Ведущая модальность восприятия: Ведущая модальность: определение и терминология

Содержание

Ведущая модальность: определение и терминология

Разные люди по-разному описывают одни и те же ситуации. Это происходит, в том числе, и потому, что и окружающий мир выглядит для нас по-разному. Для каждого из нас характерно восприятие ситуации по разным так называемым «каналам». Эти «каналы» принято называть «ведущие модальности». Модальность – это преобладающая система восприятия человеком окружающего мира. Основные модальности бывают трёх видов: аудиальная, визуальная и кинестетическая.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЕДЕНИЮ: также существует дискретная модальность, которая включает в себя получение информации о мире путём логических выводов из уже имеющейся информации. Данный вид модальности встречается значительно реже остальных, поэтому его включение в структуру занятия оставляется на выбор преподавателя или слушателей.

Ведущая модальность

Виды модальностей

Аудиальная модальность

Визуальная модальность

Кинестетическая модальность
восприятие мира через слуховые ощущения восприятие мира через зрение; ориентация на увиденное восприятие мира через собственные телесные ощущения

Для аудиальной модальности характерно восприятие мира через слуховые ощущения, то есть человек главным образом ориентируется на то, что он услышал.

Для визуальной главное – зрение, то, что человек видит.

При кинестетической модальности человек воспринимает мир сквозь призму телесных ощущений.

В жизни очень редко можно встретить «чистого» визуала, кинестетика или аудиала. Чаще встречаются люди со смешанным типом модальностей, но ведущая модальность есть всегда. Вполне может быть, что в какой-то ситуации другая модальность может на время заменить ведущую и стать главной. Но, в большинстве ситуаций, именно через призму ведущей модальности человек воспринимает мир.

Определить преобладающую у человека модальность можно благодаря речи собеседника, по его словам, как и что он говорит. Одну и ту же информацию люди озвучивают по-разному. Необходимо обратить внимание на употребляемые человеком слова. Это позволит в дальнейшем общении (уже определив ведущую модальность) говорить с человеком «на одном языке», что поможет вашему собеседнику быстрее «принять» от вас информацию. В результате – действия вашего собеседника будут более продуктивны (особенно важно при общении руководителя с подчиненным; при оказании поддержки и помощи кому-либо).

Взаимный перевод языка модальностей

Визуальная система Аудиальная система Кинестетическая система
Перспектива, точка зрения Комментарий, мнение Направленность, уклон, стойка
Осветить Обговорить Прочувствовать
Высматривать, выслеживать Выслушивать, подслушивать Добиваться, упорствовать, держаться
Показать Объяснить Раскидать, вытащить, рассортировать
Сиять, лучиться, искриться Звучать, резонировать Дрожать, вибрировать
Быть пустым, чистым Быть оглушенным, безмолвным Онеметь, замереть
Тусклый Однозвучный, приглушенный Вялый, дряблый, безвкусный
Яркий, показной, цветистый, бросающийся в глаза Громкий, оглушительный Прилипчивый, упорный, поразительный
Присматриваться, приглядываться Прислушиваться Беспокоиться, волноваться
Упускать из виду Не услышать Не почувствовать, пропустить
Выставить на вид, проявить Провозгласить, оглашать Выдвигать вперед, выставлять
Осматривать Вслушиваться Вчувствоваться
Сделать обзор, просмотреть, обозреть Обговорить, проговорить Пройтись по …, прогнать
Показать Рассказать Провести
Вообразить Припомнить звучание Ухватить, охватить
Выглядеть знакомым Согласовываться с чем-либо, быть созвучным Состыковываться, соприкасаться
Указать Намекнуть Коснуться
Слепой Глухой Бесчувственный
Давайте рассмотрим Давайте обговорим Давайте прикинем

Определить, какая ведущая модальность у человека – это полезно не только для работы с пострадавшими в зоне ЧС, но и в повседневной жизни, общаясь со своими знакомыми и коллегами, а также для лучшего установления контакта с едва знакомыми людьми.

МЕТОДИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ: далее проводится упражнение, направленное на отработку навыка определения ведущей модальности. (Раздаточный материал – Приложении 8).

Упражнение «Ведущая модальность»

Цель: отработка навыка определения ведущей модальности.

Инструкция

Для определения ведущей модальности в группе – зачитываются три заранее приготовленных текста, по которым группа определяет преобладающую модальность: сначала преподаватель зачитывает текст, потом группа совместно приходит к выводу. Далее обсуждение, направленное на обоснование каждого вывода.

Тексты для определения ведущих модальностей

1текст

Представьте себе, что вы идете на прием к стоматологу. На улице дождь. Большие крупные капли дождя попадают вам на лицо, шею, руки. Кожа становится прохладной, ощущается дискомфорт. Ноги промокли, и вы чувствуете неприятную сырость. Перед входом в кабинет, у вас от страха подкашиваются и тяжелеют ноги, каждая мышца моментально начинает каменеть. Вы в кресле. Вам трудно дышать. Усилием воли вы открываете рот, который совсем неудобно держать открытым – устают челюсти, трудно сглатывать слюну. Дыхание учащается, беспокойство переполняет вас, и вы, всеми фибрами души, ожидаете скорейшего окончания процедуры.

2 текст

Вы идете к стоматологу. На улице дождь. Шум от машин, проезжающих по лужам, неприятен. Вы подходите к поликлинике. Дверь противно скрипит. Занимаете очередь. В коридоре постоянный шум громких голосов и бормашины. Вы заходите в кабинет. От специфического запаха лекарств становится трудно дышать. У врача резкий, неприятный голос. Звук бормашины длится долго, практически бесконечно. Наконец все окончилось. Вы выходите на улицу, где продолжается дождь, сопровождаемый уже раскатами грома.

3 текст

Вы идете к стоматологу. На улице дождь. Разноцветные иномарки беспощадно едут по лужам, обливая прохожих. Подходите к поликлинике. Дверь недавно окрашена – светло-зеленая, с красиво сочетающимися золотистыми буквами на вывеске. В коридоре занимаете очередь. До этого места ремонт еще не дошел – тусклый свет делает коридор еще уже, стены, когда-то выкрашенные в голубой, кажутся бурыми. Входите в кабинет. На докторе мятый, серого цвета халат, а мед. сестра давно не чистила свои туфли. Вы садитесь в кресло в ожидании предстоящей процедуры.

РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЕДЕНИЮ: в заключение этой части необходимо провести опрос. Приблизительные вопросы для обсуждения:

– Что группа узнала о модальностях?

– Существует ли необходимость их определения? Для чего?

– Может ли это пригодиться в работе? Для чего?

После обсуждения ведущий подводит итоги вышесказанного.

Источники:

  • Василюк Ф. Е, Психология переживания (М.: Изд-во Моск. ун-та, 1984г.).
  • Осухова Н.Г. Психологическая помощь и трудных и экстремальных ситуациях: Учеб. пособие для студ. высш. учеб, заведений / М.: Издательский центр «Академия», 2005.
  • Ромек В. Г., Конторович В. А., Крукович Е. И. Психологическая помощь в кризисных ситуациях. — СПб.: Речь, 2005.
  • Пособие «Экстренная психологическая помощь», ГУ «ЦЭПП МЧС России». Москва «Издательство НЦ ЭНАО». 2001.
  • Методические рекомендации по «Первоначальной подготовки спасателей МЧС России». ГУ «ЦЭПП МЧС России», 2009.

К обзору диагностических методик определения модальностей восприятия

Библиографическое описание:

Титова, С. С. К обзору диагностических методик определения модальностей восприятия / С. С. Титова. — Текст : непосредственный // Педагогическое мастерство : материалы IX Междунар. науч. конф. (г. Москва, ноябрь 2016 г.). — Москва : Буки-Веди, 2016. — С. 50-53. — URL: https://moluch.ru/conf/ped/archive/208/11227/ (дата обращения: 24.07.2021).



Для человека, который не знает, к какой гавани он направляется, ни один ветер не будет попутным

Сенека

Адекватное и целенаправленное осуществление педагогической деятельности всегда сообразно контингенту обучающихся в конкретной группе в рамках конкретной дисциплины. Выбор методов обучения будет уместен после определения модальностей восприятия учащихся. Особенно важен этап идентификации модальных особенностей восприятия обучающихся в сфере культуры и искусства — обучению музыкантов, живописцев, хореографов и пр.

Обратившись к рассмотрению данного вопроса, остановимся на обзоре некоторых методик. Так, существуют тесты на определение/диагностику доминирующей перцептивной модальности.

Одной их таких методик выступает тестовая методика «аудиал, визуал, кинестетик» С. Ефремцевой (Методика на ведущий канал восприятия) [3].

Испытуемым предлагают ответить на 48 вопросов, результатом которого происходит выяснение ведущего типа восприятия информации: визуальный тип (таблица 1), аудиальный тип (таблица 2), кинестетический тип (таблица 3).

Таблица 1

Отличительные признаки

Визуальный тип

Способ получения информации

Посредством зрения — благодаря использованию наглядных пособий или непосредственно наблюдая за тем, как выполняются соответствующие действия

Восприятие окружающего мира

Восприимчивы к видимой стороне окружающего мира; испытывают жгучую потребность в том, чтобы мир вокруг них выглядел красиво; легко отвлекаются и впадают в беспокойство при виде беспорядка

На что обращают внимание при общении с людьми

На лицо человека, его одежду и внешность

Речь

Описывают видимые детали обстановки — цвет, форму, размер и внешний облик вещей

Движения глаз

Когда о чем-нибудь размышляют, обычно смотрят в потолок; когда слушают, испытывают потребность смотреть в глаза говорящему и хотят, чтобы те, кто их слушают, также смотрели им в глаза

Память

Хорошо запоминают зримые детали обстановки, а также тексты и учебные пособия, представленные в печатном или графическом виде

Таблица 2

Отличительные признаки

Аудиальный тип

Способ получения информации

Посредством слуха — в процессе разговора, чтения вслух, спора или обмена мнениями со своими собеседниками

Восприятие окружающего мира

Испытывают потребность в непрерывной слуховой стимуляции, а когда вокруг тихо, начинают издавать различные звуки — мурлычут себе под нос, свистят или сами с собой разговаривают, но только не тогда, когда они заняты учебой, потому что в эти минуты им необходима тишина; в противном случае им приходится отключаться от раздражающего шума, который исходит от других людей

На что обращают внимание при общении с людьми

На имя и фамилию человека, звук его голоса, манеру его речи и сказанные им слова

Речь

Описывают звуки и голоса, музыку, звуковые эффекты и шумы, которые можно услышать в окружающей их обстановке, а также пересказывают то, что говорят другие люди

Движения глаз

Обычно смотрят то влево, то вправо и лишь изредка и ненадолго заглядывают в глаза говорящему

Память

Хорошо запоминают разговоры, музыку и звуки

Таблица 3

Отличительные признаки

Кинестетический тип

Способ получения информации

Посредством активных движений скелетных мышц — участвуя в подвижных играх и занятиях, экспериментируя, исследуя окружающий мир, при условии, что тело постоянно находится в движении

Восприятие окружающего мира

Привыкли к тому, что вокруг них кипит деятельность; им необходим простор для движения; их внимание всегда приковано к движущимся объектам; зачастую их отвлекает и раздражает, когда другие люди не могут усидеть на месте, однако им самим необходимо постоянно двигаться

На что обращают внимание при общении с людьми

На то, как другой себя ведет; что он делает и чем занимается

Речь

Широко применяют слова, обозначающие движения и действия; говорят в основном о делах, победах и достижениях; как правило, немногословны и быстро переходят к сути дела; часто используют в разговоре свое тело, жесты, пантомимику

Движения глаз

Им удобнее всего слушать и размышлять, когда их глаза опущены вниз и в сторону; они практически не смотрят в глаза собеседнику, поскольку именно такое положение глаз позволяет им учиться и одновременно действовать; но если поблизости от них происходит суета, их взгляд неизменно направляется в ту сторону

Память

Хорошо запоминают свои и чужие поступки, движения и жесты

По замечанию автора тестовой методики, несмотря на то, что основных каналов восприятия существует три, человек обрабатывает свой жизненный опыт четырьмя способами. Ведь существует еще и дигитальный канал — некий внутренний монолог, связанный со словами и числами. Дигитал (он же дискрет) — весьма своеобразный и достаточно редко встречающийся типаж, которому свойственно особое восприятие мира.

Выражения эмоций, разговоров о чувствах, красочного описаний картин природы и т. п. от дискретов дождаться сложно. Этот тип ориентирован, прежде всего, на логику, смысл и функциональность.

В ходе проведения данной методики происходит подсчет ответов, на данные 48 вопросов, предложенных автором методики.

Уровни перцептивной модальности (ведущего типа восприятия) рассчитываются:

− 13 и более ответов – высокий;

− 8–12 — средний;

− 7 и менее — низкий.

Второй вариант методики — неформальный тест. По направлению глаз при ответе на абстрактный вопрос. Необходимо при ответе проследить, в какую сторону человек отвел глаза, прежде чем сформулировали ответ. В зависимости от направления взгляда можно сказать, какие образы создает человек: визуальные, аудиальные или кинестетические (тактильные).

Следующая методика — тест Б. А.Левиса, Ф. Пукелика «Определение репрезентативной системы (ведущий канал восприятия, переработки и хранения информации)». Каждое утверждение предложенных пяти блоков данного теста необходимо оценить баллом от 1 до 3. В результате оценивают какая буква преобладает в ответах. Если буква а) визуал; б) аудиал; в) кинестетик.

К ряду методик по интересующей тематике относятся — «Наблюдение ведущей модальности» В.В.Авдеева [1], методика тестирования модальностей Л. Канца, С. Кокова [4], тест А. Адиктова.

Методика А. Р.Лурия, основателя нейропсихологии — пожалуй самая быстрая и относительно простая. Попросите ребенка приложить лист бумаги ко лбу и написать слово КОТ. Если написанное можно прочитать слева направо, то перед вами — визаул. Если написанное читается как ТОК, то перед вами типичный кинестетик.

И еще, известная нам проективная методика М. З.Дукаревич — «Р. Н. Ж» (рисунок несуществующего животного) [2]. Суть методики — наличие неопределённого стимульного материала, которого испытуемому предлагают произвольно структурировать: изображение несуществующего животного и придумывание ему названия. Ограничения: не желательно брать животное из мультфильмов, т. к. оно уже кем-то придумано; вымершие животные тоже не подходят.

Интерпретация результатов: кформальному аспекту относятся:

  1. семантика расположения в пространстве;
  2. графологические признаки. Графологические аспекты интерпретации рисунка (два аспекта).

а. Уровень наличных технических средств воплощения образа в графике (анализ характеристик идеомоторного акта). К этому аспекту относится анализ линии.

б. Пространственно-символический аспект. В этом аспекте анализируется направление линии и характер контура.

Содержательный анализ рисунка:

  1. Центральная смысловая часть фигуры (голова или ее заместители). Значение расположенных на голове деталей, соответствующих органам чувств.
  2. Несущая, опорная часть фигуры (ноги, лапы и пр.). Рассматривается «основательность» этой части по отношению к размерам всей фигуры и по форме.
  3. Части, поднимающиеся над уровнем фигуры (могут быть функциональными или служить украшением).
  4. Общая энергия. Оценивается количеством деталей рисунка.
  5. Тематический аспект. Тематически животные делятся на угрожающих, угрожаемых и нейтральных.
  6. Необычные детали.
  7. Творческие возможности.
  8. Название.

Интересен и тот факт, что в настоящее время существует специализированное учреждение в США (штат Вирджиния) MindFitnessTrainingInstitute — институт, который с 2011 года целенаправленно функционирует по проблемам формирования индивидуального стиля личности, предоставляет профессиональную подготовку и преподавание навыков для повышения производительности и повышения устойчивости к стрессу. Опираясь на продвижение новейших исследований в области работы мозга в соответствии свосприятием человека.

После выявления модальностей уобучаемых (в настоящее время это возможно посредством ряда методик С. Ефремцевой, В. В. Авдеева, А. Р. Лурий, А. Адиктова, М. З. Дукаревич, Л. Какцега и С. Кокова, Б. А. Левиса и Ф. Пукелиса), выбирают сообразные методы обучения.

На наш взгляд, для достижения наиболее верных результатов диагностики, желательно проводить несколько методик данной направленности.

Важным является и учет факта, что важно уметь избегать несовпадения доминирующей сенсорной модальности учащегося с доминирующей системой представлений педагога (Л. М. Митина, А. Ф. Ремеева).

Таким образом, диагностика ведущей модальности у учащихся является ключевым вспомогательным инструментов для достижения педагогом оптимальных условий обучения в его классе.

Литература:

  1. Авдеев В. В. Методика наблюдений ведущей модальности Режим доступа: http://shkolnie.ru/pshologiya/1400/index.html?page=6 Дата обращения: 12.06.2016
  2. Дукаревич М. З. Методика «Р. Н. Ж» (рисунок несуществующего животного)Режим доступа: http://art-psychology.ru/about/nesushestvuyushee_jivotnoe.html Дата обращения: 11.06.2016
  3. Ефремцева С. Методика ведущий канал восприятияРежим доступа: http://psycabi.net/testy/289-test-audial-vizual-kinestetik-diagnostika-dominiruyushchej-pertseptivnoj-modalnosti-s-efremtseva Дата обращения: 12.06.16
  4. Коков С. Методика быстрого тестирования модальностей / С. Коков, Л. Канц Режим доступа: http://refdb.ru/look/3022089-p18.html Дата обращения: 12.06.2016

Основные термины (генерируются автоматически): окружающий мир, движение глаз, методика, способ получения информации, ведущая модальность, ведущий канал восприятия, визуальный тип, кинестетический тип, ряд методик, тестовая методика.

Похожие статьи

Анализ и синтез

методик определения доминирующего канала. ..

Методика определения ведущей перцептивной модальности С. В. Ефремцева [15] предназначена для определения ведущей репрезентативной системы: визуальной (зрительное восприятие), аудиальной (слуховое восприятие), кинестетической (тактильное...

окружающий мир, методика, способ получения информации...

К обзору диагностических методик определения модальностей... окружающий мир, методика, способ получения информации, движение глаз, ряд методик, ведущая модальность, кинестетический тип, визуальный тип, ведущий канал восприятия, тестовая методика.

Типы восприятия и школа | Статья в журнале «Молодой ученый»

тип восприятия, какой тип восприятия, визуальный тип восприятия, какой тип, кинестетический тип восприятия, основная информация, школа, школьник.

Учет

модальности восприятия при обучении и подготовке...

Познают окружающий мир тактильным способом, то есть путем прикосновения или движения. Такой способ получения информации

Ключевые слова кинестетической модальности: чувствовать, ощущать, притрагиваться, хватать, гладкий, шероховатый, холодный и т. д.

Кинестетический тип восприятияинформация наилучшим...

Кинестетический тип восприятия. Люди с таким типом восприятия познают мир на ощупь

Визуальный тип восприятия — человек, воспринимает основной объём информации через зрительный канал.

К обзору диагностических методик определения модальностей...

Роль

модальностей восприятия в сенсорно-перцептивной...

Визуальный тип восприятия — человек, воспринимает основной объём информации через зрительный канал. Диагностика доминирующей перцептивной модальности С. Ефремцева». Некоторые аспекты психологии восприятия текстов.

Коррекция речи на основе

ведущего канала восприятия

Каждый индивид, обладая всеми тремя основными модальностями восприятия (аудиальной, визуальной и кинестетической), использует

3. Крупенчук О. И., Воробьёва Т. А. Исправляем произношение: Комплексная методика коррекции артикуляционных расстройств.-СПб.

Виды

восприятия и их роль в развитии художественно-творческих...

6) кинестетическое восприятие. Также выделяют восприятия

Для первого ребёнка ведущей модальностью является зрительная информация.

Чтобы определить генетическую модальность (способ) восприятия ребёнка, необходимо научиться читать его мысли по...

Применение нейролингвистического подхода в процессе обучения...

Люди-визуалы воспринимают окружающий мир через зрительный анализатор (глаз).

б) те, которые воспринимают значение слов. 3. Кинестетическая.

ведущую (ввод информации), ‒ предпочитаемую (представление информации в сознании).

Модальность восприятия информации - Профайлинг с Анной Кулик

Модальность (репрезентативная система) — форма восприятия и представления информации в мышлении и памяти.

Различают три основных модальности:

  • визуальную,
  • аудиальную,
  • кинестетическую (тактильные, мышечные ощущения, чувства).

Есть также аудиально-дигитальная (ориентирована на внутренний диалог), но она встречается редко.

Основная модальность — модальность, чаще других используемая человеком сознательно, в его речи. Для ее определения необходимо, слушая речь человека, выделить предикаты (глаголы, прилагательные, наречия) и определить предикатов какой модальности используется больше.

В зависимости от особенностей восприятия и переработки информации людей условно можно разделить на три категории:
• Визуалы – люди, воспринимающие большую часть информации с помощью зрения;
• Аудиалы – те, кто в основном получает информацию через слуховой канал;
• Кинестетики – люди, воспринимающие большую часть информации через другие ощущения (обоняние, осязание и другие) и с помощью движений.

Для визуального типа характерно:
1. В общении соблюдает дистанцию, часто смотрит на собеседника.
2. Любит порядок на рабочем месте, соблюдает порядок в комнате.
3. Красивый, аккуратный почерк.
4. Мало отвлекается на шум.
5. Возможны трудности при восприятии аудиальной информации.
6. В речи употребляет существительные, глаголы, прилагательные, связанные в основном со зрением (смотреть, наблюдать, картина, на первый взгляд, как видите).
7. При общении взгляд направлен в основном вверх.
8. Визуал помнит то, что видел, запоминает картинами.

