автореферат и диссертация по психологии 19.00.02 для написания научной статьи или работы на тему: Конфигурационные и категориальные механизмы восприятия формы

Автореферат диссертации по теме "Конфигурационные и категориальные механизмы восприятия формы"

На правах рукописи

Чудина Юлия Александровна

Конфигурационные и категориальные механизмы восприятия формы

19.00.02 - Психофизиология (психологические науки)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата психологических наук

Москва - 2003

Работа выполнена на кафедре психофизиологии факультета психологии Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова

Научный руководитель -

доктор психологических наук, профессор Измайлов Чингиз Абильфазович

Официальные оппоненты:

доктор психологических наук Греченко Татьяна Николаевна кандидат психологических наук, доцент Солнцева Галина Николаевна

Ведущая организация - Психологический институт РАО

Защита состоится "_" _ 2003 г. в _ часов на заседании

диссертационного совета Д 501.001.15 МГУ им. М.В. Ломоносова по адресу: 125009, Москва, ул. Моховая, дом 11, корпус 5, аудитория_

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке им. М. Горького

Автореферат разослан "_"_2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Балашова Е.Ю.

2.00?-/)

—7-3

1 о5"70 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. В современных исследованиях большое значение придается зрительному восприятию. В последнее время в ряде работ рассматриваются механизмы восприятия формы [Хьюбел, 1990; Шевелев и др., 1999; 2000; Ito et al., 1999; Shevelev et al., 1999; Sugita, 1999]. Это связано с тем, что механизмы восприятия вообще и формы в частности определяют не только теоретические, но и практические аспекты современной науки, связанные с медициной, офтальмологией и компенсацией зрения. Этот раздел психологической науки имеет большое значение для разработки и внедрения в практику искусственных органов чувств [Соколов, Вайткявичус, 1989], роботов и алгоритмов распознавания образов для решения технических задач. Механизмы восприятия формы практически используются для анализа рентгенограмм в медицине и треков элементарных частиц в физике. С теоретической точки зрения зрительное восприятие формы определяет основной раздел психофизиологии восприятия и связанные с ним исследования психологических и психофизиологических условий и механизмов работы мозга.

Настоящее исследование основано на векторной теории когнитивных процессов, разработанной школой Е.Н. Соколова [Соколов, 1995]. Согласно этой теории, распознавание формы предмета осуществляется гештальт-пирамидой [Соколов, 1996], которая представляет собой иерархическую нейронную сеть, на каждом уровне которой последовательно анализируются графические признаки. Воспринимаемый стимул в нервной системе кодируется направлениями вектора возбуждения и векторов связей детектора. Каждый следующий уровень различает более сложные элементы, чем предыдущий. Эта нейронная сеть заканчивается гностической единицей, которая представляет собой селективно настроенный нейрон [Конорски, 1970] В результате активации гештальт-пирамиды и максимального возбуждения гностической единицы наблюдатель видит целостную форму предмета. При необходимости распознавания элементов изображения избирательно активируется соответствующий уровень этой гештальт-пирамиды.

Также актуальной сегодня является проблема соотношения механизмов категориального и конфигурационного анализа целостного образа предмета. К конфигурационным признакам относятся графические элементы изображения, категориальный анализ предполагает восприятие объекта, как целостной формы. Эти механизмы рассматриваются одними авторами как самостоятельные [Брунер, 1977; Найссер, 1981],

другие считают их двумя сторонами одного процесса-Д-рановокая, Есрсаная, 1974;

1 еоС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I Сергии, 2002; Соколов, 1996; Rolls, Stringer, 20011 Стоэдщщдда^го подхода рас-

I оУ-gp^j

сматривают категориальный и конфигурационный анализ, как независимые процессы. По их мнению, отнесение изображения к определенной категории осуществляется путем выделения признаков, которые связаны с его значением, а не с его графическими элементами. Согласно второму подходу конфигурационный анализ предшествует категориальному и осуществляется гештальт-пирамидой. Отнесение объекта к категории возможно только после интеграции его элементов в целостный образ.

Представленное исследование было направлено на выявление особенностей конфигурационного анализа формы и взаимодействие графических и категориальных механизмов различения сложных изображений.

Цель и задачи исследования. Целью исследования было изучение механизмов кодирования формы целостного изображения на основе детального анализа его конфигурационных признаков. Для достижения этой цели были поставлены следующие задачи:

1. Построить геометрическое пространство простых стимулов - линий разной ориентации и интерпретировать его сферические и декартовы координаты в терминах векторной модели сенсорных систем.

2. Построить геометрическое пространство сложных схематических стимулов -эмоциональных выражений лица и интерпретировать сферические и декартовы координаты этого пространства в терминах векторной модели сенсорных систем.

3. Построить конфигурационное и категориальное геометрические пространства циферблатов часов и интерпретировать сферические и декартовы координаты этих пространств в терминах векторной модели сенсорных систем.

4. Сравнить особенности конфигурационного и категориального пространств циферблатов часов, проанализировать связь между полученными пространствами.

5. Сравнить пространства простых (линий) и сложных (часов и лиц) стимулов и проанализировать связи между ними.

6. Провести анализ зрительных вызванных потенциалов различия (ЗВПР) на линии разной ориентации и комбинации линий: эмоциональные выражения лица и циферблаты часов. Сравнить амплитудные и латентные характеристики кодирования данных видов зрительных образов.

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Механизм измерения различий между изображениями является одним из фундаментальных механизмов зрительной системы. Работа этого механизма прямо отражается в амплитуде компонента N180 и N180-Р240 вызванного потенциала.

2. Распознавание конфигурации объекта осуществляется на основе иерархической системы различения простых и сложных признаков формы.

ч*

3. Различение категориальных характеристик формы осуществляется более простым нейрофизиологическим механизмом, чем распознавание конфигурационных характеристик формы объекта.

