WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

№ исп. S03 S09 S12 S16 S20 S06 S08 S17 SУСС 0.26 -0.63* -0.73* -0.37 -0.22 -0.12 0.06 -0.55* -0.66* НСС 0.21 0.17 -0.13 0.32 -0.29 -0.23 -0.12 0.03 -0.Из таблицы 2 видно, что для 4 из 9 испытуемых коэффициент регрессии является значимым. Поскольку он имеет отрицательное значение, то можно сказать, при управляемой стимуляции для этих испытуемых происходит уменьшение количества одиночных и двойных волн.

Таким образом, оценка динамики альфа-активности ЭЭГ в показателях амплитуды альфа-волн, а также их пачечной структуры свидетельствует о том, что примерно у половины испытуемых отмечено обучение управлению фотостимлятором.

3.3. Исследование с управляемыми аффективными раздражителями В предыдущей серии исследований определялась динамика кортикальной электрической активности в парадигме ее включения в управление фотостимуляцией. Как показано в разделе 3.2, в ходе исследования мы не отметили ярко выраженной и однонаправленной динамики ЭЭГ в условиях управляемой фотостимуляции. Возможно, это и есть реальный объем участия ЭЭГ в управляемом эксперименте. Однако, наиболее вероятным нам представляется то, что вспышки света в биологическом смысле не обладали для организма достаточно значимой мотивационной силой того или иного знака, т.е. не являлись существенным подкреплением изменений амплитуды альфа-волн в ту или иную сторону. Между тем известно, что выработка как условных, так и инструментальных реакций в первую очередь зависит от подкрепляющей силы безусловных раздражителей. В данном случае в качестве безусловного раздражителя выступали вспышки света, которые, например, при отрицательном знаке своего воздействия на организм приводили бы к выработке инструментальной реакции уменьшения амплитуды альфа-волн ниже порога включения фотостимулятора.

В парадигме настоящей серии предпринята попытка увеличения подкрепляющей силы раздражителей, управляемых от ЭЭГ. Новая парадигма строилась таким образом, что сначала предъявлялся звуковой стимул, который предупреждал испытуемого о том, что через 2 секунды он получит легкое электрокожное раздражение в области запястья, выступавшее в качестве аверзивного раздражения. Силу раздражения исходно подбирал сам испытуемый, ориентируясь на то, чтобы это раздражение было четко неприятным. При этом электрокожное раздражение могло быть отменено, если в эти 2 секунды появится определенный паттерн альфа-волн. Таким образом, этот паттерн альфаволн становился управляющим сигналом для выключения электрокожной стимуляции. Предупреждающие звуковые стимулы (ПЗС) предъявлялись со случайным интервалом от 8 до 12 секунд.

Каждый эксперимент состоял из шести сессий по 8 минут с одноминутным перерывом между сессиями. Первая и последняя сессия были контрольными и в них не использовались аффективные стимулы.

Управляющий паттерн альфа-активности определялся как последовательность альфа-волн, удовлетворяющая трем условиям:

1) период между последовательными волнами находится в диапазоне от 70 до 130 мс 2) количество последовательных волн находится в диапазоне от 5 до 3) амплитуда каждой волны превышает пороговое значение, равное среднему значению пиков альфа-волн измеренное в течение первых 2 минут записи ЭЭГ.

Усреднение альфа-активности ЭЭГ относительно предъявления ПЗС Этот тип анализа данных для каждого испытуемого в отдельности был направлен на выявление систематических сдвигов в альфа-активности в период между моментами предъявления ПЗС и ЭКС для случаев с управляемой от ЭЭГ ЭКС стимуляцией (опыт) и без таковой (контроль).

Из рисунка видно, что после предъявления стимула в пробах с аверзивной стимуляцией происходило увеличение альфа-активности. Различия «опыт – контроль» оценивалась по критерию Вилкоксона (табл. 3).

Рис. 6. Типичные кривые усреднения альфаактивности относительно ПЗС. По ОПЫТ горизонтали – время в секундах, по вертикали – амплитуда в микровольтах.

Обозначения: эксперименты с ЭКС (линии с черными точками) и без таковой (линии с КОНТРОЛЬ белыми точками); момент начала и окончания 0 1 2 3 предъявления ПЗС – вертикальные линии.

В таблице 3 представлены сводные результаты статистического оценивания различий выраженности альфа-активности в период после ПЗС в условиях управления электрокожной стимуляцией и без таковой в разных сериях исследования, в которых в целом приняло участие испытуемых.

Таблица Значения критерия Вилкоксона усредненных значений кривых в экспериментах с аверзивной стимуляцией и контрольными экспериментами. Обозначения: 1-4 – серии тестирований соответственно со слабой ЭКС (1), сильной (2,3) ЭКС, звуковым эмоциогенным подкреплением (4); с установкой на релаксацию (3,4) и без таковой (1,2); * – p < 0.05 (по критерию Вилкоксона).

Поряд. № исп. 1 2 3 4 5 6 7 Серия 1 104* 126* 162 144 152 148 153 Серия 2 151 148 157 117* 157 124* 139 111* Серия 3 140 140 122* 108* 105* 141 116* 118* Серия 4 111* 141 138 145 138 168 143 117* Как видно, для 12 из 32 испытуемых показана статистически значимая перестройка альфа-активности, выражающаяся в увеличении частоты появления управляющего паттерна альфа-волн именно в условиях замкнутой петли ИМК, когда появление этих паттернов отключает электрокожную стимуляцию (ЭКС).