Для аудиального типа характерно:
1. При чтении и письме шевелит губами, проговаривая слова.
2. Может хорошо имитировать речь других людей, звуки природы. Хорошо декламирует.
3. Сильно отвлекается на шум.
4. Характерно употребление слов, связанных со слуховым восприятием (голос, послушайте, обсуждать, молчаливый, тишина, громкий, благозвучный).
5. При общении взгляд направлен в основном по средней линии.
6. Аудиал помнит то, что обсуждал, запоминает слушая.

Для кинестетического типа характерно:
1. При общении стоит близко к другому человеку, может часто до него дотрагиваться.
2. Характерна живая мимика, выраженная жестикуляция.
3. На столе, парте, в комнате возможен беспорядок.
4. Возможен неряшливый почерк.
5. Часто вертит в руках какой-либо предмет.
6. Возможны проявления различных эмоциональных реакций.
7. Чувствителен к эмоциональным методам обучения.
8. Словарь кинестетика в основном включает слова, описывающие чувства или движения (схватывать, мягкий, теплый, прикосновение, гибкий, хороший нюх).
9. При общении взгляд направлен в основном вниз.
10. Кинестетик помнит общее впечатление. Запоминает двигаясь.

От визуала можно требовать быстрого решения задач, от аудиала – немедленного повторения услышанного им материала, от кинестетика лучше не ждать ни того, ни другого – он нуждается в другом отношении, ему нужно больше времени и терпения для усвоения информации.

По материалам из сети Интернет

Узнать больше о модальности восприятия, особенностях восприятия различных психотипов, а также о возможностях изучения типа модальностей для выявления истины и диагносцирования лжи, вы сможете из материалов раздела “Охотники за поведением”.

Поделиться:

О модальностях восприятия

Известны пять основных способов, с помощью которых люди воспринимают мир. Мы можем видеть, слышать, чувствовать, нюхать и пробовать на вкус. В нашем мозгу сенсорная (полученная органами чувств) информация трансформируется в некоторое представление или модель. Эти индивидуальные модели называются модальностями восприятия и переработки информации. В первую очередь мир воспринимается зрительно, на слух и в тактильных ощущениях. Остальные сенсорные каналы – обоняние и вкус представляют собой редко применяемые способы получения информации о мире. Модальность, которая и используется чаще, чем другие, называется доминантной или ведущей модальностью.

По ведущему каналу восприятия людей можно разделить на 3 группы: визуалы - люди, воспринимающие большую часть информации с помощью зрения, аудиалы - те, кто в основном получает информацию через слуховой канал, кинестетики - люди, воспринимающие большую часть информации через эмоционально-тактильный анализатор (осязание, обоняние, вкус, восприятие движений собственного тела с подключением эмоций). Доминирующая модальность восприятия может меняться в течение жизни.

Портреты типичных учеников.

Визуальный ученик смотрит вверх, когда говорит. Когда учитель читает, он всегда читает сам. Его тетрадь, как правило, аккуратная. Каждая часть материала пронумерована и отделена. Придает большое значение своему внешнему виду и порядку на парте. В рабочих таблицах отмечает то, что важно ему. При устном предъявлении информации пропускает некоторую её часть. Визуал послушно откроет дневник и запишет, вернее, перепишет с доски то, что задано на дом. Он предпочитает иметь нужную ему информацию, чем спрашивать у других. Он легко воспримет её записанной именно на доске. Визуал чаще всего остаётся в классе, если большинство учеников из него выходит. Для него главное - возможность спокойно окунуться в свои зрительные образы. Но ему могут помешать шумные диалоги аудиалов или подвижные игры кинестетиков. Тогда он предпочтёт выйти в коридор, где будет наблюдать за другими детьми или рассматривать информацию на стенах.

Аудиальный ученик проговаривает, шепчет, когда читает текст. Гораздо чаще отвлекается, чем визуальные ученики. Он способен повторить все слово в слово, даже когда он, казалось бы, не слушал. У него затруднения с вычислениями, поскольку при этом требуется удерживать отдельные числа в уме. Он часто садится в классе за последнюю парту в углу класса, если ему предстоит серьёзная работа, так как он легко отвлекается даже на шёпот. В письменных работах его слог и пунктуация страдают. Он рассказывает лучше, чем пишет. Если аудиал захочет записать домашнее задание в школе, то, скорее всего, переспросит у соседа по парте, что задано. Со слуха запишет эту информацию себе в дневник. Дома может "сесть на телефон" и узнать о том, что задано, у одноклассников. Или просит сделать это родителей и сказать ему. Аудиалы используют перемену, чтобы наговориться и пошуметь. Особенно если на предыдущем уроке пришлось "держать рот на замке".

Кинестетический ученик обычно активно реагирует на распоряжения, просьбы (например, вскакивает, чтобы раздать детям карточки, тетради или карандаши). Он редко поднимает руку, ждёт приближения учителя, старается прикоснуться к нему. Чтение сопровождает какими-либо действиями (например, водит пальцем по строчкам). Этот ученик хорошо запоминает информацию, только если организовать игру, изображающую связь между словами, понятиями, событиями. Он постоянно тянется к тому, что перед ним, над головой, над партой, прикасается к другим детям. Если его сосед окажется также кинестетиком, то между ними возможны потасовки. Кинестетик чаще всего долго роется у себя в портфеле, достает оттуда учебники, находит нужные страницы и прямо в учебниках обводит номера нужных упражнений.

Характеристика людей по типу модальности.

Советы  педагогам. 

В реальной школьной практике учитель должен обладать гибким стилем преподавания, включающим множество поведенческих реакций, воздействующих на зрительную, аудиальную и кинестетическую сенсорные системы. Только воздействуя на разные сенсорные системы, меняя тон голоса и модальность употребляемых слов, выражение лица, жесты, вызывая определённые эмоции и переживания, можно добиться взаимопонимания и личностного контакта с каждым учеником. Вне зависимости от ведущей модальности человек лучше всего запоминает тот материал, который задействует все анализаторные системы! Полисенсорное представление информации на уроке позволяет учащимся получать её, используя свой ведущий канал восприятия, и развивать другие модальности.

Учителю необходимо помнить:

Работая с учеником-визуалом, нужно использовать слова, описывающие цвет, размер, форму, местоположение с высокой скоростью смены деятельности. Выделять цветом различные пункты или аспекты содержания. Записывать действия, использовать схемы, таблицы, диаграммы, наглядные пособия. Такие учащиеся предпочитают сами читать текст учебника, чем слушать устное объяснение учителя. Ключевые слова визуальной модальности: видеть, наблюдать, смотреть, сфокусировать, мелькать, перспектива, картина, ракурс, отчётливо, ярко, туманно и т.д. Ученик-визуал помнит только то, что реально видел на занятии, а внимание своё он обращает либо на яркие наглядные пособия, либо на громкий голос. Поэтому важные моменты в учебном материале необходимо проговаривать несколько громче. Визуал слушает, пока смотрит, затем переводит глаза вверх. В этот момент происходит трансляция и построение внутреннего образа. Обязательно нужно дать ему на это время. И продолжить объяснение, когда он снова посмотрит на педагога. Визуал понимает и помнит только то, по поводу чего у него есть чёткие представления, яркие картинки. Неприятный крик может сбить картинку, смазать её. В результате - быстрое забывание, пробел в знаниях. Для визуалов необходимо хорошее освещение рабочего места, в сумерках и при плохом освещении у них снижается работоспособность.

Работая с учеником-аудиалом, необходимо использовать вариации голоса (громкость, высота, паузы). Ключевые слова аудиальной модальности: слышать, звучать, настраивать, кричать, оглушить, скрипеть, звенеть, скрежетать, согласовывать, громкий и т.д. Ученик-аудиал помнит то, что обсуждалось в классе, интересные, богатые интонациями рассказы. Чтобы материал закрепился, он должен проговаривать его, повторять вслух. Аудиалы должны обучаться при использовании лингафонной системы и лекционных методов. Аудиалам нужна тишина, незначительный шум в классе мешает им усваивать информацию. Они - самые отвлекаемые дети на занятиях, так как реагируют на любой звук. Но в этом есть и свои плюсы - педагогу легко привлечь к себе внимание, постучав ручкой по столу, переставив с мягким стуком стул или начав говорить шёпотом.

Работая с учеником-кинестетиком, необходимо использовать жесты и прикосновения, помнить, что кинестетики (используя обонятельное, осязательное, мышечное, вкусовое восприятие) обучаются в основном посредством мышечной памяти. Хорошо запоминают они то, что реально делали своими руками. Кинестетики лучше воспринимают информацию во время практической деятельности (выполнение иллюстраций, лепка, сбор гербария, лабораторная работа и т.д.). Чтобы запомнить новую информацию им надо её в буквальном смысле пощупать, пережить эмоционально, как бы пропустив через себя. Чем больше преувеличений, тем лучше они запомнят материал. Позволяйте им «играть» роль различных частей из вашей информации. Учителю можно отражать телом ритм метронома (головой). Внимание кинестетика педагог может привлечь прикосновением или движением по комнате. Ключевые слова кинестетической модальности: чувствовать, ощущать, притрагиваться, хватать, гладкий, шероховатый, холодный и т.д. С учеником-кинестетиком желательно говорить тише, мягче, глубоким низким голосом и прикасаясь, либо находясь очень близко. Кинестетикам необходим комфорт. Тесная обувь или низкая температура в классе негативно влияют на протекание у них познавательных процессов.

Работа учителя  в трёх модальностях восприятия возможна абсолютно на всех уроках. Необходимо учитывать проявления ведущей модальности каждого конкретного ученика. Например, нельзя заставлять кинестетика сидеть на уроке неподвижно, так как во время движения у него идёт более прочное запоминание материала. Визуалу необходимо разрешить иметь на уроке листок, на котором он в процессе запоминания может чертить, штриховать, рисовать и т.д. Аудиалу  нельзя делать замечания, когда он в процессе выполнения сложного задания издаёт звуки, шевелит губами. Без этого он может не справиться с заданием. От визуала можно требовать быстрого решения задач; от аудиала - немедленного повторения услышанного им материала; от кинестетика лучше не ждать ни того, ни другого - он нуждается в другом отношении, ему нужно больше времени и терпения со стороны учителей и домашних!

Замечания ученикам необходимо делать на их языке: визуалу  – покачать головой, погрозить пальцем; кинестетику – положить руку на плечо, легко похлопать по нему; аудиалу  – сказать шёпотом «Ш-ш-ш».

Любое обучение эффективнее тогда, когда ведется с опорой на ведущую модальность восприятия ученика. Для обучения важно не только преобладание в восприятии, памяти, мышлении той или иной модальности, но и уровень её организации. Это выдвигает задачу развития у детей ресурсных модальностей и полимодальности с учётом доминирующего типа восприятия, т.к. для успешной учебной деятельности часто бывает, важен не только или не столько применяемый тип восприятия, но и уровень владения им, обусловленный, прежде всего, уровнем общего умственного развития ребёнка. Таким образом, при обучении целесообразно использовать не один сенсорный анализатор, а все анализаторы в равной степени с опорой на анализатор, представляющий доминантную модальность того или иного ребёнка.

Использование знаний о ведущей репрезентативной системе на уроках в школе

Работа посвящена исследованию знаний о ведущей модальности, описанию трех типов восприятия и обработки информации и выяснению, того каким образом, учителя используют эти знания в школьной практике, как работают с каждым типом ведущей модальности.

На современном этапе восприятия школьниками информации очень важно уметь ее правильно доносить. Ведь сейчас во время информатизации и компьютеризации стало все труднее научить школьников, сконцентрировать их внимание, передать необходимые знания, которыми должен обладать каждый в своей жизни.

Поэтому, на наш взгляд, на уроках обязательно нужно учитывать ведущую модальность учеников, что должно значительно повысить эффективность обучения.

Модальность — это форма восприятия и представления информации в мышлении и памяти.

Термин «ведущая модальность» пришёл в русскую психологию из современного зарубежного направления психологии — нейролингвистического программирования (НЛП). Согласно ему, всех людей можно разделить на 3 типа, в зависимости от того, каким образом они лучше всего воспринимают и обрабатывают информацию.

Различают визуальную (В), аудиальную (А), кинестетическую (К) модальность. Люди, мыслящие образами, относятся к В-типу. Для них важно представить себе картину, и только после этого они смогут понять Вашу или высказать свою мысль. Обладающие А-типом обязательно должны услышать информацию и логически ее обработать, и только после этого они смогут этой информацией пользоваться. Люди же, обладающие К-типом, должны эмоционально осознать содержание информации, как бы пропустить ее через себя.

Учителя нередко не добиваются понимания со стороны учеников именно потому, что не учитывают, какой тип модальности преобладает у них. А. Петренко пишет: «если информацию, построенную в терминах, характерных для визуалиста, предложить аудиалисту, то он либо с большим трудом поймет ее адекватно, либо вообще не сможет этого сделать». [3]

Именно поэтому учителям нужно строить информацию, направленную на ученика в терминах той модальности, которая у него доминирует.

Первым делом нужно ответить на вопрос: «Как выявить тип модальности?».

Для ее определения необходимо, слушая речь человека, выделить глаголы, прилагательные, наречия. Именно они несут информацию о ведущей репрезентативной системе.

Примеры визуальных предикатов: увидеть, смотреть, яркий.

Примеры аудиальных предикатов: слушать, созвучный, громко, тихий.

Примеры кинестетических предикатов: чувствовать, ощутимый, грустный, ухватить.

Каждый человек привык говорить с использованием предикатов какой-либо модальности. Иногда, это приводит к непониманию, может сложиться впечатление, что вы разговариваете на разных языках. Поэтому в общении с учеником очень важно обращать внимание на предикаты, которые он использует в речи, например, во время ответа у доски. Помимо наблюдения за речевыми предикатами, важно обращать внимание на глаза школьника, так называемые глазные ключи доступа, при ответе на вопросы. Очень важно правильно вопросы формулировать, что будет стимулировать перемещение глаз. Для определения ведущей модальности ученика можно задавать совершенно нейтральные вопросы, типа: «Вспомни, пожалуйста, кого ты сегодня встретил, когда пришел в школу?», «Вспомни, пожалуйста, какого цвета обои в нашем классе?».

Важно понимать, что содержание вопроса должно касаться того, что ребенок испытывал сам. От вербальной реакции на эти вопросы ничего не зависит, так как глаза ученика начнут двигаться раньше, чем он начнет давать ответ. В зависимости от типа модальности и способа усвоения информации учеником, его глаза в момент осмысления этой информации будут перемещаться в определенную зону. Каждая зона имеет свое значение, что отражено на рисунке 1.

Рисунок 1. Направление глаз при ответе на вопросы: Вв — визуальные вспоминаемые образы, Вк — визуальные конструируемые образы, Ав — аудиальные вспоминаемые образы, Ак — аудиально конструируемые образы, К — кинестетические образы, Д — внутренний диалог.

Взгляд прямо с расширением зрачков указывает на визуальный доступ к информации.

Схема действительна для правши, для левши нужно использовать инвертированную схему. [1]

Остановимся на особенностях восприятия учащимися информации:

Визуал:

  • Ориентируется в большей степени на зрительные образы
  • Отлично помнит увиденное
  • Не воспринимает длинные словесные инструкции (переспрашивает) без демонстрации, но при этом — хороший рассказчик

Аудиал:

  • Легко повторяет услышанное, даже если кажется, что не слушал
  • Нередко имеет успехи в изучении иностранных языков
  • Если задумается, может говорить сам собой
  • При чтении шепотом вторит себе
  • Его речь ритмически слажена
  • Реагирует на шумы

Кинестетик:

  • Обращает внимание на ощущения, эмоции, движения
  • Легче обучается, если делает что — то сам, даже если ошибается, делает несколько раз похожую работу
  • Когда читает, нередко, водит пальцем по строчкам
  • Хорошо помнит общее впечатление о событии и свои чувства
  • С трудом выдерживает болевые ощущения
  • Обилие движений много жестикулирует

Познакомившись с типами ведущей модальности в общем виде, остановимся на отличительных чертах каждого из них.

Остановимся на внешних признаках каждого типа:

  • Визуал. Чаще всего его выдает ровная осанка, выдержанная дистанция с собеседником, его речь громкая и быстрая. Также делает частые остановки в речи, будто перерисовывает слова, которые хочет сказать в картинки. Часто у таких учеников завышенная самооценка, они критически оценивают мир вокруг себя. При стрессовой ситуации их слова носят обвинительный характер.
  • Аудиал. Отсутствуют жесты, не предпочитает визуального контакта. Очень редко употребляет местоимение «я». Не любит брать на себя ответственность.
  • Кинестетик. При разговоре корпусом подается веред. Дистанция с собеседником минимальная, любит прикасаться к человеку, с которым говорит, при рукопожатии долго не выпускает руки партнера. При стрессовой ситуации принимает извиняющуюся позицию. Часто использует местоимение «я». Старается пропустить информацию через себя. Нередко очень эмоционален.

Известно, что без замечаний не обходится ни один учитель. Как же лучше всего воздействовать на учеников? Для каждого типа восприятия нужно делать замечания особым образом, что особенно важно учитывать учителям в их работе:

  • визуалам — покачать головой, погрозить пальцем;
  • кинестетику — легко прикоснуться к плечу;
  • аудиалу — сказать шепотом: «Ш-ш-ш» [2].

Перейдем к практической стороне нашего исследования.

Экспериментальное изучение типов модальностей проводилось на базе МБОУ СОШ №7 г. Пензы. В опросе приняли участие более 10 учителей в возрасте от 40 до 60 лет, следующих специальностей: русский язык и литература, математика, география, обществознание и история.

Мы спросили учителей предметников в МБОУ СОШ № 7, помогают ли им в педагогической практике знания о ведущей модальности. Они любезно согласились ответить на наши вопросы. В нашем опросе участвовало 4 учителя русского языка и литературы, 3 учителя математики, 1 учитель физики и 2 учителя по биологии и географии.

В анкете мы отразили следующие вопросы: «Знаете ли Вы, что такое ведущая модальность?», «Знакомы ли Вам понятия: аудиал, визуал, кинестетик?», «Как Вы используете знания по ведущей модальности в процессе обучения?».

В результате проведенного нами опроса было выявлено, что в целом учителя знакомы с понятиями «аудиал», «визуал» и «кинестетик», но многие не предполагали, что данные термины объединены общим понятием — ведущая модальность. Как выяснилось, педагоги в возрасте от 40 до 50 лет знают, что такое ведущая модальность и применяют это в своей практике, что не скажешь об учителях старшего возраста (от 50 до 60), им такой термин не знаком, они не знают и понятий: «аудиал», «визуал», «кинестетик». Возможно, это связано с различными программами подготовки преподавателей. Безусловно, влияет и возраст.

На вопрос о использовании знаний по ведущей модальности на уроках, учителя дали нам исчерпывающий ответ.

Для учеников-визуалов, воспринимающих большую часть информации с помощью зрения, используются презентации. Учителя математики пишут на доске формулы для запоминания, чертят фигуры для визуального представления; учителя истории и обществознания используют видео, пишут на доске понятия и высказывания великих людей, вешают картины, карты и портреты; учителя русского языка и литературы показывают ученикам фрагменты фильмов, вешают портреты поэтов и писателей, пишут на доске словарные слова, раздают материал в таблицах и схемах, также работают с книгой; учителя географии вешают карты, дают делать задания в контурных картах, используют красочные презентации.

Для аудиалов, тех, кто получает информацию в основном через аудиальный канал, педагоги на своих уроках стараются четко проговаривать главную информацию. Учителя математики задают учить формулы, теоремы и аксиомы, а затем их рассказывать; учителя истории и обществознания работают с определениями и датами; учителя русского языка и литературы проговаривают знаки в диктантах, читают ученикам отрывки из стихотворений и прозы, задают учить их.

Для учеников-кинестетиков, воспринимающих большую часть информации через ощущения, с помощью движений и эмоции, учителя тоже используют различные приемы. Учителя обществознания устраивают контрольные по важным датам и определениям, дают записывать всю нужную информацию по новой теме несколько раз; учителя географии дают ученикам трогать различные материалы: горные породы, камни, песок, фигурки животных; учителя русского языка и литературы много времени уделяют самостоятельной работе ученика с книгой, заставляют проговаривать упражнения по цепочке.

Как выяснилось, учителя в большей степени ориентируются на визуалов, затем на аудиалов , и меньше всего на кинестетиков.

По мнению учителей, в школах преобладает количество детей-визуалов (около 40 процентов). Аудиалов и кинестетиков в школе примерно одинаковое количество (примерно по 30 процентов) .

Подведем итоги.

На основе всего выше сказанного, можно подытожить, что в школьной практике учитель должен быть гибким и обращать внимание на каждого ученика, учитывая его тип модальности, должен уметь воздействовать на каждую из трех сенсорных систем. Только воздействуя и на визуальную, и на аудиальную, и на кинестетическую системы, меняя тон голоса и предикаты, мимику, жесты, вызывая тот или иной эмоциональный отклик, можно добиться и личностного контакта с каждым учеником, иметь обратную связь с классом, что повлияет и на эффективность обучения. Также хотелось бы добавить, что человек лучше всего запоминает ту информацию, которая так или иначе задействует все его анализаторные системы, вне зависимости от типа ведущей модальности. Поэтому на уроке эффективнее всего давать полисенсорную информацию. Это позволяет учащимся перерабатывать её, используя свой ведущий тип модальности и развивать другие модальности, тем самым лучше запоминать материал учителя и из простой информации, превращать его в знания.

2.3. Психолого-педагогические особенности восприятия информации учениками

Информацию о мире мы получаем через различные каналы восприятия, в основном через глаза, уши и ощущения. Эти сенсорные каналы и есть наши модальности (возможности), то есть визуальная, аудиальная и кинестетическая. У каждого человека какой-то из сенсорных каналов развит лучше, и человек, воспринимая действительность, больше ему доверяет, через него сверяет достоверность любой информации.

Сенсорный канал, с помощью которого человек отражает действительность и дает обратную связь, называется репрезентативной сенсорной системой, на ее основе нами принимаются все решения. В зависимости от того, какая сенсорная система преобладает, всех людей можно условно поделить на визуалов, аудиалов, кинестетиков. Языковое восприятие людей друг другом именно поэтому затруднено. Визуалы, например, легко понимают только визуалов, язык людей с другими модальностями приходится переводить в свою модальность, поэтому часть информации нами упускается. Если репрезентативная сенсорная система учителя не соответствует сенсорным системам учеников – это обязательно скажется на их успеваемости. Учителя, работающие в трех системах, осуществляют синтонное обучение. Оно необходимо, так как есть сенсорно неполноценные дети. Такая работа начинается с выявления сенсорного дефицита. Потом одна и та же информация дается в трех системах, то есть учитель сам переводит язык своей модальности на язык других субмодальностей. Примитивный пример: учитель-визуал обычно использует выражение «посмотрите», например, «посмотрите, какой точный график», и отзовутся на этот призыв в основном визуалы. Если он работает синтонно, он скажет: «Посмот-
рите, почувствуйте, ощутите, какой точный график».

Рассмотрим особенности сопровождения учащихся с учетом типа репрезентативной системы (ведущей модальности восприятия).

Так, для правополушарных визуалов желательно, чтобы информация была представлена в картинках, таблицах, схемах и диаграммах. Такие учащиеся предпочитают разбирать текст произведения или читать «с листа», чем слушать устное объяснение учителя. Кинестетики же лучше воспринимают информацию во время практического выполнения задания. Аудиалы должны обучаться при использовании устных объяснений преподавателя и аудиолекций.

Для визуалов необходимо хорошее освещение рабочего места, в сумерках и при плохом освещении у них снижается работоспособность.

Аудиалы должны обучаться в условиях тишины, незначительный шум в классе мешает им усваивать информацию.

Кинестетикам необходим комфорт. Тесная обувь или низкая температура в классе негативно влияет на их работоспособность и результаты деятельности. Учитель должен обладать гибким стилем преподавания, владеть приемами воздействия на зрительную, аудиальную и кинестетическую сенсорные системы. Только воздействуя на разные сенсорные системы, меняя тон голоса и модальность употребляемых слов, выражение лица, жесты, вызывая определенные эмоции и переживания, можно добиться взаимопонимания и личностного контакта с каждым учеником.

Такое многосенсорное представление информации на уроке позволяет учащимся получать ее, используя свой ведущий канал восприятия, и развивать другие модальности.

Учителю необходимо помнить:

  • работая с учеником-визуалом, нужно использовать слова, описывающие цвет, размер, форму, местоположение с высокой скоростью смены деятельности. Выделять цветом различные пункты или аспекты содержания. Записывать действия, использовать схемы, таблицы, наглядные пособия. Ключевые слова визуальной модальности: видеть, наблюдать, смотреть, сфокусировать, мелькать, перспектива, картина, ракурс, отчетливо, ярко, туманно и т. д.;
  • работая с учеником-кинестетиком, необходимо использовать жесты и прикосновения, помнить, что кинестетики обучаются посредством мышечной памяти. Чем больше преувеличений, тем лучше они запомнят материал. Позволяйте им «играть» роль различных частей из вашей информации. Ключевые слова кинестетической модальности: чувствовать, ощущать, притрагиваться, хватать, гладкий, шероховатый, холодный и т. д.;
  • работая с учеником-аудиалом, необходимо использовать вариации голоса (громкость, высота, паузы). Ключевые слова аудиальной модальности: слышать, звучать, настраивать, кричать, оглушить, скрипеть, звенеть, скрежетать, согласовывать, громкий и т. д. Использование одной общей модальности способно обеспечить взаимопонимание учителя и ученика, доверительные отношения даже на подсознательном уровне. Кроме того, учитель может использовать нейтральные слова, подходящие к любой модальности: думать, знать, понимать, воспринимать, помнить, верить, уважительный, изменчивый и т. д.

То, что ожидает учитель от своих учеников на уроке, основывается на его собственных предпочтениях в сфере преподавания. И когда эти предпочтения не совпадают с учебными предпочтениями учащихся, возникает конфликт стилей: способ изложения информации учителем не совпадает с типом восприятия этой информации учеником.

Если внимательно прислушаться к речи преподавателя, можно понять, какой сенсорный канал воспроизведения информации он предпочитает при обучении. При визуальном канале воспроизведения мы услышим такие слова (предикаты) и словосочетания, как «посмотрите», «яркий», «красивый», «вы увидите» и т.п. При аудильном канале – «услышите», «вслушайтесь», «громко», «шумно». При кинестетическом – «прикоснуться», «привлечь (внимание)», «теплый» и т.п.

Если ученик – аудиал (А), то словосочетания, отвечающие за воспроизведение информации через визуальный канал (В), ему необходимо переводить в свою, понятную ему модальность (А). При этом он не сразу отреагирует, к примеру, на призыв «посмотреть». В его сознании должно произойти преобразование призыва к действию «посмотри» в понятное ему действие. На призыв «послушать» он, скорее всего, отреагирует быстрее.

Если ученик – кинестетик (К), то он быстрее выполнит просьбу, если учителей прикоснется к его руке, плечу и т.д.

Итак, любая информация должна предварительно транслироваться в ведущую модальность памяти, понимания. Когда инструкция учителя совпадает с ведущей модальностью (репрезентативной системой) ученика, он прекрасно справляется с заданием и хорошо запоминает информацию.

Используя данные таблиц (табл. 9, 10), представленных ниже, можно определить ведущую модальность учащихся и свою собственную. В соответствии с этим можно разрабатывать задания с учетом разных модальностей учеников.

Таблица 9. Характеристика учащихся

Таблица 10. Характеристика учителей

При проведении занятий необходимо учитывать следующее:

  1. Девочки нуждаются в стимулах, в большей степени построенных на основе слухового восприятия. Мальчики плохо воспринимают объяснение на слух, и для них предпочтительнее использовать визуальные средства, построенные на зрительном восприятии.
  2. На занятиях по декоративно-прикладному творчеству создаются условия для того, чтобы девочки и мальчики могли бы выразить то, что для каждого из них интересно или эмоционально значимо.
  3. При оценке результатов их деятельности и поведения детей мы должны понимать, что девочки крайне чувствительны к интонациям, к форме оценки, ее публичности. Для девочек очень важно, чтобы ими восхищались в присутствии других детей, родителей и т.п. Для мальчиков наиболее значимым является указание на то, что он добился результата именно в изготовлении изделия. Каждый приобретенный навык, результат, который мальчику удалось получить, положительно сказывается на его личностном росте, позволяет гордиться собой и стремиться к новым достижениям. Но именно у мальчиков наблюдается тенденция к тому, что, добившись результата в каком-то виде деятельности, они так счастливы этим, что готовы конструировать или рисовать одно и то же, что позволяет им утвердиться в своих достижениях.

    Воспитание детей с учетом их гендерных особенностей, с одной стороны, призвано помочь ребенку осознать себя представителем того или иного пола. В результате этого у детей должна сформироваться гендерная устойчивость: «Я девочка и буду ей постоянно, я – мальчик и всегда буду им». Но вместе с тем, современная ситуация развития общества категорически против того, чтобы мужчины и женщины располагали рядом преимуществ по половому признаку. Например, мальчики, как будущие мужчины, в личных проявлениях не должны демонстрировать только мужественность, несгибаемую волю и «железные» мускулы. Они должны быть добрыми, мягкими, чуткими, проявлять заботу по отношению к другим людям, родным и близким. Девочки, как будущие женщины, помимо традиционно женских качеств должны быть активными, инициативными, уметь отстаивать свои интересы.

    Очевидно, что обучение и воспитание детей с учетом их гендерных особенностей во многом будет определяться индивидуальными особенностями каждого ребенка, зависеть от тех образцов поведения женщин и мужчин, с которыми ребенок постоянно сталкивается в семье. Но это вовсе не означает, что воспитательное воздействие, оказываемое на девочку или мальчика в этом возрасте, не повлияет на развитие личности.

Модальности восприятия

Модальность – это принадлежность того, что раздражает человека, к определенной сенсорной системе

Автор Клубер На чтение 7 мин. Просмотров 4.8k. Опубликовано

«Все, что творится в мире,

мы видеть и слышать должны.

Для этого нам добрым Богом

глаза и уши даны»

Максим Горький

Это форма того, как мышление и память воспринимают и представляют информацию. Человек для восприятия мира использует органы чувств. Кроме слуха и зрения используются осязание, вкус и обоняние.

Слышим, видим, осязаем?

Зрелая личность руководствуется всеми пятью «инструментами» восприятия. Так она открывает для себя наиболее полную картину мира. Однако, хочет того человек или нет, чаще всего он предпочитает какой-либо один способ восприятия (иногда несколько) остальным. Получается, что он мир сначала «слышит» или ему нужно сперва дотронуться, прикоснуться, и только потом он будет готов выслушать. При условии, что ощущение пришлось ему по вкусу. Психология называет подобное явление модальностью восприятия. Но что это и зачем человеку знать, какие органы чувств превалируют в осознании происходящего?

Люди воспринимают мир пятью основными способами, при помощи органов чувств:

  • слуха;
  • зрения;
  • обоняния;
  • осязания;
  • вкуса.

Мозг трансформирует полученную таким образом информацию, называемую сенсорной, в некое представление, определенную модель, которая и служит картиной мира. Это явление отражено в древней притче о трех слепых мудрецах, пытавшихся представить себе слона. Один щупал его хобот, другой ногу, а третий – хвост. Ясно, что их определение одного и того же предмета разнились. Поскольку они были лишены зрения, то не могли составить полную картину и предвидеть, что слон опасен. Все трое руководствовались кинестетической модальностью – воспринимали мир на ощупь, мыслили образами.

Так, существует несколько моделей восприятия и обработки информации, поступающей извне, которые характерны для большинства людей. И даже зрячие люди порой больше полагаются на органы осязания, внутренние ощущения, называемые интуицией, нежели на свои глаза. Другие обращают больше внимания на то, что видят или слышат. Есть еще категории людей, которые предпочитают мир «нюхать» или «пробовать на вкус». Но такие встречаются реже тех, кто предпочитает смотреть или трогать.

Важно. Модель восприятия, доминирующая в отношении человека с окружающим миром, определяет то, как он получает, обрабатывает и ассимилируют информацию. Способ, на который полагаются больше и чаще остальных, называют доминантной модальностью или репрезентативной системой.

Основные виды модальностей

Когда человек использует для познания и осознания окружающей действительности тактильные ощущения, чувства, щупает, касается, трогает, он задействует кинестетическую модальность. Существует еще визуальная и аудиальная репрезентативные системы. Некоторые люди полагаются на внутренние ощущения, ориентированы на внутренний диалог. Такая модальность называется аудиально-дигитальной, но она встречается так же редко, как обонятельная или вкусовая.

Классификация репрезентативных систем (модальностей) основывается на органе чувств, который чаще других определяет отношение человека к происходящему.

Визуалы

Так называют людей, воспринимающих информацию по большей части зрительно. Для них характерно:

  • соблюдение дистанции в общении;
  • установка зрительного контакта.

Их отличает:

  • красивый, аккуратный почерк;
  • стремление к порядку везде и во всем.

Таких людей мало беспокоит посторонний шум. Однако им тяжело воспринимать информацию на слух. Их речь изобилует словами (будь то глаголы или прилагательные), которые связаны со зрением. Они «смотрят», «наблюдают картину», употребляют словосочетания:

  • «на первый взгляд»;
  • «казалось бы»;
  • «как видите»;
  • «Я вижу, что ваша позиция правильна;;
  • «Хоть убейте, не вижу толка в ваших рассуждениях».

На заметку. Зрительная память визуалов почти безупречна – они запоминают «картинами, образами», славятся умением быстро и точно решать задачи.

Аудиалы

Людей, которые воспринимают мир «на слух», выдает привычка проговаривать слова, когда они читают или пишут. Делают они это, как правило, беззвучно, но при этом весьма заметно шевелят губами, покачивают головой. Создается впечатление, что они говорят сами с собой.

Другие отличия людей, у которых развита аудиальная модальность восприятия:

  1. Хорошо подражают голосам других людей, звукам природы.
  2. Прекрасно умеют декламировать.
  3. Отвлекаются на шум.
  4. Широко употребляют слова, связанные со слухом. Например, обращаются к другим со словами «Послушайте».
  5. У них хорошо развита слуховая память.
  6. Взгляд во время общения направлен посередине.
  7. Общаясь, часто используют слова и выражения, связанные со слухом. «Я слышу ваше отчаяние», «Я слышу, что вы говорите правду».

Это интересно. Аудиалы с легкостью повторяют услышанную информацию.

Кинестетики

Этим людям необходимо осязать. Для них существенную роль играют эмоции и внутренние ощущения:

  1. При общении они часто касаются другого человека.
  2. Они сопровождают свою речь обильной жестикуляцией.
  3. У них живая мимика.
  4. Не обращают внимания на беспорядок.
  5. Могут писать неразборчиво, неряшливым почерком.
  6. Любят вертеть в руках различные предметы, иногда даже грызть их.
  7. У таких людей развита телесная память, они «запоминают» телом.
  8. Словарь изобилует выражениями, связанными с телесными ощущениями. «Я чувствую, что вы говорите правду», «В ваших рассуждениях ощущается уверенность».
  9. Они более чувствительны и эмоциональны, чем аудиалы и визуалы.

Важно. Ккинестетик не может похвалиться ни быстротой в решении задач, ни молниеносностью в повторении услышанного. Им требуется гораздо больше времени, чтобы освоиться и воспринять информацию.

Как определить, кто ведет

Чтобы установить доминирующую модальность, личность должна ответить на простые вопросы, к примеру:

  1. Станет ли человек носить одежду, потому что она красива, но не слишком удобна?
  2. Какую роль играет оформление зала, если сюда пришли затем, чтобы слушать музыку?
  3. Важно ли, как звучит голос того, к кому человек прикасается?
  4. Принадлежит ли личность к тем, кому надо один раз увидеть, чем три раза услышать?
  5. Человек доверяет посторонним на основании своих внутренних ощущений, руководствуется ли внешним видом или же ему важно, что другой говорит?

Из ответов становится понятно, чем руководствуется личность, какой канал предпочитает использовать для восприятия и обработки информации:

  • Неряшливый внешний вид, неоформленный зал «царапают» взгляд визуала.
  • Прекрасная музыка полностью компенсирует безвкусные декорации для аудиала.
  • А удобно устроившийся в кресле кинестетик вообще не заметит оформления, но не сможет насладиться музыкой, пока сидячее место не нагреется до приятной температуры.

Полезно знать. Чаще всего у человека доминирующим является не один, а сразу несколько каналов. Он может использовать их для разных целей, например, получать информацию, читая и проговаривая слова про себя (аудиальная плюс визуальная модальность), а передавать, эмоционально пересказывая, перемежая речь жестами (аудиальная плюс кинестетическая модальность).

Чем полезно знание своей ведущей системы восприятия

Людям желательно понимать, какая модальность у них является ведущей. Это знание помогает человеку не только стать интересным собеседником, но и позволяет овладеть техниками убеждения:

  1. Личность, которая хорошо разбирается в модальностях восприятия, лучше понимает других, значит, быстрее и эффективнее может успокоить и убедить оппонента в случае необходимости.
  2. Осознание собственной ведущей модальности помогает «раскусить» недоброжелателя, авантюриста или просто лжеца.
  3. Человек, который ориентируется в собственной системе восприятия, найдет общий язык со своими детьми.
  4. Если возникнет необходимость выступать на публике, знание ведущей модальности поможет установить контакт с аудиторией.
  5. Так же понимание себя ведет к принятию правильных, эффективных решений.

На заметку. Человеку полезно не только знать свою ведущую систему восприятия информации, но и развивать те модальности, которые выражены слабее.

В притче о слоне слепые мудрецы использовали только один канал восприятия – кинестетический – не смогли понять, чем является «предмет». А животное, в конце концов, раздавило ученых мужей просто потому, что они не отошли вовремя и не уступили ему дорогу. Если бы мудрые люди подключили аудиальный канал восприятия или воспользовались бы чужим визуальным каналом, они бы быстрее поняли, что собой представляет слон.

Сильные развитые модальности помогают воспринимать мир более красочно, наслаждаться всеми жизненными проявлениями, выносить пользу из ситуаций и событий, которые прежде казались вредными, бесполезными, скучными.

Новое видео:

Мультимодальное восприятие | Введение в психологию

Цели обучения

  • Определите основную терминологию и основные принципы мультимодального восприятия
  • Приведите примеры мультимодальных и кросс-модальных поведенческих эффектов

Рис. 1. То, как мы получаем информацию из мира, называется ощущением, а наша интерпретация этой информации - восприятием. [Изображение: Laurens van Lieshou]

Хотя традиционно изучать различные чувства независимо друг от друга, большую часть времени восприятие оперирует в контексте информации, поставляемой множеством сенсорных модальностей одновременно.Например, представьте, что вы стали свидетелем автомобильного столкновения. Вы можете описать стимул, вызванный этим событием, рассматривая каждое из чувств независимо; то есть как набор унимодальных стимулов. Ваши глаза будут стимулироваться узорами световой энергии, отражающейся от задействованных автомобилей. Ваши уши будут стимулироваться образцами акустической энергии, исходящей от столкновения. Ваш нос может даже стимулировать запах горящей резины или бензина. Однако вся эта информация будет иметь отношение к одному и тому же: вашему восприятию столкновения автомобиля.В самом деле, если бы кто-то явно не попросил вас описать свое восприятие в одномодальных терминах, вы, скорее всего, испытали бы событие как единый набор ощущений от нескольких органов чувств. Другими словами, ваше восприятие будет мультимодальным . Вопрос в том, обрабатываются ли различные источники информации, задействованные в этом мультимодальном стимуле, системой восприятия отдельно или нет.

В течение последних нескольких десятилетий перцептивные исследования указывали на важность мультимодального восприятия : воздействия на восприятие событий и объектов в мире, которые наблюдаются, когда есть информация от более чем одной сенсорной модальности.Большая часть этого исследования показывает, что в какой-то момент обработки восприятия информация от различных сенсорных модальностей интегрируется и . Другими словами, информация объединяется и рассматривается как единое представление мира.

Поведенческие эффекты мультимодального восприятия

Хотя нейробиологи склонны изучать очень простые взаимодействия между нейронами, тот факт, что они обнаружили так много кроссмодальных областей коры, кажется, намекает на то, что наше восприятие мира по своей сути мультимодально.Наша интуиция о восприятии согласуется с этим; не похоже, что наше восприятие событий ограничено восприятием каждой сенсорной модальности независимо. Скорее, мы воспринимаем единый мир независимо от сенсорной модальности, посредством которой мы его воспринимаем.

Вероятно, потребуется еще много лет исследований, прежде чем нейробиологи раскроют все детали нейронного механизма, задействованного в этом объединенном опыте. Тем временем психологи-экспериментаторы внесли свой вклад в наше понимание мультимодального восприятия, исследуя связанные с ним поведенческие эффекты.Эти эффекты делятся на два широких класса. Первый класс - мультимодальных феноменов - касается связывания входов от множества сенсорных модальностей и влияния этого связывания на восприятие. Второй класс - кроссмодальных феноменов - касается влияния одной сенсорной модальности на восприятие другой (Spence, Senkowski, & Roder, 2009).

Мультимодальные явления

Аудиовизуальная речь

Мультимодальные явления касаются стимулов, которые генерируют одновременную (или почти одновременную) информацию более чем в одной сенсорной модальности.Как обсуждалось выше, речь является классическим примером такого рода стимулов. Когда человек говорит, он генерирует звуковые волны, которые несут значимую информацию. Если воспринимающий также смотрит на говорящего, то этот воспринимающий также имеет доступ к визуальным образам , которые несут значимую информацию. Конечно, как известно любому, кто когда-либо пробовал читать по губам, существуют пределы информативности визуальной речевой информации. Даже в этом случае одного визуального речевого паттерна достаточно для очень надежного восприятия речи.Большинство людей полагают, что глухие люди читают по губам намного лучше, чем люди с нормальным слухом. Однако вы можете удивиться, узнав, что некоторые люди с нормальным слухом также замечательно умеют читать по губам (иногда это называют «чтением речи»). Фактически, как у людей с нормальным слухом, так и у глухих существует широкий диапазон способностей к чтению речи (Andersson, Lyxell, Rönnberg, & Spens, 2001). Однако причины такого широкого диапазона характеристик до конца не изучены (Auer & Bernstein, 2007; Bernstein, 2006; Bernstein, Auer, & Tucker, 2001; Mohammed et al., 2005).

Как визуальная информация о речи взаимодействует со слуховой информацией о речи? Одно из самых ранних исследований этого вопроса касалось точности распознавания произнесенных слов, представленных в шумном контексте, во многом как в приведенном выше примере разговора на многолюдной вечеринке. Чтобы изучить это явление экспериментально, участникам был представлен некоторый не относящийся к делу шум («белый шум» - который звучит как радио, настроенное между станциями). В белый шум были встроены произнесенные слова, и задача участников заключалась в том, чтобы идентифицировать слова.Было два условия: одно, в котором был представлен только слуховой компонент слов (состояние «только слух»), и одно, в котором присутствовали как слуховой, так и зрительный компоненты («аудиовизуальное» состояние). Уровни шума также варьировались, так что в некоторых испытаниях шум был очень громким по сравнению с громкостью слов, а в других испытаниях шум был очень мягким по сравнению со словами. Сумби и Поллак (1954) обнаружили, что точность определения произнесенных слов была намного выше для аудиовизуального состояния, чем для слухового состояния.Кроме того, характер результатов соответствовал принципу обратной эффективности: преимущество аудиовизуальной презентации было максимальным, когда качество слухового восприятия было самым низким (т. Е. Когда шум был самым громким). При таких уровнях шума аудиовизуальное преимущество было значительным: было подсчитано, что предоставление участнику возможности видеть говорящего равносильно уменьшению громкости шума более чем наполовину. Ясно, что аудиовизуальное преимущество может иметь драматическое влияние на поведение.

Смотри

Другой феномен использования аудиовизуальной речи - это очень известная иллюзия, называемая «эффектом Мак-Гурка» (названная в честь одного из ее первооткрывателей). В классической формулировке иллюзии записывается фильм, в котором говорящий произносит слоги «гага». Другой фильм состоит из того же говорящего, говорящего по слогам «баба». Затем слуховая часть фильма «баба» дублируется на визуальную часть фильма «Гага». Этот комбинированный стимул предоставляется участникам, которых просят сообщить, что сказал оратор в фильме.МакГурк и Макдональд (1976) сообщили, что 98 процентов их участников сообщили, что слышали слог «дада», которого не было ни в зрительном, ни в слуховом компонентах стимула. Эти результаты показывают, что когда визуальная и слуховая информация о речи объединена, она может иметь глубокое влияние на восприятие.

Вы можете просмотреть стенограмму «Попробуйте эту причудливую звуковую иллюзию!» здесь (открывается в новом окне).

Тактильные / визуальные взаимодействия при владении телом

Однако не все явления мультисенсорной интеграции относятся к речи.Одна особенно убедительная мультисенсорная иллюзия включает интеграцию тактильной и визуальной информации в восприятие владения телом. В «иллюзии резиновой руки» (Botvinick & Cohen, 1998) наблюдатель расположен так, что одна из его рук не видна. Поддельная резиновая рука помещается рядом с закрытой рукой, но на видном месте. Затем экспериментатор с помощью легкой кисти одновременно поглаживает закрытую руку и резиновую руку в одних и тех же местах. Например, если чистится средний палец закрытой руки, то средний палец резиновой руки также будет очищен.Это устанавливает соответствие между тактильными ощущениями (исходящими от закрытой руки) и визуальными ощущениями (от резиновой руки). Через короткое время (около 10 минут) участники сообщают о том, что им кажется, что резиновая рука «принадлежит» им; то есть резиновая рука является частью их тела. Это чувство может быть настолько сильным, что удивление участника ударом молотка по резиновой руке часто приводит к рефлекторному отдергиванию закрытой руки, даже если это совсем не опасно.Таким образом, кажется, что наше осознание собственного тела может быть результатом мультисенсорной интеграции.

Смотри

Посмотрите иллюзию резиновой руки в следующем видео.

Вы можете просмотреть стенограмму фильма «Иллюзия резиновой руки. Горизонт. Видя, веришь?» - BBC Two »здесь (открывается в новом окне).

Кроссмодальные явления

Кроссмодальные явления отличаются от мультимодальных явлений тем, что они касаются влияния одной сенсорной модальности на восприятие другой.

Визуальное влияние на слуховую локализацию

Рисунок 2 . Чревовещатели могут обмануть нас, заставив поверить в то, что то, что мы видим и слышим, - это одно и то же, в то время как, по правде говоря, это не так. [Изображение: Indiapuppet]

Известная (и часто встречающаяся) кроссмодальная иллюзия называется «эффектом чревовещания». Когда чревовещатель, кажется, заставляет куклу говорить, он обманывает слушателя, заставляя думать, что источник звуков речи находится у рта марионетки.Другими словами, вместо того, чтобы локализовать слуховой сигнал (исходящий изо рта чревовещателя) в правильном месте, наша система восприятия локализует его неправильно (до рта марионетки).

Почему это могло произойти? Рассмотрим доступную наблюдателю информацию о расположении двух компонентов стимула: звуков изо рта чревовещателя и визуального движения рта марионетки. В то время как совершенно очевидно, откуда исходит визуальный стимул (потому что вы его видите), гораздо труднее определить местоположение звуков.Другими словами, очень точное визуальное расположение движений рта, по-видимому, перекрывает менее точно определенное расположение слуховой информации. В более общем плане было обнаружено, что на расположение широкого спектра слуховых стимулов может влиять одновременное предъявление визуального стимула (Vroomen & De Gelder, 2004). Кроме того, эффект чревовещания был продемонстрирован для движущихся объектов: движение визуального объекта может влиять на воспринимаемое направление движения движущегося источника звука (Soto-Faraco, Kingstone, & Spence, 2003).

Влияние слуха на зрительное восприятие

Связанная иллюзия демонстрирует обратный эффект: звуки влияют на зрительное восприятие. В иллюзии двойной вспышки участника просят смотреть в центральную точку на мониторе компьютера. На самом краю поля зрения участника один раз кратковременно вспыхивает белый кружок. Также имеется одновременное звуковое событие: один или два гудка в быстрой последовательности. Примечательно, что участники сообщают, что видели две визуальные вспышки , когда вспышка сопровождается двумя звуковыми сигналами; тот же стимул рассматривается как одиночная вспышка в контексте одиночного сигнала или отсутствия сигнала (Shams, Kamitani, & Shimojo, 2000).Другими словами, количество слышимых звуковых сигналов влияет на количество увиденных вспышек!

Другая иллюзия связана с восприятием столкновения двух кругов (называемых «шарами»), движущихся навстречу друг другу и продолжающихся друг через друга. Такие стимулы можно воспринимать либо как два шара, движущихся друг сквозь друга, либо как столкновение между двумя шарами, которые затем отскакивают друг от друга в противоположных направлениях. Секулер, Секулер и Лау (1997) показали, что предъявление слухового стимула во время контакта между двумя шарами сильно влияет на восприятие события столкновения.В этом случае воспринимаемый звук влияет на интерпретацию неоднозначного визуального стимула.

Кроссмодальная речь

Несколько кроссмодальных явлений также были обнаружены для речевых стимулов. Эти кросс-модальные речевые эффекты обычно показывают измененную перцептивную обработку унимодальных стимулов (например, акустических паттернов) в силу предшествующего опыта с альтернативным одномодальным стимулом (например, оптическими паттернами). Например, Розенблюм, Миллер и Санчес (2007) провели эксперимент по изучению способности узнавать голос человека.Их первое интересное открытие было одномодальным: подобно тому, как это происходит, когда кто-то неоднократно слышит, как человек говорит, воспринимающие могут познакомиться с «визуальным голосом» говорящего. То есть они могут познакомиться со стилем речи человека, просто увидев, что он говорит. Еще более поразительным было их кросс-модальное открытие: знакомство с этой визуальной информацией также привело к усиленному распознаванию слуховой речи говорящего, с которой участники никогда не сталкивались.

Точно так же было показано, что когда воспринимающие видят говорящее лицо, они могут идентифицировать (только слуховой) голос этого говорящего, и наоборот (Камачи, Хилл, Ландер, и Ватикиотис-Бейтсон, 2003; Lachs & Pisoni, 2004a, 2004b, 2004c; Розенблюм, Смит, Николс, Ли и Хейл, 2006). Другими словами, визуальная форма говорящего, занятого речью, по-видимому, содержит информацию о том, как этот говорящий должен звучать. Возможно, более удивительно то, что слуховая форма речи, кажется, содержит информацию о том, как должен выглядеть говорящий.

Подумай над

В конце 17 века ученый по имени Уильям Молинье задал известному философу Джону Локку вопрос, имеющий отношение к современным исследованиям мультисенсорной обработки. Вопрос был в следующем: представьте себе человека, слепого с рождения и способного с помощью осязания определять трехмерные формы, такие как сферы или пирамиды. А теперь представьте, что этот человек внезапно получает способность видеть. Сможет ли человек, не используя осязание, визуально идентифицировать те же формы? Могут ли современные исследования мультимодального восприятия помочь ответить на этот вопрос? Почему или почему нет? Как исследования кроссмодальных явлений сообщают нам ответ на этот вопрос?

Глоссарий

кроссмодальные явления : эффекты, которые касаются влияния восприятия одной сенсорной модальности на восприятие другой
иллюзия двойной вспышки : ложное восприятие двух визуальных вспышек, когда одна вспышка сопровождается двумя звуковыми сигналами
интегрировано : процесс, посредством которого система восприятия объединяет информацию, возникающую из более чем одной модальности
Эффект Мак-Гурка : эффект, при котором конфликтующие визуальные и слуховые компоненты речевого стимула приводят к иллюзорному восприятию
мультимодальный : или относящийся к множественные сенсорные модальности
мультимодальное восприятие : эффекты, которые одновременная стимуляция более чем одной сенсорной модальности оказывает на восприятие событий и объектов в мире
мультимодальные явления : эффекты, которые касаются связывания входных сигналов от множественных сенсорных модальностей
Иллюзия резиновой руки : ложное восприятие представление поддельной руки как принадлежащей воспринимающему из-за мультимодальной сенсорной информации
сенсорные модальности : тип чувства; например, зрение или слух
унимодальный : относящийся к одной сенсорной модальности или относящийся к ней

Внесите свой вклад!

У вас была идея улучшить этот контент? Нам очень понравится ваш вклад.

Улучшить страницуПодробнее

Расшифровка сенсорных модальностей выявляет общие супрамодальные признаки сознательного восприятия.

Значимость

Выдающаяся цель когнитивной нейробиологии - понять взаимосвязь между нейрофизиологическими процессами и сознательными переживаниями. Более или менее неявно предполагается, что общие супрамодальные процессы могут лежать в основе сознательного восприятия в различных сенсорных модальностях. Мы протестировали эту идею напрямую, используя анализ декодирования мозговой активности после околопороговой стимуляции, исследуя общие нейронные корреляты сознательного восприятия между различными сенсорными модальностями.Наши результаты по всем протестированным сенсорным модальностям выявили специфическую динамику супрамодальной сети мозга, включая первичную сенсорную кору, не связанную с задачами. Наши результаты являются прямым доказательством общего распределенного паттерна активации, связанного с сознательным доступом в различных сенсорных модальностях.

Abstract

Все больше исследований выделяют общие области мозга и процессы, опосредующие сознательный сенсорный опыт. Хотя большинство исследований проводилось в визуальной модальности, неявно предполагается, что аналогичные процессы задействованы и в других сенсорных модальностях.Однако существование супрамодальных нейронных процессов, связанных с сознательным восприятием, до сих пор убедительно не доказано. Здесь мы стремимся напрямую обратиться к этой проблеме, исследуя, могут ли нейронные корреляты сознательного восприятия в одной модальности предсказать сознательное восприятие в другой модальности. В двух отдельных экспериментах мы представили участникам последовательные блоки почти пороговых задач, включающих субъективные отчеты о тактильных, визуальных или слуховых стимулах во время одного и того же захвата магнитоэнцефалографии (МЭГ).Используя анализ декодирования в постстимульный период между сенсорными модальностями, наш первый эксперимент выявил супрамодальные пространственно-временные паттерны нейронной активности, предсказывающие сознательное восприятие слабой стимуляции. Поразительно, что эти супрамодальные паттерны включали активность в первичных сенсорных областях, не имеющих прямого отношения к задаче (например, нейронная активность в зрительной коре головного мозга, предсказывающая сознательное восприятие слуховой стимуляции, близкой к пороговой). Мы тщательно воспроизводим наши результаты в контрольном эксперименте, который, кроме того, показывает, что соответствующие шаблоны не зависят от типа отчета (т.е., было ли сообщено о сознательном восприятии при нажатии или удержании нажатия кнопки). Используя стандартные парадигмы для исследования нейронных коррелятов сознательного восприятия, наши результаты показывают общую сигнатуру сознательного доступа к сенсорным модальностям и иллюстрируют позднюю во времени и широко распространенную трансляцию нейронных репрезентаций даже в не связанные с задачами первичные сенсорные области обработки.

В то время как мозг может обрабатывать огромное количество сенсорной информации параллельно, сознательный доступ возможен только к некоторой информации, которая играет важную роль в том, как мы воспринимаем окружающую среду и действуем в ней.Таким образом, выдающейся целью когнитивной нейробиологии является понимание взаимосвязи между нейрофизиологическими процессами и сознательными переживаниями. Однако, несмотря на огромные исследовательские усилия, точная динамика мозга, которая позволяет сознательно получать доступ к определенной сенсорной информации, остается нерешенной. Тем не менее, был достигнут прогресс в исследованиях, направленных на выделение нейронных коррелятов сознательного восприятия (1), в частности, предполагающих, что сознательное восприятие - по крайней мере, если операционализировано как возможность отчетности (2) - внешних стимулов в решающей степени зависит от задействования широко распределенного мозга. сеть (3).Чтобы изучить нейронные процессы, лежащие в основе сознательного восприятия, нейробиологи часто подвергают участников воздействию стимулов, близких к пороговым (NT), которые соответствуют их индивидуальным порогам восприятия (4). В экспериментах с NT существует вариативность от испытания к испытанию, при которой сознательно воспринимается около 50% стимулов с интенсивностью NT. Из-за фиксированной интенсивности физические различия между стимулами в пределах одной и той же модальности могут быть исключены как определяющий фактор, приводящий к регистрируемым ощущениям (5).Несмотря на многочисленные методы, используемые для исследования сознательного восприятия внешних событий, большинство исследований нацелены на одну сенсорную модальность. Однако любой конкретный нейронный паттерн, идентифицированный как коррелят сознания, требует доказательств того, что он в некоторой степени обобщается, например, через сенсорные модальности. Мы утверждаем, что это пока убедительно не показано.

В визуальной области было показано, что сознательный опыт, подлежащий отчету, присутствует, когда первичная зрительная кортикальная активность распространяется на иерархически расположенные ниже по течению области мозга (6), требуя активации лобно-теменных областей для полной отчетности (7).Тем не менее, недавнее исследование магнитоэнцефалографии (МЭГ) с использованием задачи визуальной маскировки выявило раннюю активность первичной зрительной коры как лучший предиктор сознательного восприятия (8). Другие исследования показали, что нейронные корреляты слухового сознания связаны с активацией лобно-височных, а не лобно-теменных сетей (9, 10). Кроме того, повторяющаяся обработка данных между первичной, вторичной соматосенсорной и премоторной корой была предложена как потенциальные нейронные сигнатуры тактильного сознательного восприятия (11, 12).В самом деле, повторяющаяся обработка данных между областями коры высшего и низшего порядка внутри определенной сенсорной системы считается маркером сознательной обработки (6, 13, 14). Более того, альтернативные теории, такие как концепция глобального рабочего пространства (15), расширенная Dehaene et al. (16) постулируют, что лобно-теменное взаимодействие помогает «транслировать» релевантную информацию по всему мозгу, делая ее доступной для различных когнитивных модулей. В различных электрофизиологических экспериментах было показано, что этот процесс происходит относительно поздно (~ 300 мс) и может быть связан с повышенной вызванной активностью мозга после появления стимула, такого как так называемый сигнал P300 (17⇓ – 19).Такая поздняя активность мозга, кажется, коррелирует с перцептивным сознанием и может отражать глобальную трансляцию интегрированного стимула, делающего его сознательным. Взятые вместе, теории и экспериментальные данные свидетельствуют в пользу различных «сигнатур» сознания от повторяющейся активности в сенсорных областях до глобальной трансляции информации с участием лобно-теменных областей. Хотя это обычно подразумевается, до сих пор неясно, связаны ли похожие пространственно-временные паттерны нейронной активности с сознательным доступом к различным сенсорным модальностям.

В текущем исследовании мы исследовали сознательное восприятие в различных сенсорных системах с использованием многомерного анализа данных МЭГ. Наше рабочее предположение состоит в том, что активность мозга, связанная с сознательным доступом, должна быть независимой от сенсорной модальности; то есть нейронные процессы, связанные с надрамодальным сознанием, должны демонстрировать пространственно-временное обобщение. Такую гипотезу лучше всего проверять, применяя методы декодирования к электрофизиологическим сигналам, записанным при исследовании сознательного доступа с помощью различных сенсорных модальностей.Применение многомерного анализа паттернов (MVPA) к электроэнцефалографии (ЭЭГ) и измерениям МЭГ обеспечивает повышенную чувствительность при обнаружении экспериментальных эффектов, распределенных в пространстве и времени (20–23). MVPA часто используется в сочетании с методом прожектора (24, 25), который включает в себя перемещение небольшого пространственного окна по данным для выявления областей, содержащих декодируемую информацию. Комбинация обоих методов обеспечивает пространственно-временное обнаружение оптимальной декодируемости, определяя, где, когда и как долго определенный паттерн присутствует в активности мозга.Такой многомерный анализ декодирования был предложен в качестве альтернативы в исследованиях сознания, дополняя другие традиционные одномерные подходы к идентификации нейронной активности, прогнозирующей сознательный опыт на уровне одного исследования (26).

Здесь мы получили данные МЭГ, в то время как каждый участник выполнял три различных стандартных задачи NT на трех сенсорных модальностях с целью характеристики супрамодальных мозговых механизмов сознательного восприятия. В первом эксперименте мы показываем, как нейронные паттерны, связанные с перцептивным сознанием, могут быть обобщены в пространстве и времени внутри и, что наиболее важно, между различными сенсорными системами, с помощью классификационного анализа восстановленной мозговой активности на уровне источника.В дополнительном контрольном эксперименте мы воспроизводим основные результаты и исключаем возможность того, что наблюдаемые нами закономерности связаны с подготовкой / выбором ответа, несмотря на необходимость сообщать об обнаружении стимулов в каждом испытании в наших экспериментах.

Результаты

Поведение.

Мы исследовали частоту обнаружения участниками NT, фиктивного (отсутствие стимуляции) и улова (интенсивность стимуляции выше порога восприятия) отдельно для начального и контрольного экспериментов.Для контроля ложных тревог и корректировки показателей отклонения в ходе эксперимента использовались пробные и фиктивные испытания.

Во время начального эксперимента участникам приходилось ждать экрана ответа и нажимать кнопку в каждом испытании, чтобы сообщить о своем восприятии (рис. 1 A ). Однако во время контрольного эксперимента для управления картированием моторной реакции использовался специальный экран ответа. В каждом испытании участники должны использовать разное отображение ответов в зависимости от цвета круга вокруг вопросительного знака во время экрана ответов (рис.1 С ).

Рис. 1.

Планы экспериментов и поведенческие результаты. ( A и B ) Первоначальный эксперимент. ( C и D ) Контрольный эксперимент. ( A ) После переменного интервала между испытаниями от 1,3 до 1,8 с, в течение которого участники фиксировались на центральной белой точке, тактильный / слуховой / визуальный стимул (в зависимости от пробега) предъявлялся в течение 50 мс с индивидуальной интенсивностью восприятия. Через 500 мс после предъявления стимула на экране появлялся вопросительный знак, и участники указывали свое восприятие, нажимая одну из двух кнопок (т.е. стимуляция «присутствовала» или «отсутствовала») их правой рукой. ( B и D ) Средние групповые уровни обнаружения стимуляции NT составляли около 50% при различных сенсорных модальностях. Фальшивые испытания, отмеченные белым (без стимуляции), и испытания по отлову, отмеченные черным (высокоинтенсивная стимуляция), значительно отличались от состояния NT, выделенного серым, в рамках одной и той же сенсорной модальности для обоих экспериментов. Планки погрешностей отображают SD. ( C ) В контрольном эксперименте использовали идентичные временные параметры; однако для управления картированием двигательной реакции использовался специальный дизайн экрана ответа.В каждом испытании участники должны использовать разное отображение ответов в зависимости от цвета круга, окружающего вопросительный знак, на экране ответов. Два цвета (синий или желтый) использовались и отображались случайным образом во время контрольного эксперимента. Один цвет был связан с правилом сопоставления ответов «нажимайте кнопку, только если есть стимуляция» (для обнаруженного состояния, близкого к пороговому), а другой цвет был связан с противоположным сопоставлением ответов: «нажимайте кнопку, только если стимуляция отсутствует. ”(Для необнаруженных околопороговых условий).Связь между отображением одного ответа и определенным цветом (синим или желтым) была фиксированной для одного участника, но была предопределена случайным образом для разных участников.

Для первоначального эксперимента и для всех участников ( n = 16) частота обнаружения для экспериментальных испытаний NT составляла 50% (стандартное отклонение: 11%) для слуховых пробежек, 56% (СО: 12%) для визуальных пробежек и 55% (стандартное отклонение: 8%) для тактильных пробежек. Частота обнаружения для проб по уловам составляла 92% (SD: 11%) для слуховых пробежек, 90% (SD: 12%) для визуальных пробежек и 96% (SD: 5%) для тактильных пробежек.Средняя частота ложных тревог в фиктивных испытаниях составляла 4% (SD: 4%) для слуховых пробежек, 4% (SD: 4%) для визуальных пробежек и 4% (SD: 7%) для тактильных пробежек (рис. 1 ). B ). Частота обнаружения экспериментальных испытаний NT во всех сенсорных модальностях значительно отличалась от таковых при испытаниях на отлов (слуховой, T 15 = -14,44, P <0,001; визуальный, T 15 = -9,47, P <0,001; тактильные, T 15 = -20,16, P <0,001) или мнимые испытания (слуховые, T 15 = 14.66, P <0,001; визуальный, T 15 = 16,99, P <0,001; тактильный, T 15 = 20,66, P <0,001).

Аналогичные результаты наблюдались в контрольном эксперименте для всех участников ( n = 14). Частота обнаружения для экспериментальных испытаний NT составляла 52% (SD: 17%) для слуховых пробежек, 43% (SD: 17%) для визуальных пробежек и 42% (SD: 12%) для тактильных пробежек. Частота обнаружения при испытаниях по улову составляла 97% (СО: 2%) для слуховых пробежек, 95% (СО: 5%) для визуальных пробежек и 95% (СО: 4%) для тактильных пробежек.Средняя частота ложных тревог в мнимых испытаниях составляла 11% (SD: 4%) для слуховых пробежек, 7% (SD: 6%) для визуальных пробежек и 7% (SD: 6%) для тактильных пробежек (рис. 1 ). B ). Частота обнаружения экспериментальных испытаний NT во всех сенсорных модальностях значительно отличалась от таковых при испытаниях отлова (слуховой, T 13 = -9,64, P <0,001; визуальный, T 13 = -10,78, P <0,001; тактильные, T 13 = -14,75, P <0,001) или мнимые испытания (слуховые, T 13 = 7.85, P <0,001; визуальный, T 13 = 6,24, P <0,001; тактильный, T 13 = 9,75, P <0,001). В целом поведенческие результаты сопоставимы с результатами других исследований (27, 28). Время индивидуальной реакции и характеристики приведены в приложении SI , таблица S2.

Событийная нейронная активность.

Чтобы сравнить постстимульную обработку для «обнаруженных» и «необнаруженных» испытаний, вызванные ответы были рассчитаны на уровне источника для начального эксперимента.Как общая закономерность для всех сенсорных модальностей, поля, связанные с событиями на уровне источника (ERF), усредненные по всем источникам мозга, показывают, что стимулы, о которых сообщалось, как обнаруженные, приводили к выраженной постстимульной нейронной активности, тогда как незарегистрированные стимулы не вызывали (рис.2 A ) . Подобные общие закономерности наблюдались для контрольного эксперимента с идентичным одномерным анализом ( SI Приложение , рис. S2). ERF значительно различались в течение усредненного периода времени со специфичностью, зависящей от сенсорной модальности, на которую нацелена стимуляция.Слуховые раздражители, о которых сообщалось, выявляют значительные различия по сравнению с необнаруженными испытаниями сначала между 190 и 210 мс, затем между 250 и 425 мс и, наконец, между 460 и 500 мс после появления стимула (рис. 2 A , Left ). Визуальная стимуляция, о которой сообщалось, как обнаруженная, вызывает большое увеличение амплитуды ERF по сравнению с необнаруженными испытаниями с 230 до 250 мс и от 310 до 500 мс после начала стимула (рис. 2 A , Средний ). Тактильная стимуляция, о которой сообщалось, как обнаруженная, вызывает раннее увеличение амплитуды ERF между 95 и 150 мс, а затем более позднюю активацию между 190 и 425 мс после начала стимула (рис.2 A , Правый ). В нашем протоколе такое раннее различие ERF для испытаний тактильной NT может быть связано с экспериментальной установкой, в которой стимуляция слуховых и зрительных целей возникла из фоновой стимуляции (постоянный белый шум и отображение на экране), тогда как тактильные стимулы остаются изолированными временными сенсорными целями (материалы ). и методы ).

Рис. 2.

NT исследует связанные с событиями реакции для различных сенсорных модальностей: слуховых ( слева, ), зрительных ( центр, ) и тактильных ( справа, ).( A ) Абсолютное значение на уровне источника (базовая линия, скорректированная для целей визуализации) среднего, связанного с групповым событием (сплошная линия) и SEM (заштрихованная область) в обнаруженном (красный) и необнаруженном (синий) состоянии для всех источников мозга . Значимые временные окна отмечены нижними сплошными линиями (черная линия: P с поправкой Бонферрони <0,05) для контраста обнаруженных и необнаруженных испытаний. Карты относительной локализации источников представлены в B для усредненного периода времени.( B ) Реконструкция источника значимого периода времени, отмеченного в A для контраста обнаруженных и необнаруженных испытаний, замаскированная на P с кластерной коррекцией <0,05.

Локализация источника этих конкретных интересующих периодов времени была выполнена для каждой модальности (рис. 2 B ). Слуховое состояние демонстрирует значительную раннюю активность источника, в основном локализованную в двусторонней слуховой корке, верхней височной борозде и правой нижней лобной извилине, тогда как поздний значительный компонент был в основном локализован в правой височной извилине, двусторонней прецентральной извилине и левой нижней и средней лобной извилине.Наблюдается большая активизация визуальных условий, включая первичные визуальные области; веретеновидная и известковая борозда; и активация большой лобно-теменной сети, включая двустороннюю нижнюю лобную извилину, нижнюю теменную борозду и поясную кору. Ранний контраст тактильной вызванной реакции показывает большое различие в активации мозга, включая первичные и вторичные соматосенсорные области, но также большое участие правой лобной активности. Поздний контраст тактильной вызванной реакции представляет активацию мозга, включая левую лобную извилину, левую нижнюю теменную извилину, двустороннюю височную извилину и дополнительную двигательную зону.

Различия во времени между обнаруженными и необнаруженными стимулами наиболее четко проявляются через 150–200 мс (см. Топографии в приложении SI , рис. S5). Это отличается при сравнении уловов и фиктивных испытаний, где можно наблюдать ранние различия (т. Е. До 150 мс) ( SI Приложение , рис. S1 и S5). Разница в задержке между обработкой тактильной стимуляции и другими модальностями менее выражена для этого состояния, когда цель явно присутствует или отсутствует.На сенсорном уровне для всех сенсорных модальностей различия начинаются относительно очаговыми ( SI Приложение , рис. S5) в предположительно сенсорных областях обработки и со временем становятся все более широко распространенными. Эти вызванные позже эффекты реакции описательно подобны тем, которые наблюдаются для стимулов, близких к пороговым, что подчеркивает их предполагаемую значимость для обеспечения сознательного доступа.

Декодирование и многомерный прожекторный анализ по времени и областям мозга.

Мы исследовали обобщение активации мозга во времени внутри и между различными сенсорными модальностями.С этой целью мы провели многомерный анализ восстановленной активности мозга на уровне источника из первоначального эксперимента. Анализ обобщения по времени, представленный в виде временной матрицы между 0 и 500 мс после начала стимула, показывает значительную точность декодирования для каждого условия (рис. 3 A ). Мы обучаем и тестируем наши классификаторы на 50% набора данных с одинаковой долей испытаний, исходящих из каждого отдельного цикла сбора данных, с компенсацией потенциальной усталости или эффекта привыкания в ходе экспериментов.Как видно на черных ячейках, расположенных по диагонали на рис. 3 A , перекрестное проверочное декодирование выполнялось в рамках той же сенсорной модальности. Однако недиагональные эритроциты на рис. 3 A представляют анализ декодирования между различными сенсорными модальностями. Внутри каждой ячейки данные, представленные по диагонали (пунктирная линия), показывают среднюю точность классификаторов для определенного момента времени, используемого для процедуры обучения и тестирования, тогда как недиагональные данные показывают потенциальную способность классификатора обобщать декодирование на основе другого обучения и тестирования. процедура по временным точкам.В самом деле, мы наблюдали способность одного и того же классификатора, обученного в конкретный момент времени, обобщать свои характеристики декодирования по нескольким временным точкам (см. Внедиагональное значимое декодирование внутри каждой ячейки на рис. 3 A ). Чтобы оценить этот результат, мы вычислили среднюю продолжительность значимого декодирования в моменты времени тестирования на основе различных моментов времени обучения (рис. 3 B ). В среднем, декодирование в рамках той же модальности, обобщение классификатора начинается через 200 мс, и мы наблюдали значительную максимальную точность классификации через 400 мс (рис.3 B , Верх ).

Рис. 3.

Повременный обобщающий анализ внутри и между сенсорными модальностями (для испытаний NT). Матрицы 3 × 3 результатов декодирования представлены во времени (от начала стимуляции до 500 мс после). ( A ) Каждая ячейка представляет результат MVPA прожектора с анализом обобщения времени от времени, где точность классификатора была значительно выше вероятности (50%) (замаскировано на P скорректировано <0,005).Для каждой матрицы временного обобщения классификатор был обучен в определенной временной выборке (вертикальная ось: время обучения) и протестирован на всех временных выборках (горизонтальная ось: время тестирования). Черная пунктирная линия соответствует диагонали матрицы временного обобщения, то есть классификатору, обученному и протестированному на одной временной выборке. Эта процедура применялась для каждой комбинации сенсорной модальности; То есть, представленный в строке Верхний представляет собой анализ декодирования, выполненный классификаторами, обученными слуховой модальности и протестированными на слуховой, визуальной и тактильной ( левый , центральный и правый столбцы, соответственно) для двух классов: обнаруженные и необнаруженные испытания.Ячейки, очерченные осями черных линий (на диагонали), соответствуют декодированию одной и той же сенсорной модальности, тогда как клетки, очерченные осями красных линий, соответствуют декодированию различных модальностей. ( B ) Сводка средних показателей обобщения по времени и декодирования с течением времени для всех анализов внутри модальности ( верхний : среднее значение на основе трех черных ячеек A ) и межмодального анализа ( низ : среднее на основе шести эритроцитов A ).Для каждой конкретной временной точки обучения по оси x вычислялась средняя продолжительность способности классификатора значительно обобщать моменты времени тестирования и отражалась по оси y . Кроме того, нормализованные средние значения достоверности классификаторов за все время тестирования для определенного момента времени обучения представлены в виде градиента цветовой шкалы.

Ранние различия, характерные для тактильной модальности, были уловлены классификационным анализом, показывая значительную точность декодирования уже через 100 мс без сильного временного обобщения для этой сенсорной модальности, тогда как слуховые и зрительные условия показывают значительное декодирование, начинающееся примерно через 250-300 мс после появление стимула.Такая ранняя динамика, характерная для тактильной модальности, могла бы объяснить недиагональную точность для всех промежуточных модальностей декодирования, в которых задействована тактильная модальность (рис. 3 A ). Интересно, что анализ обобщения во времени, касающийся декодирования между сенсорными модальностями (эритроциты на рис. 3 A ), выявил значительную максимальную генерализацию около 400 мс (рис. 3 B , Bottom ). В целом, анализ с обобщением по времени выявил временные кластеры, ограниченные поздней активностью мозга с максимальной точностью декодирования в среднем через 300 мс для всех условий.Сходство этого временного кластера по всем трем сенсорным модальностям предполагает универсальность такой активации мозга.

Ограниченные соответствующими значительными временными кластерами (рис. 3 A ), мы исследовали основные источники мозга, полученные в результате анализа прожектором внутри и между условиями (рис. 4). Декодирование в рамках той же сенсорной модальности показало более высокую достоверную точность в соответствующей сенсорной коре для каждого конкретного состояния модальности (рис. 4, графики мозга по диагонали).Кроме того, декодирование соматосенсорной модальности прожектором выявило также сильное вовлечение зрительной коры (рис.4, верхний ряд и левый столбец ), в то время как декодирование соматосенсорной модальности выявило вовлечение теменных областей, таких как предклинье (рис.4, нижний ). ряд и правый столбец ). Однако анализ декодирования прожектором между различными сенсорными модальностями выявил более высокую точность декодирования в лобно-теменных областях мозга в дополнение к различным первичным сенсорным областям (рис.4, графики мозга вне диагонали).

Рис. 4.

Пространственное распределение значимого прожектора, декодирующего MVPA, внутри и между сенсорными модальностями. Показаны исходные карты головного мозга для средней точности декодирования, ограниченной связанным с временным обобщением значимым по времени кластером (см. Рис. 3 A ). Карты мозга были пороговыми, показывая только 10% максимальной достоверной точности декодирования для каждого соответствующего кластера по времени. Очертание черной линией отделяет все карты мозга декодирования между сенсорными модальностями от перекрестной проверки в рамках одного анализа декодирования сенсорных модальностей по диагонали.

Декодирование и многомерный прожекторный анализ по всем сенсорным модальностям.

Мы дополнительно исследовали возможность декодирования обобщенных паттернов мозговой активности по всем сенсорным модальностям в одном анализе путем декодирования обнаруженных и необнаруженных испытаний по всем блокам вместе (рис. 5 A ). Первоначально мы выполнили этот конкретный анализ с данными из первого эксперимента и отдельно с данными из контрольного эксперимента, чтобы воспроизвести наши результаты и контроль потенциального смещения моторной реакции ( SI Приложение , рис.S3). Откладывая отображение ответа до момента после предъявления стимула случайным образом во время контрольного эксперимента, нейронные паттерны в течение соответствующих периодов предположительно не могут быть искажены выбором / подготовкой ответа. Важно отметить, что анализ, проведенный в контрольном эксперименте, использовал идентичные данные в приложении SI , рис. S3 B и C , но только назначение испытаний (т. Е. Два класса определения) для декодирования было различным: «обнаружено против необнаруженного» ( SI Приложение , рис.S3 B ) или «ответ против отсутствия ответа» ( SI Приложение , рис. S3 C ). Только декодирование сознательного отчета (то есть обнаруженного по сравнению с необнаруженным) показало значительные кластеры по времени ( SI Приложение , рис. S3 A и B ). Этот результат исключает мешающее влияние моторного отчета и снова убедительно свидетельствует о существовании общего супрамодального паттерна, связанного с сознательным восприятием.

Рис. 5.

Повременное обобщение и анализ декодирования прожектором мозга по всем сенсорным модальностям (для испытаний NT).Показаны обобщенные результаты как начального, так и контрольного экспериментов. ( A ) Результаты декодирования представлены во времени (от начала стимуляции до 500 мс после). Показан результат MVPA прожектора с временным обобщающим анализом «обнаруженных» и «необнаруженных» испытаний по всем сенсорным модальностям. На графике показаны временные кластеры, в которых точность классификатора была значительно выше уровня вероятности (50%) (замаскировано на P, , скорректировано, <0,005). Черная пунктирная линия соответствует диагонали матрицы временного обобщения, т.е.е., классификатор обучен и протестирован на одной и той же выборке времени. Горизонтальные черные линии разделяют временные окна (W1, W2 и W3) ( B ) Сводка среднего временного обобщения и производительности декодирования с течением времени ( A ). Для каждой конкретной временной точки обучения по оси x вычислялась средняя продолжительность способности классификатора значительно обобщать моменты времени тестирования и отражалась по оси y . Кроме того, нормализованные средние значения достоверности классификаторов за все время тестирования для определенного момента времени обучения представлены в виде градиента цветовой шкалы.На основе этого резюме были изображены три временных окна для исследования пространственного распределения декодирования прожектором (W1, [0–250] мс; W2, [250–350] мс; W3, [350–500] мс). ( C ) Пространственное распределение MVPA-декодирования значимого прожектора для значимых временных кластеров, изображенных в A и B . Для карт мозга был установлен порог, показывающий только 10% максимально значимой ( P скорректированной <0,005) точности декодирования для каждого соответствующего временного кластера.

Мы исследовали сходство результатов временного обобщения путем объединения данных из обоих экспериментов (рис. 5 A ). Мы проверили значительную временную динамику паттернов мозговой активности по всем нашим данным, принимая во внимание, что менее стабильные или похожие паттерны не выдерживают групповой статистики. В целом, способность одного классификатора к обобщению во времени, кажется, линейно увеличивается после критического момента времени около 100 мс. Мы показываем, что в то время как ранние паттерны (<250 мс) довольно недолговечны, временная обобщаемость увеличивается, показывая значения стабильности после ~ 350 мс (рис.5 В ). Чтобы проследить за потенциальными генераторами, лежащими в основе этих временных паттернов, мы изобразили результаты прожектора из трех конкретных временных окон (W1, W2 и W3) относительно декодирования с обобщением времени и распределения нормализованной точности во времени (рис. 5 C ). W1 от начала стимуляции до 250 мс отображает первое существенное декодирование прожектором, обнаруженное в этом анализе, W2 от 250 до 350 мс отображает первый период обобщения, когда точность декодирования низка, и, наконец, W3 от 350 до 500 мс представляет второй период обобщения по времени. где была обнаружена более высокая точность декодирования (рис.5 В ). Изображение результатов выделяет предклинье, островок, переднюю часть поясной извилины, а также лобные и теменные области, в основном задействованные в течение первого значимого временного окна (W1), в то время как главный значительный кластер второго временного окна (W2) расположен над левым прецентральным моторным кортикальным слоем. Интересно, что окно позднего времени (W3) показывает более сильное декодирование по сравнению с первичной сенсорной корой, где точность наиболее высока: язычная и калькариновая борозда, верхняя височная извилина и извилина Хешля, а также правая постцентральная извилина (рис.5 С ). Источники, представленные при анализе прожектором, предполагают сильное совпадение с функциональными сетями мозга, связанными с обнаружением внимания и значимости (29), особенно в самые ранние периоды времени (W1 и W2) ( SI, приложение , рис. S4).

Обсуждение

Чтобы нервный процесс был сильным соперником в качестве нейронного коррелята сознания, он должен иметь некоторое обобщение, например, по сенсорным модальностям. Это - несмотря на неявное предположение - никогда напрямую не проверялось.Чтобы решить эту важную проблему, мы исследовали стандартный эксперимент NT, нацеленный на три различных сенсорных модальности, чтобы изучить общую пространственно-временную активность мозга, связанную с сознательным восприятием, с использованием многомерного анализа и анализа прожектором. Наши результаты и выводы во многом зависят от актуальности задачи «парадигм, основанных на отчетах», в отличие от «парадигм отсутствия отчетов» (30). Участники выполнили задачу по обнаружению и сообщили о своем восприятии для каждого испытания. Было показано, что такие протоколы могут вызывать дополнительные поздние (после 300 мс) компоненты активности мозга по сравнению с другими парадигмами (31).Наши результаты, касающиеся реакций, вызванных постстимулом, согласуются с предыдущими исследованиями для каждой конкретной сенсорной модальности, показывая более сильную активацию мозга, когда стимуляция считалась воспринимаемой (27, 28, 32). Важно отметить, что, используя преимущества декодирования, мы предоставляем прямые доказательства общих электрофизиологических коррелятов сознательного доступа через сенсорные модальности.

ERF Различия во времени в зависимости от сенсорных модальностей.

Наши первые результаты предполагают значительные временные и пространственные различия, когда для исследования сенсорно-специфических вызванных реакций использовался одномерный контраст между обнаруженными и необнаруженными испытаниями.На уровне источника глобальная средняя активность группы выявила различные значимые периоды времени в соответствии с целевой сенсорной модальностью, где можно наблюдать модуляции вызванных ответов, связанных с обнаруженными испытаниями (рис. 2 A ). В слуховой и зрительной модальностях мы обнаружили в основном значимые различия через 200 мс. В слуховой области устойчивые реакции, модулируемые восприятием и вниманием, примерно через 200 мс от начала звука, были обнаружены в двусторонней слуховой и лобной областях с использованием МЭГ (33, 34).Предыдущее исследование с использованием MEG подтвердило эффекты, связанные с осознанием, через 240-500 мс после целевой презентации во время визуальной презентации (35).

Наши результаты показывают ранние различия в переходных ответах (для обнаруженного контраста и необнаруженного) для соматосенсорной области по сравнению с другими сенсорными модальностями и были ранее идентифицированы с помощью ЭЭГ примерно через 100 и 200 мс (36). Более того, предыдущие исследования МЭГ показали, что ранняя модуляция амплитуды сигнала мозга (<200 мс) связана с тактильным восприятием в задачах NT (28, 37, 38).Такие различия менее выражены в отношении контраста между попытками улова и фиктивными испытаниями по сенсорным модальностям ( SI Приложение , рис. S1). Раннее различие ERF для испытаний тактильной NT может быть связано с экспериментальной установкой, в которой стимуляция слуховых и зрительных целей возникла из фоновой стимуляции (постоянный белый шум и отображение на экране), тогда как тактильные стимулы остаются изолированными временными сенсорными целями. Несмотря на эти различия, анализ обобщения во времени смог уловить сходную активность мозга, происходящую в разных временных масштабах в этих трех сенсорных модальностях.

Локализация источников, выполненная с одномерными контрастами для каждой сенсорной модальности, предполагает различия в активации сети с некоторым вовлечением схожих областей мозга в поздних временных окнах, таких как нижняя лобная извилина, нижняя теменная извилина и дополнительная моторная область. Однако качественно похожие топографические закономерности, наблюдаемые при таком анализе, нельзя однозначно интерпретировать как аналогичные мозговые процессы. Важный вопрос заключается в том, можно ли использовать эти паттерны нейронной активности в рамках определенной сенсорной модальности для декодирования субъективного отчета о стимуляции в другом сенсорном контексте.Многовариантный анализ декодирования, который мы провели в следующем анализе, был направлен на ответ на этот вопрос.

Идентификация общей мозговой активности по сенсорным модальностям.

Анализ многомерного декодирования использовался для уточнения пространственно-временного сходства этих различных сенсорных систем. В целом, стабильные характеристики сигналов мозга были предложены как временная стабилизация распределенных корковых сетей, участвующих в сознательном восприятии (39). Используя точное временное разрешение сигнала МЭГ и анализ обобщения во времени, мы исследовали стабильность и временную динамику мозговой активности, связанной с сознательным восприятием через сенсорные системы.В дополнение к временному анализу в этом исследовании мы также использовали анализ на уровне источника как указание на возможное происхождение эффектов в мозге. Присутствие сходной мозговой активности может быть выявлено между модальностями с использованием такой техники, даже если значительная модуляция ERF распределяется во времени. Как и ожидалось, анализ обобщения времени между модальностями, включающий тактильные прогоны, показывает недиагональное значимое декодирование из-за ранней значительной активности мозга для тактильной модальности (рис.3 А ). Этот результат предполагает существование ранних, но схожих паттернов мозговой активности, связанных с сознательным восприятием в тактильной области по сравнению со слуховыми и зрительными модальностями.

Как правило, результаты декодирования выявили значительный временной кластер, начинающийся около 300 мс, с высокой точностью классификатора, что говорит в пользу поздней нейронной реакции, связанной с сознательным отчетом. Фактически, мы наблюдали способность одного и того же классификатора, обученного в определенные моменты времени с определенным условием сенсорной модальности, обобщать свои характеристики декодирования по нескольким временным точкам с той же или другой сенсорной модальностью.Этот результат говорит в пользу надрамодальных паттернов мозговой активности, которые стабильны и стабильны во времени. Кроме того, анализ прожектором по областям мозга дает попытку изобразить активацию сети мозга во время этих значительных кластеров обобщения времени. Обратите внимание, что, как видно из множества других исследований с использованием декодирования (22, 23, 40, 41), средняя точность может быть относительно низкой, но все же остается значительной на уровне группы. Обратите внимание, однако, что в отличие от многих других когнитивных нейробиологических исследований, использующих декодирование (41, 42), мы не применяем практику «субсредних» испытаний для создания «псевдо» одиночных испытаний, что естественным образом повышает среднюю точность декодирования (43).Кроме того, статистическая строгость нашего подхода подчеркивается тем фактом, что представленные результаты декодирования ограничиваются очень значимыми эффектами ( P исправлено <0,005; Материалы и методы ). Важно то, что мы воспроизвели наши результаты - применяя идентичные очень консервативные статистические пороги - во втором контрольном эксперименте, глядя на контраст отчета о сознательном восприятии независимо от активности двигательной реакции ( SI, приложение , рис.S3). Наши результаты согласуются с результатами предыдущих исследований в обосновании важности поздних паттернов активности как важнейших маркеров сознательного доступа (7, 44) и процессов принятия решений (10, 45).

Из-за настроек нашего протокола с небольшим количеством «ловушек» и «фиктивных» испытаний, мы решили сконцентрировать наш анализ на контрасте стимулов, близких к пороговым (обнаруженные и необнаруженные). Однако остаются интересные вопросы относительно обработки необнаруженных целей по сравнению с отсутствием стимулов.В будущих экспериментах следует исследовать такие вопросы, уравновешивая количество фиктивных испытаний («цель отсутствует») и испытаний, близких к пороговым, чтобы исследовать точную обработку необнаруженных целей в различных модальностях с использованием техник декодирования, аналогичных тем, которые представлены в этом эксперименте.

Кроме того, в этом исследовании мы исследовали области мозга, лежащие в основе временной динамики сознательного отчета, используя декодирование прожектором источника мозга. Зная ограничения такого анализа MEG и используя пространственно грубое разрешение сетки для вычислительной эффективности (3 см), мы ограничили отображение результатов основной максимальной точностью декодирования 10% по всем областям мозга прожектора.Некоторые из областей мозга, обнаруженные в нашем анализе прожектором, а именно глубокие структуры мозга, такие как островок и передняя поясная кора, являются общими с другими функциональными сетями мозга, такими как сеть значимости (46, 47). Также ранее было обнаружено, что верхняя и теменная кора головного мозга активируются требующими внимания когнитивными задачами (48). Следовательно, мы подчеркиваем, что из нашего исследования нельзя сделать вывод, что наблюдаемая сеть, обозначенная на рис. 5 C , предназначена исключительно для сознательного сообщения.В самом деле, декодирование с помощью ловли и мнимых испытаний также может вызывать схожую модель временного декодирования между модальностями по сравнению с анализом околопороговой стимуляции, говоря в пользу аналогичного зажигания общей сети при нормальном восприятии высококонтрастных стимулов для трех сенсорных модальностей. цель нашего эксперимента ( SI Приложение , рис. S6). Даже если этот дополнительный анализ должен быть предпринят с осторожностью из-за небольшого количества испытаний для этих условий в нашем протоколе ( SI Приложение , Таблица S1), он информативен в отношении участия обычных сетей мозга, обрабатывающих восприятие, в нашей задаче. .Фактически, мозговые сети, идентифицированные в этом исследовании, имеют общие области мозга и динамику с сетями внимания и значимости, которые остаются соответствующими механизмами для выполнения задачи NT. Интересно, что эта часть сети, по-видимому, более задействована во время начальной части процесса, до вовлечения моторных областей мозга (Fig. 5 C и SI Приложение , Fig. S4).

Некоторые области мозга, участвующие в моторном планировании, были идентифицированы с помощью нашего анализа, например, прецентральная извилина, и в принципе могут иметь отношение к предстоящему нажатию кнопки, чтобы сообщить о субъективном восприятии стимула.Мы специально нацелены на такую ​​предвзятость двигательной подготовки в рамках контрольного эксперимента, в котором участник не мог априори предсказать, как сообщить о сознательном восприятии (то есть о нажатии или удержании нажатия кнопки), пока не появится ответная подсказка. Важно отметить, что мы не обнаружили какого-либо значимого декодирования, когда испытания, используемые для анализа, были отсортированы по типу ответа (например, с фактическим нажатием кнопки участником или без него) по сравнению с субъективным отчетом об обнаружении ( SI Приложение , рис.S3 B и C ). Такие результаты могут говорить в пользу общего моторного планирования (49) или деятельности, связанной с процессами принятия решений, в таких парадигмах принудительного выбора (50, 51).

Позднее вовлечение всех первичных сенсорных кортик.

Некоторые результаты декодирования внутри модальностей выявили неспецифическое первичное вовлечение коры, в то время как декодирование выполнялось на другой сенсорной модальности. Например, во время слуховой стимуляции, близкой к пороговой, основная точность декодирования нейронной активности, предсказывающей сознательное восприятие, была обнаружена не только в слуховой, но и в зрительной коре головного мозга (рис.4, верхний ряд и левый столбец ). Интересно, что наш окончательный анализ показал и подтвердил, что первичные сенсорные области сильно участвуют в декодировании сознательного восприятия через сенсорные модальности. Более того, такие области мозга в основном были обнаружены в течение последнего исследованного периода времени после первого основного поражения лобно-теменных областей (рис. 5). Эти важные результаты предполагают, что сенсорная кора из определенной модальности содержит достаточно информации, чтобы позволить декодирование перцептивного сознательного доступа в другой другой сенсорной модальности.Эти результаты указывают на позднюю активную роль первичной коры над тремя различными сенсорными системами (Рис. 5). В одном исследовании сообщалось об эффективном декодировании категорий визуальных объектов в ранней соматосенсорной коре с использованием функциональной МРТ (FMRI) и многомерного анализа паттернов (52). Другой эксперимент с фМРТ показал, что сенсорная кора, по-видимому, модулируется через общую надрамодальную лобно-теменную сеть, что свидетельствует об общности механизма внимания в отношении ожидаемой слуховой, тактильной и визуальной информации (53).Тем не менее, в нашем исследовании мы демонстрируем, как локальная мозговая активность из разных сенсорных областей обнаруживает определенную динамику, позволяющую обобщать с течением времени, чтобы расшифровать поведенческий результат субъективного восприятия в другой сенсорной модальности. Эти результаты говорят в пользу интимных кросс-модальных взаимодействий между модальностями восприятия (54). Наши результаты повторяют более ранние сообщения (для нескольких модальностей в одном исследовании) о том, что сознательный доступ к околопороговым стимулам не вызван различиями в ранней, в основном восходящей активацией, а скорее включает более поздние широко распространенные и повторно входящие нейронные паттерны (2, 3 , 6).

Наконец, наши результаты показывают, что первичные сенсорные области остаются важными в латентный период после начала стимула для разрешения восприятия стимула по различным сенсорным модальностям. Мы предполагаем, что эта сеть могла бы улучшить обработку поведенческих сигналов, в данном случае сенсорных целей. Хотя интеграция классически унимодальных первичных сенсорных областей коры в иерархию обработки сенсорной информации хорошо известна (55), некоторые исследования предполагают мультисенсорную роль первичных корковых областей (56, 57).

Сегодня остается неизвестным, как такие мультисенсорные реакции могут быть связаны с несенсорными сознательными восприятиями человека. Поскольку сенсорные модальности обычно переплетаются в реальной жизни, наши выводы о супрамодальной сети, которая может поддерживать как сознательный доступ, так и функции внимания, имеют более высокую экологическую ценность, чем результаты предыдущих исследований сознательного восприятия для одной сенсорной модальности.

На самом деле, наши результаты согласуются с продолжающимися дебатами в нейробиологии, спрашивающими, в какой степени мультисенсорная интеграция проявляется уже в первичных сенсорных областях (57, 58).Исследования на животных предоставили убедительные доказательства того, что неокортекс по сути является мультисенсорным (59). Здесь наши данные говорят в пользу мультисенсорного взаимодействия в первичной и ассоциативной коре. Интересно, что предыдущее исследование фМРТ с использованием многомерного декодирования выявило различные механизмы, управляющие аудиовизуальной интеграцией первичной и ассоциативной коры, необходимой для пространственной ориентации и взаимодействия в мультисенсорном мире (60).

Заключение

Мы успешно охарактеризовали общие закономерности во времени и пространстве, предлагая обобщение связанной с сознанием активности мозга на различные сенсорные задачи NT.Наше исследование прокладывает путь для будущих исследований с использованием методов с более точным пространственным разрешением, таких как функциональная магнитно-резонансная томография, для детального изображения задействованной сети мозга. В этом исследовании сообщается о значительном пространственно-временном декодировании различных сенсорных модальностей в эксперименте по восприятию, близкому к пороговому. Действительно, наши результаты говорят в пользу существования стабильных и надрамодальных паттернов мозговой активности, распределенных во времени и вовлекающих, казалось бы, не связанные с задачами первичные сенсорные коры.Стабильность паттернов мозговой активности при различных сенсорных модальностях, представленная в этом исследовании, на сегодняшний день является наиболее прямым доказательством общей сетевой активации, ведущей к сознательному доступу (2). Более того, наши результаты дополняют недавние замечательные демонстрации применения методов декодирования и временного обобщения к MEG (21–23, 61) и показывают многообещающее применение методов MVPA для анализа прожектором на уровне источника с акцентом на временную динамику сознания. восприятие.

Материалы и методы

Участники.

Двадцать пять здоровых добровольцев приняли участие в первоначальном эксперименте, проведенном в Тренто, и 21 здоровый доброволец принял участие в контрольном эксперименте, проведенном в Зальцбурге. У всех участников было нормальное зрение или зрение с поправкой на нормальное, неврологических или психических расстройств не было. Три участника начального эксперимента и один участник контрольного эксперимента были исключены из анализа из-за чрезмерного количества артефактов в данных MEG, что привело к недостаточному количеству испытаний на одно условие после отклонения артефакта (менее 30 испытаний по крайней мере для одного условия).Кроме того, в каждом эксперименте шесть участников были исключены из анализа, потому что частота ложных срабатываний превышала 30% и / или уровень обнаружения, близкий к пороговому, был более 85% или ниже 15% по крайней мере для одной сенсорной модальности (из-за сбоя идентификации порога сложность использования отображения кнопки ответа во время контрольного эксперимента, также остается менее 30 испытаний по крайней мере для одного релевантного состояния в одной сенсорной модальности: обнаружено или необнаружено). Остальные 16 участников (11 женщин, средний возраст 28 лет.8 л; SD, 3,4 года) для начального эксперимента и 14 участников (9 женщин, средний возраст 26,4 года; SD, 6,4 года) для контрольного эксперимента сообщили о нормальном тактильном и слуховом восприятии. Комитет по этике Университета Тренто и Университета Зальцбурга, соответственно, одобрил протоколы экспериментов, которые использовались с письменного информированного согласия каждого участника.

Стимулы.

Чтобы участник не слышал никаких слуховых сигналов, вызванных пьезоэлектрическим стимулятором во время тактильной стимуляции, бинауральный белый шум подавался в течение всего эксперимента (включая тренировочные блоки).Слуховые стимулы подавались бинаурально с использованием MEG-совместимых трубных внутриканальных наушников (SOUNDPixx; VPixx Technologies). Короткие всплески белого шума длительностью 50 мс генерировались с помощью Matlab и умножались с помощью окна Ханнинга для получения мягкого включения и смещения. Участники должны были обнаружить короткие всплески белого шума, близкие к их порогу слуха (27). Интенсивность таких кратковременных целевых слуховых стимулов определялась до эксперимента, чтобы они возникали из фоновой стимуляции постоянным белым шумом.Визуальные стимулы представляли собой эллипсоид Габора (наклон 45 °; радиус 1,4 °; частота 0,1 Гц; фаза 90; сигма Гаусса 10), обратно проецируемый на полупрозрачный экран проектором Propixx DLP (VPixx Technologies) с частотой обновления 180 °. кадров в секунду. На черном фоне экрана в качестве точки фиксации использовался центральный серый круг фиксации (радиус 2,5 °) с центральной белой точкой. Стимулы предъявлялись в течение 50 мс в центре экрана на расстоянии 110 см. Тактильные стимулы подавались с помощью стимуляции в течение 50 мс на кончик левого указательного пальца с использованием модуля пьезоэлектрического стимулятора (Quaerosys) для одного пальца с стержнями 2 × 4, которые можно поднять максимум на 1 мм.Модуль был прикреплен к пальцу с помощью ленты, а левая рука участника была смягчена, чтобы предотвратить любое непреднамеренное давление на модуль (28). Для контрольного эксперимента (проведенного в другой лаборатории, например, в Зальцбурге) установки визуальной, слуховой и тактильной стимуляции были идентичны, но мы использовали другую систему вибротактильного стимулятора MEG / MRI (CM3; Cortical Metrics).

Задача и оформление.

Участники выполнили три блока задачи восприятия NT. Каждый блок включал три отдельных прогона (по 100 испытаний каждый) для каждой сенсорной модальности: тактильной (Т), слуховой (А) и визуальной (V).Короткий перерыв (~ 1 мин) отделял каждую пробежку, а более длительные перерывы (~ 4 мин) предоставлялись участникам после каждого блока. Внутри блока прогоны чередовались в одном и том же порядке внутри темы и были псевдослучайно распределены по темам (например, тема 1 = TVA-TVA-TVA; тема 2 = НДС-НДС-НДС;…). Участников попросили зафиксировать центральную белую точку в сером центральном круге в центре экрана на протяжении всего эксперимента, чтобы минимизировать движения глаз.

Был проведен короткий тренировочный цикл с 20 попытками, чтобы убедиться, что участники поняли задачу.Затем, в ходе трех различных тренировок перед основным экспериментом, индивидуальные пороги восприятия участников (тактильные, слуховые и визуальные) определялись в экранированной комнате. Для первоначального эксперимента использовалась процедура лестницы один вверх / один вниз с двумя произвольно чередующимися лестницами (одна вверх и одна вниз) с фиксированными размерами шагов. Для контрольного эксперимента мы использовали байесовский протокол активной выборки для оценки психометрического наклона и порога для каждого участника (62).После определения с помощью этих лестничных процедур все интенсивности стимуляции, близкие к пороговой, оставались стабильными в течение каждого блока всего эксперимента для данного участника. Все значения интенсивности стимуляции можно найти в SI Приложение , Таблица S1.

Основной эксперимент состоял из задачи обнаружения (рис. 1 A ). В начале каждого пробега участникам говорили, что в каждом испытании слабый стимул (тактильный, слуховой или визуальный в зависимости от пробежки) может быть представлен через случайные промежутки времени.Через пятьсот миллисекунд после начала действия целевого стимула участникам предлагалось указать, почувствовали ли они стимул, с помощью вопросительного знака на экране (максимальное время ответа: 2 с). Ответы давались с использованием MEG-совместимых блоков ответов с указательным и средним пальцами правой руки (сопоставление кнопок ответа было уравновешенным среди участников). Затем испытания были разделены на совпадения (обнаруженный стимул) и пропущенные (необнаруженный стимул) в соответствии с ответами участников. Испытания без ответа были отклонены.Испытания по улову (интенсивность стимуляции выше порога восприятия) и фиктивному (отсутствие стимуляции) были использованы для контроля ложных тревог и корректировки показателей отклонения в ходе эксперимента. Всего было проведено девять прогонов по 100 испытаний в каждом (всего 300 испытаний для каждой сенсорной модальности). Каждое испытание начиналось с переменного интервала (от 1,3 до 1,8 с, случайное распределение), за которым следовали экспериментальный стимул, близкий к пороговому (80 за запуск), мнимый стимул (10 за запуск) или стимул улова (10 за запуск), равный 50. мс каждый.Каждый запуск длился около 5 мин. Весь эксперимент длился ∼1 час.

В контрольном эксперименте использовались идентичные временные параметры. Однако для управления картированием моторной реакции использовалась особая конструкция экрана ответа. Для каждого испытания участники должны использовать разные карты ответов, связанные с цветом круга вокруг вопросительного знака на экране ответов. Использовались два цвета (синий или желтый), которые отображались случайным образом после каждого испытания во время контрольного эксперимента.Один цвет был связан с правилом сопоставления ответов «нажимайте кнопку, только если есть стимуляция» (для условия, близкого к пороговому, обнаружено), а другой цвет был связан с правилом сопоставления противоположных ответов «нажимайте кнопку, только если есть стимуляция». нет стимуляции »(для околопорогового состояния, не обнаружено). Связь между отображением одного ответа и определенным цветом (синим или желтым) была фиксированной для одного участника, но была предопределена случайным образом для разных участников. Важно отметить, что откладывая отображение ответа до момента после предъявления стимула (для индивидуума) непредсказуемым образом, нейронные паттерны в течение соответствующих периодов предположительно не могут быть искажены выбором / подготовкой ответа.Оба эксперимента были запрограммированы в Matlab с использованием пакета инструментов Psychophysics Toolbox с открытым исходным кодом (63).

Сбор и предварительная обработка данных MEG.

МЭГ было записано с частотой дискретизации 1 кГц с использованием 306-канальной (204 планарных градиентометра первого порядка, 102 магнитометров) системы VectorView MEG для первого эксперимента в Тренто и системы Triux MEG для контрольного эксперимента в Зальцбурге (Elekta -Neuromag Ltd.) в помещении с магнитным экраном (AK3B; Vakuumschmelze). Перед экспериментами для каждого участника были получены индивидуальные формы головы, включая реперные точки (назион и преаурикулярные точки) и около 300 оцифрованных точек на коже черепа с помощью дигитайзера Polhemus Fastrak.Положение головы людей относительно датчиков МЭГ непрерывно контролировалось в течение прогона с помощью пяти катушек. Движение головы внутри и между блоками не превышало 1 см.

Данные были проанализированы с использованием набора инструментов Fieldtrip (64) и набора инструментов CoSMoMVPA (65) в сочетании с MATLAB 8.5 (MathWorks). Сначала к непрерывным данным применялся фильтр верхних частот с частотой 0,1 Гц (КИХ-фильтр с полосой перехода 0,1 Гц). Затем данные были сегментированы от 1000 мс до начала до 1000 мс после начала целевой стимуляции и уменьшены до 512 Гц.Испытания, содержащие физиологические артефакты или артефакты приобретения, были отклонены. Процедура полуавтоматического обнаружения артефактов выявила статистические выбросы испытаний и каналов в наборах данных с использованием набора различных итоговых статистических данных (дисперсия, максимальная абсолютная амплитуда, максимальное значение z). Эти испытания и каналы были удалены из каждого набора данных. Наконец, данные были визуально проверены, и все оставшиеся испытания и каналы с артефактами были удалены вручную. Среди испытуемых было отклонено в среднем пять каналов (± 2 стандартное отклонение).Плохие каналы были исключены из всего набора данных. Подробный отчет об оставшемся количестве испытаний по каждому условию для каждого участника можно найти в SI Приложение , Таблица S1. Наконец, во всех дальнейших анализах и в каждой сенсорной модальности для каждого субъекта случайным образом было выбрано равное количество обнаруженных и необнаруженных испытаний, чтобы предотвратить любую систематическую ошибку в зависимости от условий (66).

Анализ источников.

Нейронная активность, вызванная началом стимула, была исследована путем вычисления ERF.Для всех анализов на уровне источника предварительно обработанные данные подвергались фильтрации нижних частот с частотой 30 Гц и проецировались на уровень источника с использованием анализа формирователя луча с линейно ограниченными минимальными отклонениями (LCMV) (67). Для каждого участника были рассчитаны модели головы с одной оболочкой реалистичной формы (68) путем сопоставления форм головы участников либо с их структурной МРТ, либо - когда не было индивидуальной МРТ (три участника и два участника, для начального эксперимента и контрольный эксперимент, соответственно) - со стандартным мозгом из Монреальского неврологического института (MNI), деформированным до индивидуальной формы головы.Сетка с разрешением 1,5 см на основе шаблона мозга MNI была преобразована в объем мозга каждого участника. Общий пространственный фильтр (для каждой точки сетки и каждого участника) был вычислен с использованием полей отведений и общей ковариационной матрицы с учетом данных из обоих условий (обнаруженных и необнаруженных или пойманных и фиктивных) для каждой сенсорной модальности отдельно. Ковариационное окно для расчета фильтра формирователя луча было основано на 200 мс до и 500 мс после стимула. Затем с помощью этого общего фильтра оценивалось пространственное распределение мощности для каждого испытания отдельно.Полученные данные были усреднены относительно начала стимула во всех условиях (обнаруженный, необнаруженный, пойманный и фиктивный) для каждой сенсорной модальности. Только для целей визуализации к усредненным данным уровня источника применялась базовая коррекция путем вычитания временного окна от предварительного стимула 200 мс до начала стимула. Основываясь на значительном различии между связанными с событиями полями двух состояний во времени для каждой сенсорной модальности, локализация источника была выполнена с ограничением конкретных интересующих временных окон.Все исходные изображения были интерполированы из исходного разрешения на раздутую поверхность головного мозга шаблона MNI, доступного в программном пакете Caret (69). Соответствующие координаты MNI и метки локализованных областей мозга были идентифицированы с помощью анатомического атласа мозга (атлас AAL; ссылка 70) и атласа сетевой парцелляции (29). Анализ источников данных МЭГ - это по своей сути недооцененная проблема, и единственного решения не существует. Кроме того, невозможно избежать утечки из источника, что еще больше снижает точность любого анализа.Наконец, мы напоминаем читателю, что мы не ожидаем точности более 3 см от наших результатов, потому что мы использовали стандартную локализацию источника LCMV с сеткой 1,5 см. Другими словами, исходные графики следует рассматривать как довольно убедительные доказательства только для основных областей мозга.

Декодирование MVPA.

MVPA-декодирование выполнялось в течение периода от 0 до 500 мс после появления стимула на основе нормализованных (оцененных по z) данных источника с пониженной дискретизацией до 100 Гц (то есть с временными шагами 10 мс).Мы использовали многомерный анализ паттернов, реализованный в CoSMoMVPA (65), чтобы определить, когда и какой тип общей сети между сенсорными модальностями активируется во время задачи обнаружения, близкого к пороговому. Мы определили два класса для декодирования, связанных с поведенческим результатом задачи (обнаруженный и необнаруженный). Для декодирования в рамках одной и той же сенсорной модальности исходные данные однократного испытания были случайным образом отнесены к одному из двух фрагментов (половина исходных данных).

Для декодирования всех сенсорных модальностей вместе данные единичного пробного источника были псевдослучайно назначены одному из двух фрагментов с половиной исходных данных для каждой сенсорной модальности в каждом фрагменте.Данные были классифицированы с использованием процедуры двойной перекрестной проверки, когда байесовский классификатор предсказал условия испытаний в одном фрагменте после обучения на данных из другого фрагмента. Для декодирования между различными сенсорными модальностями исходные данные одного испытания одной модальности были назначены одному тестируемому блоку, а испытания из других модальностей были назначены обучающему блоку. Количество целевых категорий (например, обнаруженные / необнаруженные) было сбалансировано в каждом обучающем разделе и для каждой сенсорной модальности.Данные испытаний в равной степени разделены на блоки (т.е. у нас есть одинаковое количество трех прогонов и испытаний блока для каждой модальности в каждом отдельном блоке, используемом для классификации). Разделы обучения и тестирования всегда содержали разные наборы данных.

Во-первых, метод временного обобщения был использован для исследования способности каждого классификатора в разные моменты времени в обучающей выборке обобщать для каждой временной точки в наборе тестирования (21). В этом анализе мы использовали особенности локальных окрестностей во временном пространстве (временной радиус 10 мс: для каждого временного шага мы включали в качестве дополнительных функций предыдущую и следующую временные точки выборки).Мы сгенерировали матрицы временного обобщения точности декодирования задач (обнаружено / необнаружено), сопоставив время обучения классификатора со временем его тестирования. Обобщение точности декодирования с течением времени рассчитывалось для всех испытаний и систематически зависело от конкретного меж- или внутрисенсорного декодирования. Сообщаемая средняя точность классификатора для каждой временной точки соответствует среднему групповому значению индивидуального эффекта: способности классификаторов отличать обнаруженные испытания от необнаруженных испытаний.Мы суммировали временное обобщение, сохранив лишь значительную точность для декодирования каждой сенсорной модальности. Точности значимых классификаторов были нормализованы между 0 и 1, yt = xt − min (x) max (x) −min (x), [1]

, где x - переменная всех значимых точности декодирования, а xt - заданная значимая точность в момент времени t. Затем нормализованная точность (yt) была усреднена для значительного времени тестирования и условий декодирования. Количество значимых обобщений классификатора по временным точкам тестирования и соответствующие усредненные нормализованные точности были представлены по измерению времени обучения (рис.3 B и 5 B ). Для всех значимых моментов времени, определенных ранее, мы провели «прожекторный» анализ по источникам мозга и структуре временного соседства. В этом анализе мы использовали особенности локальных окрестностей в исходном и временном пространстве. Мы использовали временной радиус 10 мс и радиус источника 3 см. Все результаты значимой точности прожектора были усреднены по времени, и только максимальная достоверность 10% была указана на картах мозга для каждого условия декодирования сенсорной модальности (рис.4) или для всех условий вместе (рис. 5 C ).

Наконец, мы применили тот же тип анализа ко всем сенсорным модальностям, взяв все блоки вместе с обнаруженными и необнаруженными испытаниями NT (уравновешенными в каждой сенсорной модальности). Для контрольного эксперимента мы уравняли испытания на основе дизайна 2 × 2 с отчетом об обнаружении (обнаружено или необнаружено) и типом ответа («нажатие кнопки = ответ» или «нет ответа»), так что мы получили такое же количество испытаний. внутри каждой категории (т.е., класс) для каждой сенсорной модальности. Мы выполнили аналогичный анализ декодирования, используя другое определение класса: либо обнаруженный, либо необнаруженный, либо ответ против отсутствия ответа ( SI Приложение , рис. S3 B и C ).

Статистический анализ.

Показатели обнаружения в экспериментальных испытаниях были статистически сравнены с показателями вылова и фиктивных испытаний с использованием зависимых выборок t тестов. Что касается данных МЭГ, то основной статистический контраст был между испытаниями, в которых участники сообщали об обнаружении стимула, и испытаниями, в которых они этого не делали (обнаружено vs.необнаружены).

Вызванный ответ на уровне источника тестировался на уровне группы для каждой из сенсорных модальностей. Чтобы устранить полярность, статистические данные были рассчитаны на основе абсолютных значений откликов, связанных с событиями на уровне источника. На основе глобального среднего значения всех точек сетки мы сначала определили соответствующие периоды времени с максимальной разницей между условиями (обнаруженные и необнаруженные), выполнив групповой анализ с последовательными зависимыми тестами t между 0 и 500 мс после начала действия стимула с использованием скользящего окна. 30 мс с перекрытием 10 мс.Значения P были скорректированы для множественных сравнений с использованием поправки Бонферрони. Затем, чтобы получить пространственные генераторы этого эффекта, обнаруженные и необнаруженные условия были сопоставлены для конкретных периодов времени с помощью группового статистического анализа с использованием непараметрических тестов перестановки на основе кластеров с рандомизацией Монте-Карло по точкам сетки, контролирующим множественные сравнения (71).

Результаты многомерного анализа прожектором, различающего условия, были протестированы на уровне группы путем сравнения полученных индивидуальных карт точности с уровнем вероятности (50%) с использованием непараметрического подхода, реализованного в CoSMoMVPA (65), приняв 10000 перестановок для генерации нулевого распределения.Значения P были установлены на P <0,005 для коррекции на уровне кластера для контроля множественных сравнений с использованием беспорогового метода кластеризации (72), который был использован и подтвержден для данных MEG / EEG (40, 73) . Результаты обобщения по времени на уровне группы были определены с использованием маски с скорректированным z-показателем> 2,58 (или P с поправкой <0,005) (рис. 3 A и 5 A ). Временные точки, превышающие этот порог, были идентифицированы и зарегистрированы для каждого временного интервала обучающих данных, чтобы визуализировать, насколько долгое обобщение было значимым для данных тестирования (рис.3 B и 5 B ). Карты мозга со значительной точностью, полученные в результате анализа прожектором в ранее определенные моменты времени, были представлены для каждого условия декодирования. Максимальные 10% усредненной точности были изображены для каждого значимого кластера декодирования на картах мозга (рис. 4 и 5).

Доступность данных.

Версия данных с пониженной дискретизацией (до 100 Гц) доступна в общедоступном репозитории OSF (https://osf.io/E5PMY/). Исходные необработанные данные без повторной выборки доступны по разумному запросу у соответствующего автора.Код анализа данных доступен в репозитории GitLab соответствующего автора (https://gitlab.com/gaetansanchez).

Благодарности

Эта работа была поддержана Европейским исследовательским советом (ERC) (Окно в сознание [WIN2CON], Стартовый грант ERC [StG] 283404). Мы благодарим Джулию Фрей за ее огромную поддержку во время сбора данных.

Сноски

  • Авторы: G.S. и N.W. спланированное исследование; G.S., T.H., M.F. и G.D. проводили исследования; Т.Х. и Г.Д. предоставили новые реагенты / аналитические инструменты; G.S. проанализировал данные; и G.S. и N.W. написал газету.

  • Авторы заявляют об отсутствии конкурирующей заинтересованности.

  • Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

  • Размещение данных: версия исходных данных с пониженной дискретизацией (до 100 Гц) доступна в общедоступном репозитории OSF (https://osf.io/E5PMY/). Исходные данные без повторной выборки доступны по разумному запросу у соответствующего автора.Код анализа данных доступен в репозитории GitLab соответствующего автора (https://gitlab.com/gaetansanchez).

  • Эта статья содержит вспомогательную информацию в Интернете по адресу https://www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1912584117/-/DCSupplemental.

  • Copyright © 2020 Автор (ы). Опубликовано PNAS.

Что такое восприятие?

Восприятие - это чувственное восприятие мира. Он включает в себя как распознавание стимулов окружающей среды, так и действия в ответ на эти стимулы.

В процессе восприятия мы получаем информацию о свойствах и элементах окружающей среды, которые имеют решающее значение для нашего выживания. Восприятие не только создает наше восприятие окружающего мира; это позволяет нам действовать в нашей среде.

Что такое восприятие?

Восприятие включает пять чувств; прикосновение, зрение, звук, запах и вкус. Он также включает в себя так называемую проприоцепцию, набор чувств, включающий способность обнаруживать изменения в положении и движениях тела.Он также включает когнитивные процессы, необходимые для обработки информации, такие как распознавание лица друга или обнаружение знакомого запаха.

Узнайте больше о том, как мы переходим от обнаружения раздражителей в окружающей среде к действительным действиям на основе этой информации.

Типы восприятия

Некоторые из основных типов восприятия включают:

  • Видение
  • Сенсорный
  • Звук
  • Вкус
  • Запах

Есть также другие чувства, которые позволяют нам воспринимать такие вещи, как баланс, время, положение тела, ускорение и восприятие внутренних состояний.Многие из них являются мультимодальными и включают несколько сенсорных модальностей. Социальное восприятие или способность определять и использовать социальные сигналы о людях и отношениях - еще один важный тип восприятия.

Как это работает

Процесс восприятия - это последовательность шагов, которая начинается с окружающей среды и приводит к нашему восприятию стимула и действия в ответ на стимул. Это происходит постоянно, но вы не тратите много времени на размышления о реальном процессе , который происходит, когда вы воспринимаете множество стимулов, которые окружают вас в любой данный момент.

Например, процесс преобразования света, падающего на сетчатку глаза, в реальный визуальный образ происходит бессознательно и автоматически. Незначительные изменения давления на вашу кожу, которые позволяют вам без единой мысли почувствовать, как появляются предметы.

Восприятие действует как фильтр, который позволяет нам существовать и интерпретировать мир, не перегружая себя обилием раздражителей.

Шаги в процессе восприятия

  1. Экологический стимул
  2. Обслуживаемый стимул
  3. Изображение на сетчатке
  4. Трансдукция
  5. Нейронная обработка
  6. Восприятие
  7. Признание
  8. Действие

Воздействие восприятия

Чтобы увидеть влияние восприятия, может быть полезно посмотреть, как работает этот процесс.Это несколько различается во всех смыслах. В случае зрительного восприятия:

  1. Стимул окружающей среды: Мир полон стимулов, которые могут привлекать внимание с помощью различных органов чувств. Стимул окружающей среды - это все, что может быть воспринято в окружающей среде.
  2. Посещаемый стимул: Посещаемый стимул - это конкретный объект в окружающей среде, на котором сосредоточено внимание.
  3. Изображение на сетчатке: Свет проходит через роговицу и зрачок на хрусталик глаза.Роговица помогает фокусировать свет, когда он попадает в глаз, а радужная оболочка глаза контролирует размер зрачков, чтобы определить, сколько света пропускать. Роговица и хрусталик действуют вместе, проецируя перевернутое изображение на сетчатку.
  4. Transduction: Затем изображение на сетчатке преобразуется в электрические сигналы в процессе, известном как преобразование. Это позволяет передавать визуальные сообщения в мозг для интерпретации.
  5. Нейронная обработка: Затем электрические сигналы подвергаются нейронной обработке.Путь, по которому следует конкретный сигнал, зависит от того, какой это сигнал (то есть звуковой или визуальный сигнал).
  6. Восприятие: На этом этапе процесса вы воспринимаете объект стимула в окружающей среде. Именно в этот момент вы осознаете стимул.
  7. Распознавание: Восприятие - это не просто осознанное осознавание стимулов. Мозгу также необходимо категоризировать и интерпретировать то, что вы чувствуете.Способность интерпретировать и придавать значение объекту - следующий шаг, известный как узнавание.
  8. Действие: Фаза действия восприятия включает в себя некоторый тип двигательной активности, которая возникает в ответ на воспринимаемый и распознанный стимул. Это может быть серьезное действие, такое как бег к человеку, терпящему бедствие, или что-то столь же незаметное, как моргание глазами в ответ на клубы пыли, разносящиеся по воздуху.

Процесс восприятия позволяет вам познавать окружающий мир и взаимодействовать с ним подходящими и значимыми способами.

Найдите минутку, чтобы подумать обо всем, что вы воспринимаете ежедневно. В любой момент вы можете увидеть знакомые предметы в своем окружении, почувствовать прикосновение предметов и людей к своей коже, почувствовать запах домашней еды и услышать звук музыки, играющей в квартире вашего соседа. Все это помогает сформировать ваш сознательный опыт и позволяет вам взаимодействовать с людьми и объектами вокруг вас.

Советы и хитрости

Есть некоторые вещи, которые могут помочь вам лучше воспринимать окружающий мир - или, по крайней мере, сосредоточиться на важных вещах.

  • Обратите внимание. Восприятие требует от вас внимания к окружающему миру. Это может включать все, что можно увидеть, потрогать, попробовать, понюхать или услышать. Это может также включать чувство проприоцепции, такое как движения рук и ног или изменение положения тела по отношению к объектам в окружающей среде.
  • Осмыслите то, что вы воспринимаете. Стадия узнавания - важная часть восприятия, поскольку она позволяет вам разобраться в окружающем мире.Помещая объекты в значимые категории, вы можете понять и отреагировать соответствующим образом.
  • Примите меры. Заключительный этап процесса восприятия включает в себя какое-то действие в ответ на раздражитель окружающей среды. Это может включать в себя множество действий, например, повернуть голову, чтобы рассмотреть поближе, или отвернуться, чтобы посмотреть на что-то еще.

Возможные ловушки

Процесс восприятия не всегда проходит гладко, и есть ряд вещей, которые могут мешать восприятию.Расстройства восприятия - это когнитивные состояния, которые характеризуются нарушением способности воспринимать объекты или концепции.

Некоторые расстройства, которые могут повлиять на восприятие, включают:

  • Синдромы пространственного пренебрежения, при которых не уделяется внимания раздражителям на одной стороне тела
  • Прозопагнозия, заболевание, затрудняющее распознавание лиц
  • Афантазия, состояние, характеризующееся неспособностью визуализировать вещи в своем уме
  • Шизофрения, характеризующаяся ненормальным восприятием реальности

Некоторые из этих состояний могут быть вызваны генетикой, а другие являются результатом инсульта или травмы головного мозга.

История восприятия

Интерес к восприятию восходит к временам древнегреческих философов, интересовавшихся тем, как люди познают мир и обретают понимание.

Когда психология стала отдельной от философии наукой, исследователи заинтересовались пониманием того, как работают различные аспекты восприятия, особенно восприятие цвета. Помимо понимания основных физиологических процессов, которые происходят, психологи также интересовались пониманием того, как разум интерпретирует и организует эти восприятия.Гештальт-психологи предложили целостный подход, предполагая, что сумма больше, чем сумма ее частей.

Когнитивные психологи также работали над тем, чтобы понять, как мотивации и ожидания могут играть роль в процессе восприятия.

Сегодня исследователи также работают над изучением восприятия на нервном уровне и выясняют, как травмы, состояния и вещества могут повлиять на восприятие.

(PDF) Способности восприятия: способы презентации или способы взаимодействия?

Херли, С.L. (1998), Сознание в действии (Кембридж, Массачусетс: Гарвардский университет -

sity Press).

Kandel, E.R., Schwartz, J.H. И Джессел Т. (1995), Основы неврологии

и поведения (Лондон: McGraw-Hill).

МакГанн, М., Де Джегер, Х. (2009), «Самостоятельные и другие непредвиденные обстоятельства: реализация социального восприятия

», Феноменология и когнитивные науки, 8 (4), стр. 417–37.

McGurk, H, & McDonald, J. (1976), «Слышание губ и видение голосов», Nature,

264, стр.746–48.

Meijer, P. (1992), «Экспериментальная система для представления слуховых образов»,

IEEE Transactions on Biomedical Engineering, 39, pp. 112–21.

Мерло-Понти, М. (1962), Феноменология восприятия (Лондон:

Рутледж и Кеган Пол).

Myin, E, & O’Regan, J.K. (2002), «Перцептивное сознание, доступ к модальности

и теории навыков: способ натурализации феноменологии?», Journal of Conscious-

ness Studies, 9 (1), стр.27–45.

Ньютон, Н. (1996), Основы понимания (Амстердам: Джон Бенджаминс

Publishing Co.).

Ноэ, А. (2004), Действие в восприятии (Кембридж, Массачусетс: MIT Press).

О'Реган, Дж. К., Мьин, Э. и Ноэ, А. (2005), «Сенсорное сознание объяснено

(лучше) с точки зрения« телесности »и« способности оповещения »», Феноменология и

Когнитивные науки , 4 (4), стр. 369–87.

О’Реган, Дж. К., & Ноэ, А. (2001a), «Сенсомоторное описание зрительного сознания -

ness», Behavioral and Brain Sciences, 11 (5), pp.939–73.

O’Regan, J.K. И Ноэ, А. (2001b), «Что это такое: асенсоримоторная теория восприятия

», Synthese, 129, стр. 79–103.

Розенблюм, Л., Шмуклер, М. и Джонсон, Дж. (1997), «Эффект Мак-Герка у младенцев

», Восприятие и психофизика, 59, стр. 347–57.

Шамс, Л., Камитани, Ю. и Шимодзё, С. (2000), «То, что вы видите, то и слышите»,

Nature, 408, p. 788.

Шамс, Л., Камитани, Ю. и Шимодзё, С.(2001), «Звук изменяет вызванный зрительный потенциал -

у людей», Journal of Vision, 12, стр. 3849–52.

Шимоджо, С. и Шамс, Л. (2001), «Сенсорные модальности не являются отдельными модальностями:

пластичность и взаимодействия», Current Opinion in Neurobiology, 11, pp. 505–509.

Томпсон, Э. (2007), Разум в жизни: биология, феноменология и науки о разуме

Разум (издательство Гарвардского университета).

Томпсон, Э. и Стэплтон, М. (2009), «Осмысление смысла: размышления о теориях активного и расширенного разума», Topoi, 28, стр.23–30.

Варела, Ф.Дж. (1979), Принципы биологической автономии (Норуолк, Коннектикут: Appleton &

Lange).

Варела, Ф.Дж. (1991), «Организм: сеть самоотверженных я», В А. Таубере (ред.),

Организм: истоки самости (Дордрехт: Клувер).

Варела, Ф.Дж. (1997), «Образцы жизни: переплетение идентичности и познания», Мозг

и познание, 34 (1), стр. 72–87.

Варела, Ф. Дж., Томпсон, Э. и Рош, Э. (1991), Воплощенный разум (Кембридж,

MA: MIT Press).

Виолентьев А., Шимоджо С. и Шамс Л. (2005), «Визуальная иллюзия, вызванная прикосновением»,

Neuroreport, 16, стр. 1107–11.

Вебер А. и Варела Ф. Дж. (2002), «Жизнь после Канта: естественные цели и

автопоэтические основы биологической индивидуальности», Феноменология и когнитивные науки

, 1 (2), стр. 97–125 .

Статья получена в мае 2008 г., отредактирована в июне 2009 г.

94 M. McGANN

Авторские права (c) Выходные данные Academic 2010

Только для личного использования - не для воспроизведения

12.1С: Сенсорные модальности - Медицина LibreTexts

Сенсорная модальность (также называемая модальностью стимула) - это аспект стимула или то, что воспринимается после стимула.

Цели обучения

  • Описать сенсорные модальности периферической нервной системы

Ключевые моменты

  • К основным сенсорным модальностям относятся: свет, звук, вкус, температура, давление и запах.
  • Широко приемлемое определение смысла: система, которая состоит из группы типов сенсорных клеток, реагирующих на конкретное физическое явление и соответствующих определенной группе областей в мозгу, где сигналы принимаются и интерпретируются.
  • Мультимодальное восприятие - это способность нервной системы млекопитающих сочетать различные входы сенсорной системы. Ноцицепция (физиологическая боль) сигнализирует о повреждении нервов или тканях. Три типа болевых рецепторов: кожные (кожа), соматические (суставы и кости) и висцеральные (органы тела).
  • Проприоцепция, кинестетическое чувство, обеспечивает теменную кору головного мозга информацией об относительном положении частей тела.