Научная новизна и теоретическая значимость исследования. В настоящей работе была впервые построена обобщенная сферическая модель ориентации, как универсальной характеристики формы объекта. Впервые показана прямая связь субъективных оценок различий в ориентации изображений с амплитудой компонента N180 зрительного вызванного потенциала различия. В работе на основе экспериментальных данных предлагаются новые критерии для разделения конфигурационного и категориального каналов зрительной формы. Настоящее исследование связано с развитием теоретических представлений о психофизиологических механизмах восприятия формы.

Практическая значимость. Разработан способ разделения каналов обработки категориальной и конфигурационной информации о зрительной форме. Этот способ дает возможность диагностировать в клинической практике нарушения непосредственного восприятия конфигураций или нарушения семантической сферы с помощью психофизических методов, которые не занимают много времени и результаты которых не требуют сложной обработки. Кроме того, результаты данной диссертационной работы могут применяться для моделирования процессов распознавания формы в компьютерных программах. Например, в программе распознавания рукописного текста или других сложных изображений, а также для усовершенствования взаимодействия человека с компьютером. Используемые методы исследования и результаты диссертационной работы внедрены на кафедре психофизиологии факультета психологии МГУ им. М.В. Ломоносова в материалы курса «Категориальная структура зрительного восприятия» и в лаборатории личности студента РУДН.

Апробация работы. Результаты диссертации были представлены и обсуждены на Международной конференции студентов и аспирантов, секция «Психология», МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва, 1998-1999); Ломоносовских чтениях, секция «Психология», МГУ им. М.В. Ломоносова (Москва, 2001); Международной конференции молодых ученых, студентов и аспирантов, РУДН (Москва, 2001); III Съезде РПО (Саню-Петербург, 2003), 34 конференции ЕМРй (Мадрид, 2003), а также на заседаниях кафедры психофизиологии факультета психологии МГУ им. М.В. Ломоносова.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 147 страницах, содержит 33 рисунка и 29 таблиц, состоит из разделов введения, обзора литературы, описания методов исследования, результатов исследования, их обсуждения, выводов, списка литературы, который содержит 146 источников, и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ отражены основные положения векторной теории когнитивных процессов, которые являются теоретической основой настоящего исследования.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ состоит из трех глав. В первой главе представлена пространственная модель различения изображений и подробно рассмотрены основные психофизические исследования различения цветов, линий и сложных паттернов. Во второй главе описаны механизмы активности мозга, которые сопровождают восприятия зрительной формы. В третьей главе подробно рассмотрены способы кодирования в нервной системе конфигурационных характеристик зрительной формы и особенностей ее категориального анализа.

ЭМПИРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ включает подробное описание методики (глава 4) и результатов (главы 5, б и 7) этой работы.

В четвертой главе описаны методы измерения различий между стимулами, как субъективных, так и заданных амплитудой вызванных потенциалов коры мозга человека (ЗВПР), с помощью которых были исследованы механизмы кодирования в нервной системе конфигурационных и категориальных характеристик формы. Для поведенческих и электрофизиологических экспериментов использовали одни и те же стимулы.

Вссго для данного исследования были привлечены 40 здоровых испытуемых (27 мужчин и 13 женщин) в возрасте от 20 до 45 лет. В психофизических экспериментах участвовали 28 человек, в экспериментальной части по регистрации ЗВПР принимали участие 12 человек.

Были проведены три серии опытов с разными стимулами, графические характеристики которых отличались по сложности. В качестве простых стимулов использовали изображения линии разной ориентации. В качестве сложных стимулов, составленных из линий, были схематические лица и циферблаты часов. Все стимулы изображались белыми линиями на темном фоне экрана компьютера.

В первой серии стимулами были линии разной ориентации, проходившие через центр экрана компьютера. Помимо горизонтальной и вертикальной ориентации, линии имели еще восемь ориентаций с углами наклона, измеренными от горизонтали против часовой стрелки (18°, 36°, 54°, 72°, 108°, 126°, 144°, 162°). Для регистрации ЗВПР были использованы линии с ориентацией 0°, 18°, 36°, 72° и 90°, из которых составили возможные попарные сочетания.

Во второй и третьей серии в качестве стимулов использовали лица и циферблаты. Схемы лица и циферблаты часов представляли собой овал, внутри которого из отдельных линий были составлены зрительные паттерны, которые образовывали эмоциональные выражения лица и значения времени.

Эмоциональные выражения схематических лиц моделировались за счет сочетаний различных ориентаций линий рта и бровей. Углы наклона рта и бровей изменялись вверх и вниз относительно горизонтали с шагом 14 и 6 градусов соответственно. Было использовано пять положений углов рта и пять - бровей: по два вверх и вниз и горизонтальное (нулевое) положение - всего 25 лиц. Стимулами для ЗВПР служили лица, различающиеся только кривизной рта, всего 5 схем лица.

Обозначение времени на схематических изображениях циферблатов часов моделировалось с помощью изменения наклона линий часовой и минутной стрелок. Использовали 6 положений часовой стрелки и 4 - минутной стрелки. Положения стрелок были выбраны так, чтобы они не сливались, а всегда образовывали углы разной величины и ориентации. Всего получили 24 изображения циферблата часов. Для регистрации ЗВПР выбрали 12 стимулов.

В психофизических экспериментах стимулы предъявлялись последовательно парами в случайном порядке на экране персонального компьютера с 15 дюймовым монитором. Испытуемый сидел на расстоянии 1 м от экрана. Каждый стимул пары предъявлялся в течение 0.5 с, интервал между стимулами составлял 0.5 с, а пауза между парами стимулов составляла 3 мин. После предъявления пары стимулов испытуемый вводил ответ с клавиатуры компьютера, используя цифровые клавиши. Испытуемые оценивали различия между стимулами по девятибалльной шкале, минимальному различию между стимулами соответствовала 1, а максимальному - 9, все остальные числа от 1 до 9 приписывались промежуточным значениям различий.

В случае различения линий испытуемых просили оценить различия в ориентации. При оценке различий между схематическими лицами испытуемые первой группы определяли эмоциональные различия, а вторая группа определяла конфигурационные различия между лицами. В психофизическом эксперименте с циферблатами часов участвовали так же две группы, испьпуемые первой группы оценивали различия во времени, а второй - конфигурационные различия зрительных паттернов.

Для регистрации вызванного потенциала был использован специальный подход, специфика которого состоит в регистрации активности мозга на мгновенную замену одного стимула другим, без интервала между ними. Были проведены три серии экспериментов по регистрации ЗВПР с тремя типами стимулов.

При регистрации ЗВПР наблюдение за стимулами велось бинокулярно. Экран монитора располагался на расстоянии 1 м от глаз испытуемого. Длительность предъявления референтного (первый) и тестового (заменяющий) стимулов изменялась от 800 до 1200 мс в случайном порядке, чтобы избежать эффекта навязанного ритма. В каждой серии тестовый и референтный стимулы предъявлялись по 100 раз, поочередно

мгновенно сменяя друг друга (р-т-р-т-р-т...). Количество серий определялось сочетанием референтных и тестовых стимулов. Для определения фонового уровня активности коры в каждом опыте была пара, когда тест и референт были представлены одним и тем же стимулом. За один раз испытуемый участвовал не более чем в десяти - одиннадцати сериях (40 - 50 мин).

ЗВПР регистрировались монополярно с ушным референтным электродом. Электроды (типа Ag/Cl) располагались на поверхности черепа по международной системе 10-20. Регистрация производилась от шестнадцати участков скальпа (Fpl, Fp2, F3, F4, F7, F8, СЗ, С4, РЗ, Р4, ТЗ, Т4, Т5, Тб, 01, 02). Сопротивление электродов поддерживалось на уровне около 5 КОм. Регистрация производилась с помощью компьютерной программы «Конан». Длительность записи для каждой смены стимулов в наших опытах была 800 мс с шагом дискретизации 5 мс (200 Гц). До начала каждой смены в течение 90 мсек. записывалась фоновая ЭЭГ, и с момента смены стимулов запись продолжалась 710 мс Запись проводилась в диапазоне частот 1-30 Гц. Для записи биопотенциалов использовался 16-ти канальный энцефалограф, подключенный через аналого-цифровой преобразователь (АЦП) к персональному компьютеру. Для предъявления стимулов применялся компьютер с высококачественным монитором. Оба компьютера синхронизировались в системе "Конан" [Кулаичев, 1998], в которой обеспечивалось накопление оцифрованных энцефалограмм и их первичная обработка (фильтрация, суммирование, удаление артефактов). Для устранения артефактов, связанных с движением глаз, исключались записи ЭЭГ, в которых амплитуда колебаний превышала 50 мкВ в отведениях Fpl и Fp2. ЗВПР усреднялись по 60-70 предъявлениям после синхронизации относительно смены одного стимула на другой, отдельно для теста и референта. После усреднения для каждого ЗВПР измерялись латентные периоды (мс) и амплитуды (мкВ) наиболее выраженных отклонений потенциала.

Для каждой пары стимулов значения различий усреднялись по предъявлениям и по испытуемым (отдельно по группам). Средние оценки конфигурационных, эмоциональных и временных различий были сведены в матрицы субъективных различий между соответствующими стимулами. Были вычислены межпиковые амплитуды P1-N2 и N2-P2 ЗВПР для каждого испытуемого во всех отведениях и получены матрицы межпиковых амплитуд ЗВПР на линии, лица и циферблаты часов.

Далее эти матрицы обрабатывали методом многомерного шкалирования (МШ). В результате их обработки для каждой матрицы было построено пространство, точки которого соответствуют различаемым стимулам. Полученные пространства интерпретировали в терминах векторной модели сенсорных процессов [Соколов, 1995].

I 9

i В пятой главе описаны результаты исследования различения линий разной ори-

ентации. Из матрицы попарных различий между линиями получили координаты 10 точек, соответствующих линиям разной ориентации, расположенных в п-мерном евк-I лидовом пространстве. На основе таких статистических показателей, как stress (ин-

декс расхождения), коэффициента корреляции (индекс сходства) между стимульными ! точками и субъективными исходными различиями и коэффициента вариации точеч-

ного радиуса определили минимальную размерность и сферичность полученного пространства. Было доказано, что пространство линий является двухмерным, а конфигурация точек, представляющих в двухмерном пространстве эти линии, есть окружность. Направление декартовых координат выбрали так, чтобы ось XI пересекала точки, соответствующие горизонтали и вертикали, а вторая ось Х2 проходила через 1 точки, близкие по значению к ориентациям 45° и 135°. Полученная взаимная ориента-

ция осей и конфигурация точек, соответствующих линиям, показана на рис.1 (заполненные кружки) с указанием наклона линии в градусах. Полученный результат совпадает с литературными данными о двухмерности пространства линий [Измайлов и др., 2002].

Рис. 1. Проекции точек, полученных при обработке МШ усредненных субъективных оценок (заполненные кружки) и амплитуд ЗВПР в отведении 01 для компонента N2-P2, усредненных по двум испытуемым (заполненные треугольники), соответствующие линиям разной ориентации, на плоскость Х1Х2 в двухмерном пространстве ориентации линий. Цифрами обозначены углы наклона линий, измеренные против часовой стрелки от горизонтали, в градусах.

На плоскости стимульные точки располагаются последовательно и они равноудалены от центра. По оси XI точки, соответствующие линиям с наклоном 18° и 162°, 36° и 144°, 54° и 126°, 72° и 108°, попарно имеют одинаковые координаты. По оси Х2 нулевое значение имеют точки, соответствующие вертикали и горизонтали, а максимальные значения имеют точки, соответствующие линиям с углами наклона близкими к 45°(положительный полюс) и 135° (отрицательный полюс). Следовательно, первая

64°

72°'

90° а

36°

• А

А

18°

0°

108°

, 162°

126° I

1144°

2

Х1

-8.1

ось кодирует вертикальность-горизоитальность линии, а вторая - наклон линии. Таким образом, каждая точка характеризуется двумя декартовыми координатами по оси XI и Х2. Воспринимаемое различие между линиями разной ориентации (с^) определяется евклидовым расстоянием между соответствующими точками: с!8 2 = с!Х12 + (1Х22. Отсюда следует, что линии, имеющие разную ориентацию, могут быть представлены в виде векторов в двухмерном пространстве.

В электрофизиологическом исследовании были зарегистрированы ЗВПР на линии с разной ориентацией. В каждом ЗВПР выделили три пика: Р1, N2, Р2. В нашем исследовании для двух испытуемых первый позитивный пик появляется со средней латенцией 96-103 мс, второй негативный пик имеет среднюю латенцию 151-158 мс, средняя латенция второго позитивного пика составляет 219-227 мс. Колебания вызванного потенциала с латентностью более 260 мс не имеют однозначной связи с углом наклона линий. Значения межпиковых амплитуд Р1-Ш и Ы2-Р2 монотонно увеличиваются при увеличении угла между референтом и тестом. Эти межпиковые амплитуды ЗВПР на линии коррелируют также с балльными оценками различий между линиями, полученными в психофизических исследованиях. Такая корреляционная связь наблюдается практически во всех отведениях, но наиболее хорошо она выражена в центральных, теменных, нижневисочных и затылочных областях. На основе этих данных можно говорить, что в различении линий участвует множество структур головного мозга, вклад которых отражается в виде распространенной по коре электрической активности.

Усредненная по двум испытуемым матрица амплитуды Ы2-Р2, полученная в отведении 01, была обработана методом МШ. Получили координаты 5 стимульных точек, представляющие линии в двухмерном пространстве. Эти точки спроецировали на плоскость Х1Х2 (см. рис.1, заполненные треугольники). Полученную проекцию наложили на двухмерное пространство ориентации линии, построенное по субъективным оценкам. Точки, соответствующие межпиковым амплитудам ЗВПР между линиями, совпадают с соответствующими точками субъективных оценок. Совпадение стимульных точек, полученных с помощью различных экспериментальных процедур, указывает на совпадение полученных пространств по формальным характеристикам. Анализ содержательной интерпретации осей пространств линий подтвердил предположение, что пространство амплитуд является подпространством субъективных оценок. Этот факт подтверждает адекватность интерпретации полученных данных в терминах векторной модели сенсорных систем. Оси пространства лилий отражают деятельность двух нейронных каналов, анализирующих наклон линии. Ориентация линии в нервной системе кодируется двухканальной нейронной сетью, один канал которой

и

является специфически настроенным на изменения ориентации, а второй неспецифический функционирует как оппонентный первому.

В шестой главе представлены результаты исследования различения схематических изображений человеческого лица, которое повторяет эксперименты Измайлова и др. [1999; 2000]. В результате обработки матрицы эмоциональных различий между схемами лица методом МШ получили координаты 25 точек, соответствующие стимулам-лицам. На основе стресса, коэффициента корреляции и коэффициента вариации радиуса стимульных точек было показано, что эмоциональное пространство является четырехмерной сферой. Следовательно, полученная конфигурация точек расположена в четырехмерном пространстве.

1.5 1.0

х в

I 0.0

I -0.5

о а

-1.0

-1.5

-40 -20 0 20

Кривизна рта. градусы

40

X е

0.0

а о

* -0.5 -1

-1.0

-20 -10 0 10 Наклон бровей, градусы

го

«) о

Сумма изгибов рта и бровей, градусы Разность изгибов бровей и рта. градусы

Рис. 2. Графики взаимосвязи различных конфигурационных характеристик схематического лица (ось абсцисс) с четырьмя координатами эмоционального евклидова пространства (ось ординат).

После нахождения центра конфигурации точек в эмоциональном четырехмерном пространстве на основе дополнительной информации было определено оптимальное направление осей координат, что позволило их интерпретировать. Так, первая декартова ось (XI) пространства различения схематических лиц интерпретируется, как механизм детектирования конфигураций линии рта (рис. 2а). Эта ось соответствует оп-понентной эмоциональной характеристике «удовольствие-неудовольствие».

Вторая декартова ось (Х2) этого пространства интерпретируется, как механизм детектирования наклона бровей (рис. 26), который задает другую оппонентаую эмоциональную характеристику «удивление-отвращение», или «страх-гнев». Таким образом, ориентация первых двух осей пространства схематических лиц по данным графическим характеристикам: кривизне рта и наклону бровей, позволяет специфицировать плоскость Х1Х2 данного пространства, как плоскость эмоционального тона, который в соответствии со сферической моделью эмоций измеряется горизонтальным углом точки-стимула.

Нейронный механизм зрительной системы, представленный осью ХЗ, определяет степень суммарной кривизны черт лица, независимо от знака их кривизны (рис. 2в). В отличие от канала, представленного осью ХЗ, где все изгибы черт лица суммируются независимо от того, какую часть лица они характеризуют, в канале, представленном осью Х4, абсолютное значение кривизны рта вычитается из абсолютного значения наклона бровей (рис. 2г).

На рис. 2 видна монотонная связь между анализируемыми переменными, что свидетельствует об адекватной интерпретации осей эмоционального четырехмерного евклидова пространства.

В сферической модели эмоций движение точки от центра к периферии эмоционального круга на плоскости Х1Х2 интерпретируется как насыщенность эмоции [Соколов, 1986; Измайлов и др., 1999]. Однако, в сферической модели эмоция «спокойствие» не располагается непосредственно на плоскости XIХ2, она проецируется на нее с одного из полюсов многомерной сферы. Следовательно, количественной мерой эмоциональной насыщенности служит вертикальный угол точки, измеряемый от оси ХЗ к плоскости Х1Х2.

Интенсивность эмоциональной экспрессии представлена двумя осями (ХЗ и Х4) в четырехмерной сфере. Ось ХЗ интерпретируется как традиционная характеристика активации, ось Х4- как вклад эмоциональной нейтральности. В этом случае интенсивность эмоции определяется соотношением уровня активации и эмоциональной нейтральности, горизонтальным углом в плоскости ХЗХ4, так же как угол в плоскости Х1Х2 соответствует воспринимаемому эмоциональному тону. Третий угол получен-

ного эмоционального четырехмерного пространства находится между плоскостями Х1Х2 и ХЗХ4. Для представления проекций точек на плоскостях XIХ2 и ХЗХ4 необходимо представить их как две производные оси, угол между которыми соответствует эмоциональной насыщенности [Sokolov, Boucsein, 1998]. Эмоциональная насыщенность - это характеристика эмоции, которую можно представить как изменение выраженности одной и той же эмоции.

Каждая стимульная точка характеризуется четырьмя декартовыми координатами. Воспринимаемое различие между эмоциональными выражениями (dSe) определяется евклидовым расстоянием между соответствующими точками: dSe2 = dXl2 + dX22 + dX32 + dX42. Следовательно, если субъективные различия между эмоциональными выражениями лица измерены евклидовыми расстояниями между соответствующими точками, то эмоциональные выражения могут быть представлены векторами в четырехмерном евклидовом пространстве [Соколов, 1991; Измайлов и др., 1999].

Субъективное пространство различения эмоциональных выражений схематического изображения лица представляет собой сферическую поверхность в четырехмерном евклидовом пространстве, в котором четыре декартовы координаты точек-лиц характеризуют нейронную сеть детектирования конфигурационных признаков изображения лица, тогда как три сферические координаты этой же точки (горизонтальный и вертикальные углы) характеризуют эмоциональное выражение лица.

Путем обработки матрицы графических различий между схемами лица построили четырехмерное графическое пространство. По формальным характеристикам графическое и эмоциональное пространства практически идентичны. При сравнении проекций точек-стимулов на плоскости в эмоциональном и графическом пространстве было показано, что организация точек в этих пространствах практически одинаковая. Следовательно, эмоциональное и графическое пространства являются четырехмерными. Их оси интерпретируются как нейрофизиологические механизмы, анализирующие графические особенности лица, а три угла четырехмерной сферы соответствуют психологическим характеристикам эмоциональных выражений лица. При независимой интерпретации осей графического и эмоционального пространства получается похожая картина. Так, оси эмоционального пространства интерпретируются как нейронные каналы, избирательно реагирующие на графические характеристики черт лица. Один канал активируется при изменении нижней части лица, другой - при изменении верхней. Оси графического пространства интерпретируются также. Следовательно, на материале схематических лиц нельзя с помощью инструкции исследовать активность двух независимых систем мозга, одна из которых анализирует значение стимула, а другая графические особенности данного зрительного паттерна.

Были зарегистрированы ЗВПР между схемами лица у 8 испытуемых. Все полученные ЗВПР имеют схожую форму, во всех усредненных записях выделяются три пика: Р1, N2 и Р2. Были вычислены латентные периоды появления этих пиков у всех испытуемых. Латентный период первого компонента ЗВПР варьирует от 84 до 163 мс в среднем для восьми испытуемых. Вариации латентного периода пика N2 обнаружены в пределах от 143 до 189 мс. Границы изменения латентных периодов для третьего компонента ЗВПР составляют 213-263 мс. Медианы данных границ латентных периодов для трех компонентов, соответственно, приблизительно равны 123, 166 и 238 мс. Между пиками Р1, N2 и Р2 вычисляли межпиковые амплитуды, которые являются мерой различия между лицами. У некоторых испытуемых наблюдается высокая корреляция обеих межпиковых амплитуд с субъективными различиями в передних отделах коры: фронтальных, префронтальных и центральных. У семи испытуемых обнаружена устойчивая корковая реакция на различия между схематическими лицами в височных, теменных и затылочных областях мозга преимущественно для второй межпиковой амплитуды.

Были исследованы корковые реакции группы испытуемых из 7 человек, так как нашей задачей являлось построение перцептивного пространства схематических лиц по усредненным амплитудам ЗВПР. Данные восьмого испытуемого не были включены в групповые на основании низких коэффициентов корреляции между амплитудами ЗВПР и субъективными оценками. Групповые данные показывают высокую корреляцию между субъективными различиями и эмоциональными выражениями лица и с амплитудой Ш-Р2 в нижневисочных и затылочных областях обоих полушарий у семи испытуемых. Построили перцептивные пространства схематических лиц по групповым значениям амплитуд Р1-№ и Ы2-Р2 в отведении 01. Пространства, полученные по значениям амплитуд ЗВПР, являются эмоциональными подпространствам субъективных оценок по формальным и содержательным характеристикам.

Результаты этой части работы, в которой было проведено повторное экспериментальное исследование реакции различения эмоциональных выражений лица, практически совпадают с литературными данными [Измайлов и др., 1999; 2000].

В седьмой главе были описаны результаты исследования различения циферблатов часов. Целью этой части исследования было сравнение двух субъективных пространств, основанных на оценках угловых различий в ориентации линий-стрелок, и на оценках различий во времени, заданном общим положением стрелок-линий циферблатов часов.

На основе показателей стресса и коэффициента корреляции было показано, что с формальной точки зрения графическое и временное пространства циферблатов явля-

ются трехмерными. Для окончательного подтверждения или опровержения этой гипотезы необходима содержательная интерпретация осей полученных пространств.

Содержательный анализ пространства конфигураций показал, что модель различения конфигураций представляет собой двухмерную сферическую поверхность в трехмерном евклидовом пространстве. Первая ось конфигурационного пространства циферблатов детектирует изменение угла, образованного стрелками, в вертикальной плоскости, вторая ось - изменение угла в горизонтальной плоскости (см. рис. За). Третья ось фиксирует величину угла.

Различение стимулов, представляющих две линии, выходящие из одной точки в разных направлениях во фронтальной плоскости, осуществляется в зрительной системе на основе двух конфигурационных характеристик - величины угла и ориентации биссектрисы этого угла. Из полученного трехмерного пространства следует, что одновременное различения двух конфигурационных характеристик осуществляется сетью, в которую каждая двухканальная система включается специфическим образом, при этом преобразуясь. Две отдельные двухканальные сети объединяются, и образуют новую трехканальную сеть, представленную в данной работе сферой в трехмерном евклидовом пространстве. Получили, что первый из этих нейронных каналов детектирует ориентацию угла вправо и влево, второй нейронный канал определяет направление угла вверх и вниз, а последний нейронный канал специфически реагирует на абсолютную величину угла между линиями вне зависимости от его ориентации в пространстве.

По формальным критериям категориальное (временное) пространство является трехмерным. Для того чтобы в этом убедиться провели содержательный анализ осей и координат данного пространства.

Круговая траектория стимульных точек, спроецированных на горизонтальную плоскость, образованную двумя первыми осями, соответствует категории времени (рис. 36). Расположение точек по вертикальной оси этого пространства носит совершенно случайный характер. Это означает, что, в отличие от конфигурационного пространства, для категориальной оценки времени достаточно одной двухканальной сети.

Т. о. было показано, что категориальное пространство времени является двухмерным. Оно характеризуется одной сферической координатой, соответствующей категории времени, и активностью двух нейронных каналов. Первый нейронный канал детектирует левую и правую части циферблата, которые соответствуют различным категориям времени: правая половина показывает время всегда меньше 6 часов, а левая -больше 6 часов. Второй нейронный канал выделяет циферблаты, показывающие целые часы и часы с минутами вне зависимости от направления стрелок.

плоскость, образованную двумя первыми осями в трехмерном конфигурационном пространстве (а) и двухмерном пространстве времени (б).

Были зарегистрированы ЗВПР на замену схематических циферблатов часов у двух испытуемых. В ЗВПР между часами выделили три пика, такие же, как в ЗВПР на лица и линии: Р1, N2 и Р2. Латентный период первого компонента ЗВПР варьирует от 81 до 118 мс в среднем для двух испытуемых. Вариации латентного периода пика N2 обнаружены в пределах от 142 до 190 мс. Границы изменения латентных периодов для третьего компонента ЗВПР составляют 219-276 мс. Медианы данных интервалов латентных периодов для трех компонентов, соответственно равны 100, 166 и 248 мс, что близко по значениям трем выделенным компонентам ЗВПР на линии и лица.

На циферблатах часов изменялись два конфигуративных признака: угол между линиями-стрелками и его ориентация. Как показал корреляциошшй анализ изменения межпиковых амплитуд Р1-Ш и Ы2-Р2 связаны с изменениями конфигуративных составляющих схематических циферблатов часов. К изменению ориентации наиболее чувствительна амплитуда первого компонента ЗВПР в левой нижневисочной области и в затылочных областях правого и левого полушарий у двух испытуемых. Изменение величины угла отражается как в межпиковой амплитуде Р1-Ш, так и М2-Р2.

При регистрации ЗВПР на циферблаты часов первого испытуемого просили оценивать различия во времени, а второй оценивал конфигурационные различия. Инструкция повлияла на амплитудные показатели ЗВПР. Значения межпиковых амплитуд Р1-М2 и №-Р2 первого испытуемого монотонно возрастают в зависимости от увеличения различий во времени, а у второго испытуемого - в зависимости от конфигурационных различий. Тенденция увеличения межпиковых амплитуд в зависимости от

увеличения различий между стимулами для двух испытуемых преимущественно наблюдается в отведениях Т5,01 и 02.

В ОБСУЖДЕНИИ РЕЗУЛЬТАТОВ были проанализированы механизмы кодирования конфигурационных элементов зрительной формы и категориальных особенностей изображения.

Использование схематических изображений, в качестве стимулов, позволило исследовать субъективные элементы формы, выделяемые испытуемыми, и признаки, на основе которых происходит детектирование сигнала зрительной системой. Перцептивные пространства стимулов (линий, лиц и циферблатов часов), построенные на основе балльных оценок различий и значений амплитуд вызванных потенциалов различия, оказались идентичными, что позволяет говорить об универсальном механизме различения элементов формы.

Различение линий осуществляется двухканальной нейронной сетью, которая анализирует ориентацию или угол наклона линии во фронтальной плоскости. Первый канал выделяет горизонтальную (вертикальную) составляющую ориентации, второй -наклон линии. Эти нейроны функционируют, как оппонентные яркостный и темповой нейроны ахроматического зрения, т.е. один из них специфически реагирует на ориентацию, а второй является вспомогательным. Наблюдатель в результате работы этой сети видит линию, определенным образом ориентированную.

Различение углов, образованных стрелками на циферблатах часов, осуществляется трехканальной нейронной сетью. Эти стимулы оцениваются наблюдателем на основе двух конфигурационных признаков: величины и ориентации (биссектрисы) угла. Первые два канала фиксируют изменение угла в вертикальной и горизонтальной плоскости, а третий чувствителен к величине угла. В результате взаимодействия этих каналов наблюдатель видит углы определенной величины и ориентации.

Схематические лица распознаются неотделимо от их эмоционального выражения, и поэтому наблюдатель оценивает их на основе трех субъективных признаков: эмоционального тона (радость, грусть, отвращение и т.д.), насыщенности (отличие от нейтральной эмоции - «безразличие») и интенсивности (степени выраженности) эмоции. Различение эмоциональных выражений схем лица осуществляется четырехка-нальной нейронной сетью, которая детектирует конфигурационные признаки формы лица. При кодировании верхней (брови) и нижней (рот) частей лица активируются по два канала. Первые два канала реагируют на величину угла, образованного линиями бровей или рта, вторые - на ориентацию этого угла. Результаты работы нейронной сети, распознающей конфигурацию лица, передаются в систему кодирования эмоций, где данный паттерн распознается как определенная эмоция.

По мере усложнения формы изменяется структура обрабатывающей ее нейронной сети. Для кодирования линии достаточно двух каналов, кодирующих ориентацию, величина и ориентация угла распознается трехканальной нейронной сетью, а эмоциональное выражение схематического лица распознается с помощью четырехканальной нейронной сети, кодирующей кривизну черт лица. Таким образом, в оспове распознавания формы объекта лежит активность нейронов-детекторов линий и углов.

