НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ ПАТТЕРНОВ НЕВЕРБАЛЬНОЙ КОММУНИКАЦИИ

Цель работы — изучить механизмы распознавания образов и механизмы принятия решений при восприятии паттернов невербальной коммуникации на пределе разрешения в фовеолярном зрении. Паттерны невербальной коммуникации представляют собой особый класс тестовых изображений. Их смысловое содержание в различной степени содержат инвариантную пространственную конфигурацию и вариации информативных признаков этой конфигурации содержащие эмоциональный компонент. В основе работы теория статистических решений и модель зрительной системы на основе согласованной фильтрации. Для решения поставленных задач нами создан аппаратно-программный комплекс, обес-печивающий сочетание электрофизиологических, психофизических измерений, фМРТ, трактографию и аМРТ и метода математического моделирования и цифровую обработку изображений. Энцефалограф «Мицар» (СПб) соединен с установками для контроля движений глаз фирмы SMI Berlin, Germany и фирмы Jan Ober, Poznan, Poland и пультом ответов испытуемого.

В данной работе задача сведена до описания локализации механизмов принятия решений об инвариантном описании образа и вариативных признаках паттернов невербальной коммуникации при восприятии их на пределе разрешения. Исследования механизмов распознавания на пределе разрешения является традиционным для нас приемом, который позволяет минимизировать число значений контраста и число отсчетов в зрительной системе на одно изображение. Такой прием позволяет апеллировать из-бирательно к фовеолярному зрению (функционально к первому слою пирамидальной обработки изображений в зрительном анализаторе). Активация других слоев практически минимальна, так как только фовеальный слой пирамиды обеспечивает максимальное разрешение. В результате движения глаз минимизированы. Центральная часть фовеолы в диаметре до 0,5 угл. град, самый мелкий слой пирамидальной обработки информации, это механизм предназначенный для восприятия формы объекта (Campbell, Shelepin, 1989).

Для описания паттернов невербальной коммуникации методами цифровой обработки изображений мы применили вейвлетный анализ. Для вейвлетных преобразований можно найти физиологические аналогии в виде алгоритмов работы «корковых модулей» систем рецептивных полей нейронов зрительной коры (Glezer, 1995). На основе вейвлетных преобразований нами создан метод предъявления стимулов по фрагментам. Окно для выведения фрагмента соответствует элементу разложения в вейвлетном описании.

В наших исследованиях моделирование обработки информации в зрительной системе является ключевым фактором. В соответствии с моделью зрительной системы входной сигнал, предъявляемые изображения, претерпевает ряд преобразований. Вначале происходит первичная фильтрация. Затем происходит согласованная фильтрация, т. е. сравнение данного изображения с выученным «динамическим шаблоном», хранящимся в памяти. Конечный этап обработки сигнала — принятие решений.

Исследование механизмов обеспечивающих этот этап и составляет цель нашей работы. Принятие решений — важнейший этап обработки информации зависит от многих условий проведения измерений, от контекста, от инструкции и т. д. Это решающий этап в организации поведения человека. Пространственно-временная локализация механизмов, определяющих различение выбранных нами стимулов в головном мозге человека, изучена с помощью метода вызванных потенциалов и изменения локального кровотока методом функциональной магнитно резонансной томографии (фМРТ) в процессе психофизических измерений реакций испытуемого на предъявляемые стимулы. Метод фМРТ обеспечивает высокое пространственное и относительно низкое временное разрешение. В отличие от фМРТ, когнитивные (требующие ответной реакции) вызванные потенциалы дают малое пространственное разрешение, но позволяют обеспечить высокое временное разрешение. Исследование временных характеристик деятельности различных отделов мозга проведено с помощью регистрации текущей ЭЭГ в момент принятия решения об изображении в различных частотных диапазонах, включая гамма диапазон. Для уточнения процессов, происходящих до, во время и после принятия решения об ответе применен частотно-временной анализ электроэнцефалограммы.

Этот метод обработки текущей ЭЭГ позволяет с помощью вэйвлетных преобразований с высокой точно-стью оценить активацию различных ритмов головного мозга в определенные моменты времени после предъ-явления стимула. Метод независимых компонент позволил линейно разделить исходную ЭЭГ на несколько максимально независимых составляющих, каждая из которых имеет различное, фиксированное распределе-ние по скальпу и свое время активации после каждого предъявления стимула.

Таким образом, отфильтрованы из исходной ЭЭГ ритмы, не связанные со стимулом, и выделены «чистые» ответы зрительной коры из «шума». Наблюдателю на пределе разрешения одновременно были предъявлены пары изображений лиц разных людей, но с одним эмоциональным выражением лица и пары лиц одного и того же человека, но с различным выражением лица. Испытуемый должен был принять решение о различии изображений на примере различий в их форме (лица разных людей) и установить различия эмоциональных характеристик (проявление различных эмоций у одного и того же человека). Исследования проведены методом «принудительного» выбора. Одновременно проведено функциональное картирование мозга методом фМРТ. Эти исследования позволили локализовать участки фронтальной коры, участвующие в принятии решений об инвариантных особенностях формы лица и принятие решений о вариациях при различных эмоциональных выражениях лиц.

Во второй серии исследований наблюдателю были предъявлены эти же изображения, но после вейвлетной фильтрации. Пространственно-частотный спектр тестовых изображений связан с количеством передаваемой информации. Поэтому этот прием косвенно позволил определить информационную пропускную способность фовеолярного зрения. В третьей серии исследований наблюдателю были представлены неполные изображения лица и рук человека после вейвлетной фильтрации при частичном предъявлении. Методом пределов измерены пороги распознавания неполных паттернов невербальной коммуникации. С помощью метода фМРТ, обеспечивающего пространственное картирование мозга, уста-новлена локализация механизма принятия решений о форме и об эмоционально значимых признаках паттернов невербальной коммуникации. Были локализованы участки фронтальной коры, участвующие в принятии решений об инвариантных свойствах образа и принятие решений о вариациях образа.

По данным анализа ЭЭГ и когнитивных вызванных потенциалов установили разворачивание во времени процессов принятия решений об инвариантных свойствах образа и принятие решений о вариациях образа. В заключение укажем, что важнейший результат, локализация областей во фронтальной коре головного мозга, принимающих решение о форме и об эмоциональных вариациях формы продемонстрировал мно-жественную локализацию областей фронтальной коры принимающих участи в принятии решений. Можно утверждать, что различные задачи вызывают активацию различного паттерна активности различных об-ластей фронтальной коры.

Нам впервые удалось показать, что во фронтальной коре существуют множественные области, участвующие в принятиях решений о различных свойствах наблюдаемого объекта. Мы применили новый метод — трактографию проводящих путей в головном мозге человека. Предварительные данные позволяют установить, какие области фронтальной коры, принимающие решение по данным фМРТ связаны (по данным трактографии выполненной с помощью специальной анатомической МРТ) с областями V1, V2, V3, V4, V5 затылочной коры осуществляющими по данным фМРТ первичную обработку изображений.

Таким образом, мы знаем не только, где происходит в мозгу принятие решений об образе, но и какие области мозга посылают туда информацию после предварительной обработки. Созданная нами модель обработки информации в зрительной системе оказалась не только полезной для решения прикладных задач, но и полезной для прослеживания всех этапов описания сигнала в «зрительном» мозге. Показано, что конструкция «зрительного» мозга такова, что его работа направлена на поиск и анализ знаков. Мозг осуществляет описание, как простых знаков — следов, так и сложных знаков — символов и понятий. Одни нейронные сети осуществляют анализ объектов и сцен, отношения между знаками и системами знаков, другие нейронные сети — значения знаков и их систем в конкретной ситуации. Особый интерес представляет эффективность использования получаемой наблюдателем информации, анализ отношений между знаками и учета ценности знаков для человека-наблюдателя в определенных условиях.

Таким образом, локализован механизм принятия решений о пространственных элементах, обеспечи-вающих инвариантное восприятие формы паттернов невербальной коммуникации и вариации паттернов изменением в них эмоционально значимых признаков.

Январь 24, 2019 Общая психология, психология личности, история психологии
Еще по теме
3.2. ЗАДАЧИ ОПТИМИЗАЦИИ ПРИ ПРИНЯТИИ РЕШЕНИЙ
1.2.5. ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЙ ПРИ КОНТРОЛЕ
МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ПРИ ПРИНЯТИИ РЕШЕНИЙ.
1.2.3. ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЙ ПРИ ПЛАНИРОВАНИИ
4.1.3. Математическое моделирование при принятии решений
1.2.2. РОЛЬ ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ПРИ ПРИНЯТИИ РЕШЕНИЙ
1.5. ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЙ ПРИ УПРАВЛЕНИИ ИННОВАЦИОННЫМИ И ИНВЕСТИЦИОННЫМИ ПРОЕКТАМИ
1.6.1. РОЛЬ ИНФОРМАЦИИ ПРИ ПРИНЯТИИ РЕШЕНИЙ В СТРАТЕГИЧЕСКОМ МЕНЕДЖМЕНТЕ
ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНДЕКСА ИНФЛЯЦИИ В ЭКОНОМИЧЕСКИХ РАСЧЕТАХ ПРИ ПРИНЯТИИ РЕШЕНИЙ.
Куклина Ю. А. СВЯЗЬ КОГНИТИВНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ И РОЛЕВЫХ ПОЗИЦИЙ ПРИ ПРИНЯТИИ РЕШЕНИЙ В ГРУППЕ
ГЛАВА 4. Распознавание паттернов
4.4.3. НЕКОТОРЫЕ ПРАКТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ ПРИ СТАТИСТИЧЕСКОМ КОНТРОЛЕ КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ И УСЛУГ
Добавить комментарий