Ключевые термины

  • терморецепция : физиологический ответ на относительные или абсолютные изменения температуры.
  • модальность : Также известная как модальность стимула, это одна из характеристик сложного стимула; например, температура, давление, звук или вкус.
  • utricle : Стимулирует волосковые клетки внутреннего уха для определения движения и ориентации.
  • мешочек : слой сенсорных клеток, расположенных во внутреннем ухе, который переводит движения головы в нервные импульсы, которые мозг может интерпретировать.
  • циркадный ритм : любой биологический процесс, который демонстрирует эндогенные, увлекаемые колебания продолжительностью около 24 часов.
  • ultradian : повторяющийся период или цикл, повторяющийся в течение 24-часового циркадного дня.
  • механорецепция : физиологический ответ на механические силы, такие как давление, прикосновение и вибрация.
  • биполярная клетка : Специализированный сенсорный нейрон для передачи особых чувств.

Обнаружение

Чувства - это преобразователи из физического мира в царство разума. Другое широко приемлемое определение смысла: система, которая состоит из группы типов сенсорных клеток, реагирующих на конкретное физическое явление и соответствующих определенной группе областей в мозгу, где сигналы принимаются и интерпретируются.

Споры о количестве органов чувств обычно возникают вокруг классификации различных типов клеток и их сопоставления с областями мозга.

Сенсорные модальности

Сенсорная модальность (также называемая модальностью стимула) - это аспект стимула или то, что воспринимается после стимула. Термин «сенсорная модальность» часто используется как синоним смысла. К основным сенсорным модальностям относятся: свет, звук, вкус, температура, давление и запах.

Легкая модальность

Сенсорная модальность зрения - свет.Чтобы воспринимать световой раздражитель, глаз должен сначала преломить свет, чтобы он попадал прямо на сетчатку. Преобразование света в нервную активность происходит через фоторецепторы сетчатки.

Когда частица света попадает на фоторецепторы глаза, фотопигмент фоторецептора претерпевает химическое изменение, приводящее к цепочке химических реакций. Сообщение отправляется нейрону, называемому биполярной клеткой, с помощью нервного импульса. Наконец, сообщение отправляется в ганглиозную клетку, а затем, наконец, в мозг.

Модальность звука

Сенсорная модальность прослушивания - звук. Звук создается за счет давления воздуха. Вибрирующий объект сжимает окружающие молекулы воздуха по мере движения к заданной точке и расширяет молекулы по мере удаления от точки.

Барабанная перепонка стимулируется колебаниями воздуха. Он собирает и отправляет эти колебания рецепторным клеткам. Косточки (три крошечные косточки в среднем ухе) передают вибрации заполненной жидкостью улитке (спиральный слуховой орган в форме раковины внутреннего уха).Вибрации проходят через жидкость в улитке, где воспринимающий орган может это почувствовать.

Вкусовая модальность

Вкусовые стимулы встречаются рецепторными клетками, расположенными во вкусовых сосочках языка и глотки. Рецепторные клетки распространяются на разные нейроны и передают сообщение об определенном вкусе в одном мозговом ядре.

Восприятие вкуса создается путем объединения нескольких сенсорных входов. Различные способы помогают определить восприятие вкуса.

Температурный режим

Температурный режим возбуждает или вызывает симптом через холодную или горячую температуру. Кожная соматосенсорная система обнаруживает изменения температуры.

Тепловые стимулы от заданного значения гомеостаза возбуждают чувствительные нервы в коже, зависящие от температуры. Специфические термочувствительные волокна реагируют на тепло и холод.

Модальность давления

Тактильная стимуляция может быть прямой, например, через физический контакт, или косвенной, например, с помощью инструмента или зонда.Тактическое восприятие дает информацию о кожных стимулах (давление, вибрация и температура), кинестетических стимулах (движения конечностей) и проприоцептивных стимулах (положение тела).

Обоняние

Обоняние называется обонянием. Материалы постоянно выделяют молекулы, которые попадают в нос или попадают в организм через дыхание. Внутри носовых камер находится нейроэпителиальная выстилка.

Он содержит рецепторы, отвечающие за обнаружение молекул, которые достаточно малы, чтобы чувствовать запах.Эти рецепторные нейроны затем синапсируют с обонятельным черепным нервом, который отправляет информацию в обонятельные луковицы мозга для начальной обработки.

Мультимодальное восприятие

Мультимодальное восприятие - это способность нервной системы млекопитающих комбинировать все различные входные данные сенсорной системы для улучшения обнаружения или идентификации конкретного стимула.

Интеграция всех сенсорных модальностей происходит, когда мультимодальные нейроны получают сенсорную информацию, которая перекрывается с различными модальностями.Мультимодальное восприятие вступает в силу, когда унимодальный стимул не дает ответа.

Мультисенсорное восприятие : Это диаграмма того, как мультимодальное восприятие создается путем наложения и комбинирования различных входных сигналов от сенсорных систем.

Дополнительные чувства

Баланс (или равновесие) - это чувство, которое позволяет организму ощущать движение, направление и ускорение тела, а также достигать и поддерживать постуральное равновесие и баланс.Органом равновесия восприятия является вестибулярный лабиринт, находящийся в обоих внутренних ушах.

С технической точки зрения, этот орган отвечает за два чувства: угловой момент и ускорение (известные вместе как равновесие). Вестибулярный нерв передает информацию от сенсорных рецепторов в трех ампулах, каждая из которых воспринимает движение жидкости в трех полукружных каналах, вызванное трехмерным вращением головы.

Вестибулярный нерв также проводит информацию от матки и мешочка; они содержат похожие на волосы сенсорные рецепторы, которые изгибаются под весом отолитов (маленькие кристаллы карбоната кальция), которые обеспечивают инерцию, необходимую для обнаружения вращения головы, линейного ускорения и направления силы тяжести.

Внутреннее ухо : Анатомия внутреннего уха, показывающая матку, мешочек и вестибулярный нерв.

Термоцепция - это ощущение тепла или отсутствия тепла (холода) кожей и внутренними кожными ходами. Восприятие изменений температуры в этих областях называется тепловым потоком (скоростью теплового потока).

Существуют специализированные рецепторы холода (понижающейся температуры) и тепла. Рецепторы холода определяют направление ветра, которое играет важную роль в обонянии животного.Рецепторы тепла чувствительны к инфракрасному излучению и могут встречаться в специализированных органах, например, у гадюк.

Терморецепторы в коже сильно отличаются от гомеостатических терморецепторов в головном мозге (гипоталамусе), которые обеспечивают обратную связь по внутренней температуре тела.

Проприоцепция, кинестетическое чувство, обеспечивает теменную кору головного мозга информацией об относительном положении частей тела. Неврологи проверяют это чувство, говоря пациентам, чтобы они закрыли глаза и коснулись своего носа кончиком пальца.Предполагая правильную проприоцептивную функцию, человек никогда не потеряет осознание того, где на самом деле находится его рука, даже если это не обнаруживается никакими другими органами чувств. Проприоцепция и прикосновение тонко связаны, и их нарушение приводит к глубокому и удивительному дефициту восприятия и действий.

Ноцицепция (физиологическая боль) сигнализирует о повреждении нерва или другой ткани. Три типа болевых рецепторов: кожные (кожа), соматические (суставы и кости) и висцеральные (органы тела).

Ранее считалось, что боль - это просто перегрузка рецепторов давления, но исследования в первой половине 20-го века показали, что боль - это особый феномен, который переплетается со всеми другими чувствами, включая осязание.

Хроноцепция относится к тому, как течение времени воспринимается и переживается. Хотя чувство времени не связано с конкретной сенсорной системой, психологические и нейронаучные исследования показывают, что человеческий мозг действительно имеет систему, управляющую восприятием времени.

Он состоит из высоко распределенной системы, включающей кору головного мозга, мозжечок и базальные ганглии. Один конкретный компонент, супрахиазматическое ядро, отвечает за циркадный (суточный) ритм, в то время как другие кластеры клеток, по-видимому, способны измерять более короткое (ультрадианное) время.

ЛИЦЕНЗИИ И АТРИБУЦИИ

CC ЛИЦЕНЗИОННЫЙ КОНТЕНТ, ПРЕДЫДУЩИЙ РАЗДЕЛ

CC ЛИЦЕНЗИОННОЕ СОДЕРЖАНИЕ, СПЕЦИАЛЬНАЯ АТРИБУЦИЯ

Ментальные образы изменяют мультисенсорное восприятие

Основные моменты

Мы исследовали, могут ли воображаемые и реальные стимулы приводить к мультисенсорному восприятию

Свидетельства мультисенсорной интеграции образа и восприятия

11

Доказательства мультисенсорной интеграции образа и восприятия в чревовещании

Доказательства мультисенсорной интеграции образа и восприятия в модифицированном эффекте МакГерка

Резюме

Мультисенсорные взаимодействия являются нормой восприятия. исследования взаимодействия и интеграции органов чувств продемонстрировали важность объединения сенсорной информации из различных модальностей в нашем восприятии внешнего мира [1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9].Однако, хотя исследования ментальных образов выявили большое количество функциональных и нейроанатомических совпадений между образами и восприятием, это направление исследований в первую очередь было сосредоточено на сходствах внутри определенной модальности [10, 11, 12, 13, 14, 15, 16] и еще предстоит решить, способны ли образы вести к мультисенсорной интеграции. Здесь мы разработали новые версии классических мультисенсорных парадигм, чтобы систематически исследовать, способны ли образы интегрироваться с перцептивными стимулами, чтобы вызвать мультисенсорные иллюзии.Мы обнаружили, что представление слухового стимула в момент встречи двух движущихся объектов способствовало восприятию иллюзорного отскока, как в классической иллюзии перекрестного отскока; воображаемый визуальный стимул приводил к перемещению звука к воображаемому стимулу, как в классической иллюзии чревовещателя; слуховые образы речевых стимулов привели к развитию иллюзорного восприятия речи в модифицированной версии иллюзии Мак-Герка. Наши результаты подтверждают теории образов, основанные на восприятии, и предполагают, что нейронные сигналы, производимые воображаемыми стимулами, могут интегрироваться с сигналами, генерируемыми реальными стимулами другой сенсорной модальности, для создания надежных мультисенсорных восприятий.Эти открытия продвигают наше понимание взаимосвязи между образами и восприятием и предоставляют новые возможности для исследования того, как мозг различает эндогенные и экзогенные сенсорные события.

Рекомендуемые статьиЦитирующие статьи (0)

Copyright © 2013 Elsevier Ltd. Все права защищены.

Рекомендуемые статьи

Цитирующие статьи

Иллюзия Мак-Герка перекалибрует последующее слуховое восприятие

Участники

Нас интересовало, как на слуховое восприятие влияют слитные стимулы Мак-Герка, т.е.е. судебные процессы, в которых звук / аба / в контексте / ага / визема воспринимается как «ада». Перед экспериментом по нейровизуализации участников проверяли на их склонность воспринимать иллюзию Мак-Герка. Мы отобрали 27 (22 женщины, 5 мужчин, возраст 19–30 лет) из 55 (44 женщины, 11 мужчин) участников для исследования фМРТ, которые воспринимали иллюзию Мак-Герка на большинстве шести видеороликов Мак-Гурка (т. Е. Сообщали «ада» или «ata» для стимула, в котором слуховой сигнал был / aba /, а визуальный сигнал был / aga /).Все участники имели нормальное зрение или зрение с поправкой на нормальное и дали письменное информированное согласие. За участие они либо получали финансовую компенсацию, либо зачетные единицы. Исследование было одобрено местным комитетом по этике (CMO Arnhem-Nijmegen, Медицинский центр Университета Радбауд) в соответствии с общим этическим одобрением («Imaging Human Cognition», CMO 2014/288). Эксперимент проводился в соответствии с этими рекомендациями.

Стимулы

Аудиовизуальные стимулы показали нижнюю часть лица говорящего, произносящего слоги.С этой целью женщина-спикер была записана цифровой видеокамерой в звуконепроницаемой комнате, произнося / aba /, / ada / и / aga /. Видео были отредактированы в Adobe Premiere Pro CS6 таким образом, чтобы рот всегда располагался в центре экрана, чтобы избежать движения глаз между испытаниями. После редактирования каждое видео начиналось и заканчивалось нейтральным положением рта, который был слегка приоткрыт, так что участники не могли различать видео по началу видео, а только просматривая видео целиком.Стимулы предъявлялись с использованием программного обеспечения Presentation (http://www.neurobs.com). Все видео длились 1000 мс, а общая продолжительность звука - 720 мс. На видео была видна только нижняя часть лица от носа до подбородка, чтобы не отвлекать внимание участников от рта к глазам. Стимулы МакГерка были созданы путем наложения / aga / movies на звук / aba / video. Всего было восемнадцать видео, по три на каждое состояние (аудиовизуальное / aba /, аудиовизуальное / aga /, McGurk, слуховое / aba /, слуховое / ada /, слуховое / aga /).Во время аудиовизуальных испытаний были показаны стимулы Мак-Гурка (слуховые / аба / наложенные на / ага / видео) или конгруэнтные / аба / или / ага / стимулы. Конгруэнтное аудиовизуальное / ада / не было включено в эксперимент, так как мы стремились получить равную базовую частоту восприятий в разных условиях (то есть сохранить пропорции восприятий «аба», «ада» и «ага» как можно более похожими). Мы также включили «только слуховые» испытания, в ходе которых было представлено только статическое изображение лица (первый кадр видео, показывающий слегка приоткрытый рот), в то время как / aba /, / ada / или / aga / было представлено участникам через Наушники-вкладыши, совместимые с MR.Перед началом эксперимента для каждого испытуемого была откалибрована комфортная, но достаточно громкая громкость. Визуальные стимулы предъявлялись на черном фоне с помощью проектора (частота обновления 60 Гц, разрешение 1024 × 768), расположенного в задней части отверстия сканера, и просматривались через зеркало, дающее 6 градусов по горизонтали и 7 градусов по вертикали угол обзора. Мы повторно проанализировали набор данных, который был получен и проанализирован для другой цели 8 .

Процедура

В каждом испытании аудиовизуальные и слуховые стимулы предъявлялись в течение одной секунды (см.рис.1). У участников было от 4,5 до 6,5 секунд после каждого стимула, прежде чем на экране появился новый стимул, чтобы сообщить в трех альтернативных формах принудительного выбора то, что они услышали. Однако им было сказано всегда сосредотачиваться и следить за ртом. Они должны были реагировать как можно быстрее и точнее правым указательным («аба»), средним («ада») и безымянным пальцами («ага»), используя блок кнопок, совместимый с МРТ. Между стимулами участники фиксировали глаза на сером кресте фиксации в центре экрана, где во время предъявления стимула появлялся рот, чтобы минимизировать движения глаз.Все стимулы были представлены случайным образом в связанном с событием плане, распределенном на шесть прогонов. Каждый стимул повторялся 23 раза, всего 414 попыток. Дополнительно 10 нулевых событий за цикл (пустой экран из интервала между стимулами) были представлены в течение 6-8 секунд каждое на протяжении всего эксперимента. Перед экспериментом участники отрабатывали задачу в сканере (6 практических испытаний, по одному для каждого условия). В общей сложности эксперимент с фМРТ длился около двух часов. В конце эксперимента мы запустили функциональный локализатор, чтобы определить области, которые больше реагировали на слуховые слоги, чем на зашифрованные версии слогов.Зашифрованные версии были созданы путем разделения аудиофайла на сегменты длиной 20 мс и их случайного перемешивания. Четыре слуховых состояния (/ aba /, / ada /, / aga /, зашифрованные слоги) были представлены случайным образом в блочном дизайне. Каждое условие было представлено 25 раз, что дало в общей сложности 100 блоков, состоящих из 10 секунд слуховой стимуляции, каждый из которых разделен перекрестным периодом безмолвной фиксации продолжительностью 5 секунд. Сразу после функционального локализатора было получено структурное изображение.

Рисунок 1

Схема эксперимента.

Аудиовизуальный или слуховой стимул был представлен на экране в течение одной секунды, после чего последовал перекрестный период фиксации, в течение которого участники нажимали кнопку, чтобы указать, слышали ли они «аба», «ада» или «ага» (три альтернативных варианта принудительного выбора; 3AFC ). Следующая проба появилась через 4,5-6,5 секунды.

Поведенческий анализ

Мы сгруппировали испытания только слуховых / aba / и / ada / в соответствии с условиями их предыдущего исследования. Испытания только для слуха / ага / не исследовались из-за почти максимальной производительности, что делает маловероятным какое-либо влияние на результаты предыдущего испытания.Для каждого испытуемого мы рассматривали воспринимаемый слог («аба», «ада», «ага»), которому предшествовал слитный стимул Мак-Гурка («ада»). Мы сравнили эти ответы с испытаниями только на слух (/ aba / и / ada /), которым предшествовало какое-либо другое состояние (только слуховое и конгруэнтное аудиовизуальное) независимо от данного ответа. Из-за рандомизации количество слуховых проб, которым предшествовал стимул Мак-Гурка, варьировалось от участников. В среднем 11,0 слуховых / aba / испытаний (SD = 3,4) предшествовали иллюзии Мак-Гурка.Это число было сопоставимо с количеством испытаний / aba /, которым предшествовало какое-либо другое состояние (например, только слуховые, аудиовизуальные / aba / и / aga /; 11,4 ± 2,9). То же самое для / ada /, которому предшествует МакГерк (9,9 ± 2,9) или другой (11,6 ± 2,8). Для двух контрольных анализов мы исключили испытания, которым предшествовали иллюзии Мак-Герка, чтобы выяснить, влияют ли другие условия на восприятие в последующем испытании. Мы включили только слуховые испытания, которым предшествовали правильно идентифицированные / aba / (аудиовизуальные и только слуховые) и слуховые / ada / испытания, поскольку восприятие предыдущего испытания было важным для нашего контрольного анализа.

Сбор данных FMRI

Функциональные изображения были получены с помощью системы МРТ 3T Skyra (Siemens, Эрланген, Германия) с использованием непрерывной последовательности Т2 * -взвешенного градиентного эхо-сигнала EPI (29 горизонтальных срезов, FA = 80 градусов, FOV = 192 × 192 × 59 мм, размер вокселя = 2 × 2 × 2 мм, TR / TE = 2000/30 мс). Структурное изображение было собрано с использованием T1-взвешенной последовательности MP-Rage (FA = 8 градусов, FOV = 192 × 256 × 256 мм, размер вокселя 1 × 1 × 1, TR = 2300 мс).

Анализ данных FMRI

Анализ активности жирным шрифтом проводился с использованием статистического параметрического картирования (http: // www.fil.ion.ucl.ac.uk/spm/software/spm8, Wellcome Trust Center for Neuroimaging, Лондон, Великобритания). Первые пять томов были отброшены, чтобы уравновесить сканер. Во время предварительной обработки функциональные изображения были повторно согласованы с первым изображением, время среза скорректировано с учетом начала первого среза и зарегистрировано в анатомическом изображении. Для одномерного анализа изображения были дополнительно сглажены с помощью ядра Гаусса с FWHM 6 мм и, наконец, нормализованы до стандартного изображения шаблона T1. Фильтр верхних частот (отсечка = 128 с) применялся для удаления низкочастотных сигналов.Предварительно обработанные временные ряды фМРТ были проанализированы на индивидуальной основе с использованием подхода, связанного с событиями, в контексте общей линейной модели. Для каждого испытания мы оценили BOLD-амплитуды для шести состояний (слуховой / aba /, / ada /, / aga /, аудиовизуальный / aba /, / aga /, McGurk) с использованием метода, описанного Mumford et al . 9 , а именно оценка отдельных GLM для каждого испытания, моделирующего интересующее испытание в одном регрессоре, а все другие испытания - в другом регрессоре.В результате получилось 414 бета, 69 бета на условие. В среднем 54 бета-версии для / aba /, воспринимаемых как «aba», 12 бета-версий для / aba /, воспринимаемых как «ada» и 55 бета-версий для / ada /, воспринимаемых как «ada», были включены в классификационный анализ как набор тестов. Шесть регрессоров движения, связанных с поступлением и вращением головы, были включены в качестве мешающих переменных. В слуховом локализаторе отдельные блоки моделировались отдельно, давая 100 оценок бета, то есть в среднем 25 бета на состояние (то есть слуховой / aba /, / ada /, / aga /, шум).Бета-оценки были объединены с течением времени и стандартизированы (децентрализованы и масштабированы до единичной дисперсии).

Целью классификационного анализа было научить классификатора различать / aba / и / ada / в слуховом локализаторе и испытать на пробах основную задачу. С этой целью для каждого испытуемого мы обучили линейную машину опорных векторов на 200 наиболее активных вокселях в соответствии с слуховым локализатором (контрастные слоги по сравнению с базовой линией). Кроме того, эти воксели должны были перекрываться с картой групповой активности того же контраста (p <0.001, нескорректированный), чтобы гарантировать, что выбранные вокселы располагались в слуховой коре и были функционально значимы для восприятия слогов. Этот контраст активировал кластер в двусторонней верхней височной извилине, то есть в первичной слуховой коре (активировано 50%) и вторичной слуховой коре (активировано 30%), как было оценено с помощью анализа перекрытия с цитоархитектонически определенными первичными и вторичными слуховыми областями 10, 11 . Анализ классификации был выполнен с использованием Scikit-learn, набора инструментов машинного обучения для python 12 .Один участник (участник с наименьшим количеством иллюзий Мак-Герка: 20%) никогда не воспринимал / aba / как «ада» и поэтому был исключен из анализа.