки Ю. (2001) Восприятие обучения без восприятия. Природа 413: 844–848.
6. 6. Maffei L, Fiorentini A (1974) Коленчатая нейронная пластичность у котят после воздействия периодических решеток. Наука 186: 447–449.
7. 7. Ghose GM, Yang T, Maunsell JH (2002) Физиологические корреляты перцептивного обучения у обезьяны V1 и V2. J Neurophysiol 87: 1867–1888.
8. 8. Schoups A, Vogels R, Qian N, Orban G (2001) Практика идентификации ориентации улучшает кодирование ориентации в нейронах V1.Природа 412: 549–553.
9. 9. Yotsumoto Y, Watanabe T, Sasaki Y (2008) Различная динамика производительности и активации мозга во времени перцептивного обучения. Нейрон 57: 827–833.
10. 10. Schwartz S, Maquet P, Frith C (2002) Нейронные корреляты перцептивного обучения: функциональное МРТ-исследование различения визуальной текстуры. Proc Natl Acad Sci U S A 99: 17137–17142.
11. 11. Мур Д. Р., Амитей С., Хоуки Д. Д. (2003) Слуховое восприятие обучения.Выучите Mem 10: 83–85.
12. 12. Dinse HR, Ragert P, Pleger B, Schwenkreis P, Tegenthoff M (2003) Фармакологическая модуляция перцептивного обучения и связанная с ним корковая реорганизация. Наука 301: 91–94.
13. 13. Adini Y, Sagi D, Tsodyks M (2002) Контекстное обучение в зрительной системе человека. Природа 415: 790–793.
14. 14. Цодыкс М., Адини Ю., Саги Д. (2004) Ассоциативное обучение в раннем зрении. Нейронная сеть 17: 823–832.
15. 15.Дошер Б.А., Лу З.Л. (1998) Перцептивное обучение отражает фильтрацию внешнего шума и уменьшение внутреннего шума за счет изменения веса канала. Proc Natl Acad Sci U S A 95: 13988–13993.
16. 16. Дошер Б.А., Лу З.Л. (1999) Механизмы перцептивного обучения. Видение Res 39: 3197–3221.
17. 17. Дошер Б.А., Лу З.Л. (2000) Исключение шума в пространственном внимании. Psychol Sci 11: 139–146.
18. 18. Ахиссар М., Хохштейн С. (1993) Контроль внимания за ранним обучением восприятию.Proc Natl Acad Sci U S A 90: 5718–5722.
19. 19. Ахиссар М., Хохштейн С. (1997) Сложность задачи и специфика перцептивного обучения. Природа 387: 401–406.
20. 20. Ахиссар М., Хохштейн С. (2004) Теория обратной иерархии визуального восприятия обучения. Тенденции Cogn Sci 8: 457–464.
21. 21. Чжан Дж-И, Куай С.-Дж., Сяо Л.-Кью, Кляйн С.А., Леви Д.М. и др. (2008) Правила кодирования стимулов для перцептивного обучения. PLoS Biol 6 (8): e197.
22. 22.Куай С.Г., Чжан Дж.Й., Кляйн С.А., Леви Д.М., Ю.К. (2005) Существенная роль формирования временных паттернов стимулов в обеспечении перцептивного обучения. Nat Neurosci 8: 1497–1499.
23. 23. Познер М.И., Петерсен С.Е. (1990) Система внимания человеческого мозга. Анну Рев Neurosci 13: 25–42.
24. 24. Fan J, McCandliss BD, Sommer T, Raz A, Posner MI (2002) Тестирование эффективности и независимости сетей внимания. J Cogn Neurosci 14: 340–347.
25. 25.Fan J, Posner M (2004) Сети внимания человека. Psychiatr Prax 31 (Дополнение 2): S210–214.
26. 26. Зейтц А., Ватанабе Т. (2005) Единая модель перцептивного обучения. Тенденции Cogn Sci 9: 329–334.
27. 27. Wilkins AJ, Shallice T, McCarthy R (1987) Фронтальные поражения и постоянное внимание. Neuropsychologia 25: 359–365.
28. 28. Coull JT (1998) Нейронные корреляты внимания и возбуждения: выводы из электрофизиологии, функциональной нейровизуализации и психофармакологии.Prog Neurobiol 55: 343–361.
29. 29. Coull JT, Frackowiak RS, Frith CD (1998) Мониторинг целевых объектов: активация правой лобной и теменной коры с увеличением времени выполнения задачи. Нейропсихология 36: 1325–1334.
30. 30. Deutsch G, Papanicolaou AC, Bourbon WT, Eisenberg HM (1987) Церебральный кровоток свидетельствует об активации правой лобной части при выполнении задач, требующих внимания. Int J Neurosci 36: 23–28.
31. 31. Rueckert L, Grafman J (1996) Устойчивый дефицит внимания у пациентов с правыми лобными поражениями.Neuropsychologia 34: 953–963.
32. 32. Rueckert L, Grafman J (1998) Устойчивый дефицит внимания у пациентов с поражениями задней коры. Neuropsychologia 36: 653–660.
33. 33. Coull JT, Frith CD, Frackowiak RS, Grasby PM (1996) Лобно-теменная сеть для быстрой обработки визуальной информации: ПЭТ-исследование устойчивого внимания и рабочей памяти. Neuropsychologia 34: 1085–1095.
34. 34. Marrocco RT, Witte EA, Davidson MC (1994) Системы возбуждения.Curr Opin Neurobiol 4: 166–170.
35. 35. Gordon B, Allen EE, Trombley PQ (1988) Роль норадреналина в пластичности зрительной коры. Prog Neurobiol 30: 171–191.
36. 36. Usher M, Cohen JD, Servan-Schreiber D, Rajkowski J, Aston-Jones G (1999) Роль голубого пятна в регуляции когнитивной деятельности. Наука 283: 549–554.

