Статьи

Память и айтрекинг: исследования в области нейропсихологии

В жизни каждого человека есть особо важные, трепетные и значимые моменты в жизни, которые он периодически вспоминает. Также наш мозг хранит огромное количество нужной информации, которую мы используем в работе, в быту, при общении с людьми и т.д. Все это возможно благодаря такому психическому процессу как память – отражение, осознание и воспроизведение прошлого индивидуального опыта, в том числе восприятия предметов и явлений, определяющих их причинную связь. Если бы человек не обладал памятью, то наше мышление было бы довольно ограниченным и реакция исходила лишь из врожденных рефлексов и непосредственных подражаний, мы не запоминали бы собственные мысли, понятия о разных вещах и законах их существования. Память позволяет использовать эти понятия в целях организации нашего поведения. Это базовый и необходимый психический процесс. Сеченов определял память как «основное условие психической жизни». Многие известные личности обладали уникальными способностями — великие полководцы Александр Македонский, Наполеон Бонапарт и Александр Суворов знали в лицо и помнили по имени всех своих воинов – до 30 тысяч человек; Сергей Рахманинов, великий пианист, мог воспроизвести по памяти произведение, услышанное всего один раз; Ф. И. Шаляпин, русский оперный певец, знал всю партитуру опер (сольные, хоровые и оркестровые партии) помимо своей и никогда не пользовался услугами суфлера; немецкий дипломат Эмиль Кребс в совершенстве знал 68 языков и еще 50-ю владел на базовом уровне; выдающийся шахматист Александр Алехин был мастером игры вслепую, непревзойденное никем достижение шахматиста – одновременный сеанс игры на 32 досках; исключительную память имела Анна Ахматова…

Память – процесс очень сложный, в основном ее изучением занимаются нейропсихологи и нейрофизиологи. В настоящее время выделяют 3 основных этапа развития памяти, в ходе которых происходит получение информации, с тремя ее видами: сенсорной (из органов чувств), кратковременной и долговременной. Кратковременная память способна удерживать информацию до 30 секунд. При отсутствии повторения, предшествующая информация стирается и замещается вновь поступившей. Долговременная память – время хранения информации, которое сравнимо с продолжительностью жизни организма – устойчива к воздействиям, нарушающим кратковременную память. Переход от кратковременной памяти к долговременной называется консолидацией. В процессы памяти также входят: запоминание (ввод новой информации в систему ассоциативных связей, произвольно или непроизвольно), хранение (накопление материала в структуре памяти, с переработкой и усвоением), воспроизведение (произвольная или непроизвольная актуализация элементов, полученных из прошлого опыта) и забывание (потеря возможности воспроизведения раннее консолидированной информации).

Нейропсихологический анализ позволяет подойти к вопросам, касающихся мнестической патологии (патологии памяти). Если коррекцией и лечением занимаются психиатры и неврологи, то изучением в основном занимаются специалисты в области нейронауки. Исследования проводятся путем сбора информации (наблюдение и самонаблюдение), методами физиологии поведения и экспериментальной психофизиологии, гистохимическими методами, а также электрофизиологией головного мозга и отдельных нейронов. Однако исследователи часто отмечают проблематичность использования данных методов (недостаточная объективность, как в случае с наблюдением, либо сильная дороговизна и сложность выполнения эксперимента). Последние годы в изучении памяти набирает популярность технология окуломоторной видеорегистрации (айтрекинг), которая лишена недостатков предыдущих методов и приоткрывает занавес на некоторые вопросы и гипотезы, касающиеся мнестической функции.

Рассмотрим три интересных примера из опубликованных исследований:

1. Pattern separation (феномен, описывающий механизмы разграничения схожих следов кратковременной памяти) обеспечивает способность головного мозга различать похожие внешние ситуации. Чтобы представить этот механизм, приведем пример: если человеку показывать с некоторым интервалом по времени два похожих изображения, то, в случае отсутствия нарушений pattern separation, он по-разному запомнит их и отличит. В случае восприятия человеком второй картинки и принятия ее идентичной первой, можно говорить о нарушении функции pattern separation.