На основе различных теоретических [Конорски, 1970; Соколов, 1996; 1997; Singer, 1995; 1999; Иваницкий, 1993] и практических [Измайлов и др., 2003] исследований, а также результатов этой работы была построена геометрическая модель кодирования целостной формы объекта. Эта модель состоит из трех иерархически организованных уровней обработки конфигурационных признаков. Каждый уровень представлен детекторами признаков определенной сложности. Первый уровень представлен детекторами простых графических признаков: точек, линий и границ. На втором уровне находятся нейроны, анализирующие узловые элементы: углы, вилки, стрелки и т.д. Самый верхний уровень представляет собой гностический нейрон, избирательно реагирующий на целостную форму изображения.

Рассмотрим функционирование этой сети на примере распознавания формы лица. Сначала выделяются линейные элементы изображения, далее узловые признаки или углы, состоящие из линий. Независимо от количества этих первичных и вторичных элементов изображения его анализ опирается на информацию об ориентации и величине линий и углов. На первом уровне зрительная система выделяет линию, приписывает ей ориентацию и расположение в пространстве. При избирательной активации первого уровня, как в случае предъявления отдельной линии, наблюдатель видит и может описать каждую линию отдельно, ее расположение и наклон. Далее зрительная система выделяет угловые элементы изображения. На этом уровне не рассматривается ориентация отдельных линий, поэтому при его избирательной активации, как в случае с циферблатами или лицами, наблюдатель видит только углы определенной ориентации и величины. Информация о взаимном расположении и величине узловых элементов передается гностическим единицам, при активации которых наблюдатель видит форму, которую идентифицирует как циферблат часов, схематическое лицо, дерево, дом и т.д. Избирательная активация определенных каналов гештальт-пирамиды обеспечивает адекватное распознавание конкретной формы.

Экспериментальное исследование схематических циферблатов часов с помощью различных инструкций позволило разделить конфигурационный и категориальный механизмы анализа формы изображения.

Кодирование категории времени осуществляется в зрительной системе двухка-нальной нейронной сетью. Нейроны этой сети детектируют различные значения времени. При сравнении конфигурационного и категориального механизмов кодирования было установлено, что они являются самостоятельными. Механизм кодирования конфигурационных особенностей часов представлен трехканалыюй нейронной сетью, кодирующей величину и биссектрису угла. Механизм категориального анализа представлен двухканальной нейронной сетью, которая кодирует категорию времени. Эти два механизма различаются внутренней структурой, причем категориальный механизм является более простым. Следовательно, в зрительной системе существуют две независимые нейронные сети, осуществляющие кодирование конфигурационных и категориальных характеристик стимула.

Эти механизмы кодирования связаны между собой, так как определенный наттерн всегда соотнесен с конкретной категорией. Например, циферблату часов значения времени приписаны конструктором, так как часы являются искусственным паттерном. Такая процедура приписывания категорий определенным изображениям, возможно, является универсальной и подобна для геометрических фигур, схематических рисунков и т.п. Следовательно, можно предположить, что между категорией и формой изображения существует языковая (семантическая) связь.

В настоящем исследовании было установлено, что различение является универсальной функцией нервной системы, которая проявляется в виде колебаний электрической активности мозга. Реакцию различения исследовали на примере различных типов стимулов: линий, часов и лиц Было установлено, что чувствительными к различиям между стимулами являются межпиковые амплитуды ЗВПР Р1-К2 и Ы2-Р2 [Измайлов и др., 2000]. Три пика вызванного потенциала появляются всегда при различении конфигурационных характеристик стимулов (линий, часов и лиц) с приблизительно одинаковой латентностью: 100-124; 155-166; 223-248 мс, соответственно. При оценке временных различий пики ЗВПР появляются несколько позже, чем при оценке конфигурационных различий.

Реакция различения стимулов широко представлена в коре больших полушарий, что связано со спецификой стимулов и расположением сети, вычисляющей различия. Было установлено, что механизм различения линий локализован в левой префрон-тальной области, в центральных, височных, теменных и затылочных областях обоих полушарий у двух испытуемых. Различение схематических лиц связано с фронтальной, префронтальной, височной, теменной и затылочной корой обоих полушарий.

Временные различия между циферблатами часов локализованы в префронталь-ных, фронтальных, височных и затылочных областях. При этом корреляция первой

амплитуды ЗВПР с временными субъективными различиями наблюдается только в левой височной области, а с конфигурационными различиями слева и справа. Вторая амплитуда коррелирует с временными субъективными различиями в правых фронтальной и затылочной областях и в левой височной области. Амплитуда И2-Р2 имеет корреляционную связь с конфигурационными различиями во всех отведениях.

При определении временных различий мозг автоматически обрабатывает графические особенности стимулов и определяет их временные категории. Поэтому механизм различения времени на часах генерализован по всей коре. К конфигурационным различиям между циферблатами часов наиболее чувствительны фронтальные, правая височная и затылочные области обоих полушарий.

На основе обсуждения результатов настоящей работы можно говорить о существовании двух независимых механизмах конфигурационного и категориального анализа формы изображения, представленных двумя различными нейронными сетями. Нейронный механизм категориального анализа имеет более простую структуру, чем механизм конфигурационного анализа формы. Последний представлен иерархической трехуровневой нейронной сетью, каждый следующий уровень которой обрабатывает усложняющиеся графические признаки формы.

На основе регистрации вызванных потенциалов было установлено, что различение является универсальной реакцией мозга и проявляется в виде изменений межпиковых амплитуд Р120-Ш80 и Ш80-Р240. Амплитудная реакция различия широко представлена в коре, в ней отражаются как конфигурационные, так и категориальные особенности стимула. Конфигурационные различия вычисляются височными и затылочными областями, а категориальные - фронтальными, височными и затылочными областями обоих полушарий.

ВЫВОДЫ

1. Было построено геометрическое пространство линий разной ориентации. Ориентация линии кодируется двухканальной нейронной сетью. Один нейронный канал кодирует ориентацию, а второй является фоновым и обеспечивает базовую настройку специфического канала.