Динамика относительного числа отмен электрокожной стимуляции Отмеченная выше перестройка альфа-активности в управляющем канале ЭЭГ свидетельствует о включении процесса инструментального обусловливания, т.е. ассоциирования определенных паттернов ЭЭГ с отменой электрокожной стимуляции. Обычно этот процесс отображают кривыми обучения, показывающими изменение отношения числа удачных попыток к общему числу попыток в тестовом временном окне в ходе процесса тренировки. В нашем анализе успешными попытками были отмены аверзивной стимуляции. Относительное число отмен ЭКС оценивалось за каждые две минуты 32-минутного тренинга.

Для каждого из 32 испытуемых этот анализ проводился отдельно.

Было показано, что характер кривых обучения достаточно индивидуален, но по линейным аппроксимациям этих кривых может быть классифицирован в три группы. Примерно у половины испытуемых (15 из 32) не было отмечено какой-либо динамики кривой обучения в ходе тренинга. Для 7 человек была показано высоко эффективное обучение:

увеличение числа отмен ЭКС примерно в 1.5 раза по сравнению с исходным уровнем. Эти испытуемые продемонстрировали выработку инструментальной реакции альфа-активности ЭЭГ, направленной на отмену ЭКС. Еще для 6 испытуемых регрессионные прямые, которыми аппроксимировали функции обучения, также имели коэффициенты регрессии статистически значимо отличавшиеся от нуля, однако в среднем увеличение числа отмен для этих испытуемых не превосходило 25% от начального уровня. Для 4 испытуемых, кривая обучения демонстрировала отрицательное научение, когда количество отмен ЭКС снижалось.

Формально, можно полагать, что для этих испытуемых ЭКС оказалось положительным аффективным подкреплением. Таким образом, все вместе испытуемые, показавшие то или иное обучение управлению стимулятором посредством ЭЭГ, составили больше половины (17 из 32) общего числа испытуемых.

ВЫВОДЫ 1. Разработана экспериментальная модель интерфейса мозг-компьютер на основе инструментального обусловливания паттернов альфа-активности ЭЭГ сенсорными фото-, аудио и электрокожными стимулами.

2. Ритмическая фотостимуляция в частотном диапазоне альфа-ритма, не включенная в контур интерфейса мозг-компьютер, не влияет на структурные особенности альфа-активности ЭЭГ.

3. Прерывистая фотостимуляция, управляемая альфа-волнами, вызывает динамические структурные перестройки в ЭЭГ, что свидетельствуют об интеграции мозговых механизмов в контур интерфейса мозг-компьютер.

4. На примере адаптивного контроля электрокожной стимуляции показано, что кратковременные паттерны альфа-активности ЭЭГ могут быть инструментально обусловлены в качестве управляющих сигналов в контуре интерфейса мозг-компьютер.

5. В процессе инструментального обусловливания паттернов альфаактивности в одном из гомологичных каналов ЭЭГ билатеральная асимметрия альфа-активности ЭЭГ не изменяется, что свидетельствует о целостном, а не только в управляющем канале, включении механизмов мозга в адаптивные перестройки.

6. При инструментальном обусловливании альфа-активности ЭЭГ не обнаружено зависимости между эффективностью обучения и индивидуальными особенностями ЭЭГ.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В реферируемых журналах:

1. Каплан А.Я., Жигалов А.Ю. Динамика альфа-активности ЭЭГ у человека при триггерной фотостимуляции в контуре интерфейса мозгкомпьютер (ИМК) // Бюллетень СО РАМН. – 2010. – № 2. (в печати).

2. Zhigalov A.Yu., Kaplan A.Ya. Operant conditioning of alpha patterns in human EEG using affective reinforcing stimulation // Psychophysiology.

– 2009. – V.46. – № 1. – P. 85.

3. Kaplan A.Ya., Levichkina E.V., Zhigalov A.Yu. Interhemispheric EEG asymmetries of ERP old/new effects in visual perception of simple nonverbal stimuli // Psychophysiology. – 2009. – V.46. – № 1. – P. 45.

4. Zhigalov A.Yu., Pianova A.A., Kaplan A.Ya. Statistical structure of EEG alpha-waves in adolescence with schizophrenic spectrum disorders and agematch normals // International Journal of Psychophysiology. – 2008. – V. 69.

– № 3. – P. 256.

В материалах конференций:

1. Жигалов А.Ю., Каплан А.Я. Адаптивная фотостимуляция как экспериментальная модель асинхронного интерфейса «мозг-компьютер» // Матер. XV Международная конференция по нейрокибернетике. Ростов-наДону, 2009. – С. 11.

2. Жигалов А.Ю., Каплан А.Я. Оперантное обусловливание паттернов альфа-активности ЭЭГ при аффективном подкреплении у человека // Матер. Всероссийской научно-практической конференции "Количественная ЭЭГ и нейротерапия". Санкт-Петербург, 2009. – С. 22.

3. Каплан А.Я., Жигалов А.Ю. Адаптивная фотостимуляция на базе интерфейса "мозг-компьютер" // Матер. Всероссийской научнопрактической конференции "Количественная ЭЭГ и нейротерапия".

Санкт-Петербург, 2007. – С. 129-130.

4. Жигалов А.Ю. Моделирование алгоритма подавления узкополосных помех в системах DS-CDMA при помощи метода анализа независимых // Матер. Всероссийской научно-технической конференции «Наукапроизводство-технологии-экология». Киров, 2006. – Т. 1. – С. 269-272.

Pages:     | 1 | 2 ||






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»