С целью оценки особенностей распределения взора у здоровых испытуемых (при наличии данного феномена), Данилов Г.В. и коллеги в 2019 году провели исследование c помощью технологии айтрекинга. 45 участников были разделены на две независимые группы: первая группа состояла из 28 человек в возрасте от 19 до 78 лет (для изучения возрастных особенностей восприятия различий у схожих объектов), во второй группе было 17 испытуемых, возрастом от 19 до 25 лет (для понимания, каким образом распределяется зрительное внимание человека на отдельных областях объекта при решении аналогичной задачи). При помощи оригинальной нейропсихологической методики О.А. Кротовой «Айтрекинг-внимание-память» (сокр. «АВП») с предъявлением стимульных рядов в три этапа, были получены интересные результаты: статистически значимые различия в параметрах распределения зрительных фиксаций были выявлены в младшей и старшей возрастных подгруппах (p<0,05), а также при наличии и отсутствии дисфункции pattern separation (p<0,05). В целом молодые люди демонстрировали более высокие характеристики памяти и внимания, чем люди старшей возрастной группы – механизмы адаптации зрительного внимания и памяти могут существенно различаться для этих групп. Концентрация внимания в старшей возрастной подгруппе была смещена в центр объекта, на менее специфическую область, в то время как в младшей группе фокус был больше на специфической ее части. Данное пилотное исследование показало, что ошибка pattern separation возникает при концентрации взора на семантически менее значимых частях предъявляемого стимула. Из чего следует, что качество процесса pattern separation может определяться тем, какие именно области объекта рассмотрел испытуемый (важность зон интереса в запоминании и последующем отличии).

2. Три года назад, в целях изучения процесса забывания ранее полученной информации, Патриция Бауэр и коллеги решили провести довольно долгий, но интересный эксперимент, в котором был задействован класс школьников. Исследователи сделали групповую фотографию учащихся и попросили запомнить, кто где стоял во время фотографирования. Периодически (ежемесячно на протяжении 42 месяцев) им предлагали вспомнить свое местоположение, предъявляя затененную фотографию (без лиц) на экране, одномоментно проводя глазодвигательную регистрацию. Результаты показали, что разницы в точности собственного местоположения не было в интервале от 6 до 30 месяцев. Чем ранее был срок проверки запомненного, тем быстрее шла четкая фиксация на своем месте. Предлагая вспомнить дату, день недели и время фотосьемки (с вариантами ответов, на которых нужно было фиксировать взор), участники забывали информацию довольно типично – от более сложного. Данные эксперимента свидетельствуют о дифференциальном сохранении определенного события, в виду различного срока забывания единой информации (локализация «времени», локализация информации о «месте», о «точности местоположения»). Из чего следует вывод о том, что за каждый компонент отвечает определенная группа нейронов.

3. В процессе изучения представленного объекта или события, в нейронах за считанные секунды происходит проверка на знание этого объекта или события, которая определяет последующую тактику поведения. В 2017 году во Франции участникам на экране демонстрировали 4 различных объекта в разных квадрантах, а далее показывали один из этих объектов во всех четырех областях. Испытуемые должны были в устной форме сообщить был ли объект новым или же он был показан ранее. В последнем случае необходимо было указать его первоначальное местоположение. Движения и фиксация глаз записывались при помощи технологии айтрекинга одновременно с демонстрацией объектов. Окулограммы и результаты показали, что время, затраченное испытуемыми на просмотр объекта в первом показе разных стимулов, не было связано с последующим их распознаванием. При этом, в случае верного определения, значительно больше времени уходило на поиск его исходного местонахождения. Полученные результаты свидетельствуют о том, что процесс запоминания пространственной информации является более сложным по сравнению с простым воспроизведением увиденного объекта.

Способность головного мозга удерживать, запоминать и воспроизводить информацию жизненно необходима для организма. В данной психической функции участвует огромное количество отделов мозга, которые работают постоянно и взаимодействуют между собой. Технология айтрекинга предоставляет возможность получать более объемное видение результатов, расширяет границы исследований и способствует дальнейшему углубленному изучению этой области. Полученные данные крайне важны при разработке новых эффективных методов улучшения памяти, а также коррекции мнестических нарушений.