Еда нашими глазами: от визуального голода до цифрового насыщения

Основные моменты

•

Развитие мозга и зрительной системы тесно связано с получением пищи.

•

Резкие физиологические и нейрофизиологические изменения, наблюдаемые в ответ на изображения еды.

•

Существует опасность того, что наше растущее знакомство с красиво оформленными изображениями еды имеет пагубные последствия.

•

Вводится понятие визуального голода — желание видеть красивые изображения еды и, как следствие, изменения в организме.

Abstract

Одна из ключевых функций мозга — способствовать поиску пищи и кормлению.По-видимому, не случайно, что у большинства видов животных рот расположен близко к мозгу. Однако среда, в которой развивался наш мозг, была гораздо менее обильной с точки зрения доступности пищевых ресурсов (т. Е. Питательных веществ), чем у тех из нас, кто сегодня живет в западном мире. Растущий кризис ожирения — это лишь один из признаков того, что человечество не выполняет такую ​​большую работу с точки зрения оптимизации современного продовольственного ландшафта. В то время как вина здесь часто возлагается на двери глобальных пищевых компаний, предлагающих вызывающие привыкание продукты, разработанные так, чтобы достичь «точки блаженства» с точки зрения приятных ингредиентов (сахар, соль, жир и т. Д.)) и легкость доступа к богатой калориями пище — мы задаемся вопросом, нет ли в нашей окружающей среде других скрытых сигналов, которые могли бы вызывать чувство голода чаще, чем это, возможно, полезно для нас. Здесь мы более подробно рассмотрим потенциальную роль видения; В частности, мы ставим под сомнением влияния, что наше увеличение воздействия на изображения желательных продуктов (что часто называют «пищей порно» или «gastroporn») с помощью цифровых интерфейсов может быть с, и спросить, есть ли он не может быть случайно обостряет наше стремление к пище (то, что мы называем «визуальным голодом»).Мы рассматриваем растущее количество исследований в области когнитивной нейробиологии, демонстрирующих глубокий эффект, который просмотр таких изображений может иметь на нервную активность, физиологические и психологические реакции и визуальное внимание, особенно в «голодном» мозге.

Аббревиатуры

асинхронность начала стимула

Чувствительность к внешнему питанию

Ключевые слова

Vision

Прием пищи

Визуальный голод

Virtual

Gastrophysics

9000

Gastroporn

Cognition

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

© 2015 Авторы.Опубликовано Elsevier Inc.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи