VISUAL PERCEPTION AND DECISION-MAKING, NEW TECHNOLOGIES OF THEIR EVERYDAY ANALYSIS

Full Text

ВВЕДЕНИЕ В повседневной деятельности человека работают два механизма зрительного восприятия: определение глобальных и локальных информативных признаков объектов [1]. Нейрофизиологические основы этих механизмов - пространственно-частотные каналы с настройкой на разные пространственные частоты [2]. Пространственно-частотная фильтрация тестовых изображений позволяет усилить высокие пространственные частоты, обеспечивающие восприятие локальных свойств изображения, или, наоборот, их подавить и выделить низкочастотную составляющую в изображении. При наблюдении естественных сцен, или нефильтрованных изображений, происходит переключение с одного канала на другой. Это переключение обеспечивает механизм избирательного внимания. В процессе повседневного офтальмологического измерения остроты зрения пациента врач управляет вниманием пациента с помощью словесной инструкции. Инструкция позволяет концентрировать внимание пациента на выделении локальных элементов изображений, например определять положение (ориентацию) разрыва в кольце Ландольта. Принятие решения при выполнении пациентом даже такой простой задачи требует вовлечения структур головного мозга от первичных каскадов собственно зрительной системы до лобных областей коры и требует включения в работу механизмов принятия решений и обеспечения моторного ответа. Это довольно простая задача классификации требует активного участия и добросовестного выполнения инструкции пациентом. Объективизация измерений остроты зрения или контрастной чувствительности различными методами регистрации вызванных потенциалов на решетки разной пространственной частоты позволяет оценить приход сигнала в зрительную кору, но не его осознание. Нейроофтальмологическая диагностика центральных поражений головного мозга, механизмов принятия решений о наблюдаемом изображении требует более изощренных методов. ЦЕЛЬ Целью данного исследования является изучение зрительного восприятия, принятия решения и оценка остроты зрения в режиме распознавания методом вызванных потенциалов. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ Для усиления локальных признаков изображений применили высокочастотную фильтрацию, для их подавления и сохранения только гештальта изображения применили низкочастотную фильтрацию. На рис. 1 представлены примеры рисунков двух классов изображений. Изображения предъявляли бинокулярно на электронно-лучевом мониторе с кадровой частотой 100 Гц и разрешением экрана 1024 × 768. Средняя яркость и контраст всех стимулов были одинаковы. Расстояние между монитором и глазами испытуемого составляло 1,5 м. Размер изображений - 3 угл. град. Изображения предъявляли в случайном порядке на 100 мс с интервалом в 1 с. Исследование состояло из двух серий с одинаковым дизайном эксперимента, но двумя разными инструкциями наблюдателю: 1) классифицировать изображения по признакам «живой/неживой»; 2) классифицировать изображения по признакам «четкий/размытый». В обеих сериях исследований применяли метод когнитивных вызванных потенциалов. Регистрация вызванных потенциалов проводилась по схеме 10-20 с референтными ушными электродами. Регистрацию и обработку электроэнцефалограммы (ЭЭГ) проводили с помощью энцефалографа фирмы «Мицар-ЭЭГ-201». Для оценки статистической значимости различий амплитуды вызванных потенциалов использовали Т-критерий Вилкоксона (Wilcoxon matched pairs test). Результаты считали значимыми при р < 0,05. Для анализа вызванных потенциалов использовали пространственно-временной анализ. Анализировали основные компоненты вызванных потенциалов: компоненты P100 и N100, P170 и N170, P250 и N250, P300-500. Затем сравнивали результаты экспериментов между собой. Испытуемые 1-го исследования: 21 доброволец - 17 женщин и 4 мужчины были в возрасте от 20 до 38 лет. Испытуемые 2-го исследования: 21 доброволец - 13 женщин и 8 мужчин были в возрасте от 18 до 36 лет. В обеих группах острота зрения была не менее 1 или откорректирована до нормы зрения очковыми линзами. Все испытуемые были праворукими и без неврологических патологий. РЕЗУЛЬТАТЫ Установили, что в эксперименте с 1-й инструкцией происходила параллельная обработка наблюдаемого сигнала по разным семантическим и физическим признакам изображений. В экспе-рименте со 2-й инструкцией также происходила параллельная обработка, но по сравнению с экспериментом с 1-й инструкцией были выделены отклики в компоненте N170 в затылочных, височных и в компоненте P200 в лобных отделах мозга, связанные с семантикой изображений даже в том случае, когда задача испытуемого заключалась в классификации по физическим признакам изображений объектов. Результаты сравнения экспериментов с двумя инструкциями представлены на рис. 2. Исходя из полученных результатов можно сделать вывод о том, что, когда испытуемый классифицирует по инструкции («размытое/ неразмытое» изображение объекта), экспериментатор может по вызванным потенциалам в височной и лобной коре определить, что неосознанно происходит классификация объектов живой и неживой природы. Различная пространственно-частотная фильтрация изображения или управление дистанцией наблюдения дают возможность определить разрешающую способность наблюдателя независимо от принимаемого наблюдателем решения. Пример такого анализа представлен на рис. 3. Статистический контроль нажатий кнопки ответа позволяет определить стратегию поведения, избранную испытуемым. ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, давая различную инструкцию наблюдателю, можно выделить и измерить осознанный и неосознанный отклик в мозге. Классифицируя отклики в мозге на живые и неживые или на четкие и размытые изображения объектов, экспериментатор может оценить возможности распознавания изображений и принятия решений, даже при желании испытуемым обмануть экспериментатора. Данный метод является новым для офтальмологии, нейроофтальмологии и в экспертизе трудоспособности.

About the authors

G A Moiseenko

I. P. Pavlov Institute of physiology

Saint Petersburg, Russia

S V Pronin

I. P. Pavlov Institute of physiology

Saint Petersburg, Russia

Yu E Shelepin

I. P. Pavlov Institute of physiology

Saint Petersburg, Russia

References

Supplementary files