Загрузка...Вызванные потенциалы мозга человека
Вызванные потенциалы мозга человека регистрируются с помощью особой техники когерентного накопления прямо с поверхности головы человека. Они связаны с реакцией мозга на предъявление сенсорных стимулов либо отражают активность, возникающую в связи с определенными когнитивными процессами: принятием решения, распознаванием сигналов, вниманием и т. д.
Вызванные потенциалы мозга человека уже давно пытались рассматривать в качестве индикатора интеллекта, а в ранних исследованиях даже ставили целью заменить процедуру определения 10 с помощью тестов на регистрацию вызванных потенциалов (ВП). В настоящее время нет сомнений в том, что некоторые параметры ВП связаны с различиями в интеллекте. С помощью регистрации ВП пытаются изучать механизмы, лежащие в основе подобных индивидуальных особенностей.
Таблица 8.7
варианты наследования ЭЭГ
Уже давно постулируется связь между скоростью обработки информации в мозге и интеллектуальными способностями. Из всех современных неинвазивных методов исследования мозга регистрация ВП предоставляет самые точные с точки зрения временного разрешения сведения о событиях, происходящих в нервной системе. Было обнаружено, что латентный период компонентов ВП демонстрирует негативную корреляцию с коэффициентом интеллекта (10), т. е. чем меньше латентный период компонентов ВП, тем выше значения коэффициента интеллекта.
Например, в задачах, требующих от испытуемого реакции на появление стимула, отличающегося от стандартных предъявляемых стимулов, характерно появление позднего положительного компонента ВП с латентностью около 300 мс (так называемый компонент Р300). На рис. 8.4 представлены ВП, регистрируемые в ходе предъявления двух разновидностей акустических стимулов. На стандартные стимулы, предъявляемые в 90% случаев, реагировать не требовалось. Изредка в последовательности стандартных сигналов появлялись другие стимулы, отличающиеся по частоте, на которые испытуемые должны были реагировать нажатием кнопки. Видно, что ВП на стимул, требующий реакции, сильно отличаются от ВП на стандартный стимул. У них увеличивается волна за счет присоединения так называемой негативности рассогласования, появляется целый ряд добавочных компонентов (N2b, Р300), которые связаны с механизмами эхоической памяти, пассивного и активного внимания, осознанием отличий, принятия решения.
Рис. 8.4
Вызванные потенциалы, регистрируемые в ответ на предьявление двух разновидностей акустических стимулов. Сплошная линия — ВП на стандартный стимул, пунктирная — ВП на стимулы, на которые требовалось реагировать
В другой работе, в которой исследовались дети, была обнаружена корреляция между 10 и латентным периодом пика Р300, равная 0,61. Для более ранних компонентов ВП, в большей мере связанных с обработкой сигнала, также характерна отрицательная корреляция с 10. Значения корреляции могут варьироваться в зависимости от задачи. В последнее время ВП регистрируются при выполнении задач, в которых измеряются свойства, связанные с коэффициентом интеллекта, например при определении так называемого времени наблюдения (inspection time, IT). Это минимальное время наблюдения, необходимое для надежного распознавания сенсорного стимула (обычно Место для формулы, зрительного) с определенной степенью вероятности. Считается, что IT отражает скорость ввода информации и хорошо коррелирует с коэффициентом интеллекта (см. ниже). В ряде работ было показано, что если при определении IT разделить испытуемых на две группы (с хорошими и плохими показателями), то между этими группами наблюдаются достоверные отличия в ВП в интервале времени 140-200 мс после начала стимула (рис. 8.5). На этом рисунке хорошо видно (рис. 8.5, в), что у испытуемых с коротким временем IT компоненты ВП, обозначенные как волны N1 и Р2, больше по амплитуде. Еще одно очевидное отличие заключается в том, что фронт нарастания волны при переходе от компонента N1 к Р2 идет по более крутой траектории. Корреляция между показателями ВП и коэффициентом интеллекта при выполнении этой задачи достигает 0,6.
При решении других когнитивных задач наблюдаются похожие корреляционные связи между коэффициентом интеллекта и особенностями ВП в специфический отрезок времени 140—200 мс.
Еще одно направление исследований ВП и интеллекта связано с предположением о том, что плохие интеллектуальные способности могут быть связаны не столько с медленной передачей информации в центральной нервной системе, сколько с ее ненадежностью. Показателем надежности передачи информации могут служить особенности ранних компонентов ВП, прежде всего дисперсия относительно усредненных значений формы ВП и суммарная амплитуда отклонений, измеряемая таким же образом, как и общая протяженность извилистых линий на карте. Вычисляется длина траектории ВП за данный временной отрезок.
Рис. 8.5. Связь между временем наблюдения как психофизическим показателем эффективности обработки зрительной информации и потенциалами, связанными с событием (психофизиологическая техника) и коэффициентом интеллекта (психометрический показатель) (Deary, Caryl, 1997)
В ряде случаев эти оценки дали поразительно высокие значения положительной корреляции с коэффициентом интеллекта. Эти данные объяснялись тем, что мозг людей с высоким IQ делает меньше ошибок при обработке информации; таким образом, отдельные участки ЭЭГ, используемые для усреднения, имеют больше сходства В результате усреднения получаются ВЦ сохранившие более сложную форму, поскольку отдельные отрезки ЭЭГ содержали меньше пали. Однако эти данные плохо воспроизводимы поскольку в других работах корреляция отсутствовала или даже меняла знак на отрицательный.
Параметры ВП могут также служить мерой в случае простых форм учения. Так, при привыкании, вызванным многократным повторе-гм одного и того же стимула, амплитуда ВП может значительно тжаться. Мозг существенно уменьшает реакцию на стимулы, потение которых полностью предсказуемо. Было высказано предтожение, что это свойство, отражающее способность к нервной мутации, должно быть сильнее выражено у лиц с более развитыми собственными способностями.
Индекс Шафера позволяет оценить разницу в амплитудах ВП, рестрируемых при реагировании на регулярно предъявляющийся и непредсказуемый стимул. Было показано, что он хорошо коррелирует с коэффициентом интеллекта, особенно с компонентом g, который предположительно отражает генетически обусловленные различия в интеллекте между людьми. Оказалось, что у лиц с умственной отсталостью показатель существенно снижен. Так, например, у лиц с синдромом Дауна не удалось обнаружить обычно проявляемого привыкания ВП к последовательности предъявляемых стимулов.
Наследуемость свойств вызванных потенциалов в значительной степени зависит от особенностей стимулов, их модальности, интенсивности, от характера задач, при выполнении которых регистрируются ВП. В данной области наблюдается значительный разброс сведений, связанный с разнообразием природы ВП и их компонентов.
Среди других коррелятов интеллекта стоит упомянуть об исследованиях размеров мозга. Этот параметр пытались исследовать давно, в частности, было несколько работ, оценивающих корреляцию между размерами головы и успешностью выполнения тестов на интеллект. Однако очевидно, что таким путем трудно получить истинную оценку размеров мозга. В настоящее время возможно прямое измерение размеров мозга с помощью техники магнитного резонанса. Появился ряд сообщений о том, что между объемом мозга и оценками тестирования когнитивных способностей существует корреляция порядка 0,40-0,42. Интересно, что в целом значения корреляции выше всего для вербального интеллекта. Именно для него обнаруживаются большие показатели наследуемости (см. главу 9).