2. Было построено геометрическое пространство эмоциональных выражений лица. Эмоциональное выражение лица кодируется четырехканальной нейронной сетью, нейронные каналы которой кодируют изменения рта и бровей. Эта сеть распознает эмоциональное выражение на основе трех признаков: эмоционального тона, яркости эмоции и эмоциональной насыщенности.

3. Были построены конфигурационное и категориальное геометрические пространства циферблатов часов. Эти два пространства циферблатов отражают работу

двух независимых механизмов обработки информации: категориального и конфигурационного.

4. Конфигурационный механизм анализа циферблатов представлен трехканальной нейронной сетью, которая распознает данные конфигурации на основе двух признаков: ориентации и величины угла между стрелками. Категория времени вычисляется с помощью двухканальной нейронной сети. Категориальное пространство имеет более простую структуру, чем конфигурационное, но не является его подпространством.

5. Сравнение структуры полученных пространств линий, эмоциональных выражений и циферблатов часов показало, что все контурные изображения обрабатываются иерархической нейронной сетью, которая построена по принципу гептгальт-пирамиды. Анализ изображения осуществляется гештальт-пирамидой на основе иерархии признаков (от простых к более сложным). Таким образом, сначала анализируются линии, потом узловые элементы и далее форма всего изображения.

6. Анализ ЗВПР на разные типы стимулов показал, что линии разной ориентации, эмоциональные выражения лица и циферблаты часов в нервной системе кодируются с помощью нейронных сетей, локализованных в затылочных, височных и теменных областях мозга. Работа этих нейронных сетей отражается в межпиковых амплитудах ЗВПР Р120-М 180 и Ш80-Р240, латенция которых для разных типов стимулов практически не отличается.

7. Конфигурационные механизмы анализа зрительных стимулов связаны с затылочными и нижневисочными областями мозга, а категориальные - с затылочными и только левой нижневисочной областью.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Чудина Ю.А. Различение эмоциональных выражений схематического изображения лица человека. // Материалы международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов». Секция «Психология». М.: Изд-во Моск. ун-та, 1998. С.113-114.

2. Чудина Ю.А. Психофизиология различения схематических изображений лица человека. // Материалы международной конференции студентов и аспирантов по фундаментальным наукам «Ломоносов». Секция «Психология». М.: Изд-во Моск. ун-та, 1999. http://psychology.ru/lomonosov/tesises/gq.htm

3. Измайлов Ч.А., Чудина Ю.А. Сферическая модель различения ориентации линий. // Ломоносовские чтения. Секция «Психология». М.: Изд-во Моск. ун-та, 2001. С.14.

4. Измайлов Ч.А., Коршунова С.Г., Чудина Ю.А., Соколов Е.Н. Метрический анализ субъективного пространства ориентации линий. // Ежегодник российского психологического общества (Психология и ее приложения). Том. 9, Вып.1, М.:Изд-во Учебно-методического объединения «Инсайт», 2002. С.61-62.

5. Чудина IO.A. Физиология нервной системы человека. М.: Изд-во РУДН, 2002. 142с.

6. Izmailov Ch. A., Korshunova S.G., Sokolov E.N., Chudina U.A. A geometric model of perceived line orientation based on subjective dissimilarity. // 34 European Mathematical Psychology Group Meeting. Madrid, 2003. P.4.

Издательство ООО "МАКС Пресс". Лицензия ИД № 00510 от 01.12.99 г. Подписано к печати 15.10.2003 г. Формат 60x90 1/16. Усл.печл. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ 816. Тел. 939-3890,939-3891,928-1042. Тел./факс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В.Ломоносова.

2-орз

I ¿57°

Iß 165 70

Содержание диссертации автор научной статьи: кандидата психологических наук, Чудина, Юлия Александровна, 2003 год

ВВЕДЕНИЕ. Векторная теория когнитивных процессов.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. Категориальные и конфигурационные механизмы различения формы.

Глава 1. Пространственная модель различения изображений.

Глава 2. Специфика церебральных механизмов, сопровождающих различение зрительной формы.

Глава 3. Кодирование в нервной системе конфигурационных и категориальных особенностей формы объекта.

ЭМПИРИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ.

Глава 4. Методика исследования.

Глава 5. Результаты исследования различения линий.

Глава 6. Результаты исследования различения схематических лиц.

Глава 7. Результаты исследования различения циферблатов часов.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ И ВЫВОДЫ.

Введение диссертации по психологии, на тему "Конфигурационные и категориальные механизмы восприятия формы"

Настоящее исследование опирается на основные положения векторного подхода к зрительному восприятию и другим когнитивным процессам. Теория E.H. Соколова была разработана автором как универсальная модель векторного кодирования информации в нервных сетях [Соколов, 1995]. Векторное кодирование стимулов участвует в управлении внешними реакциями, ассоциативном обучении, а также в образной и семантической памяти. Рассмотрим более подробно восприятие внешнего мира с точки зрения теории векторного кодирования.

Информация в нервной системе обрабатывается с помощью нескольких анализаторных блоков, связанных между собой: рецепторов, предетекторов и детекторов. Нейроны каждого блока обладают специфическими свойствами. Изменение активации рецептора в зависимости от специфичности воздействия стимулов можно представить в виде распределения Гаусса [Фомин, Соколов, Вайткявичус, 1979]. Реакция предетектора характеризуется косинусоидой, т.е. при одних характеристиках стимула возбуждение предетектора соответствует положительной волне, а при других - отрицательной. Отрицательные и положительные характеристики разнесены по двум разным каналам. Следовательно, для реализации активности одного детектора необходимо два предетектора. Детекторы селективно настроенными на определенный параметр стимула.

Согласно этой векторной модели, воспринимаемый стимул воздействует на набор рецепторов, которые преобразуют и передают сигнал о внешнем воздействии, ансамблю предетекторов. В каждом из предетекторов возникает некоторое возбуждение. Комбинация нескольких таких возбуждений образует вектор возбуждения. Таким образом, каждый воспринимаемый стимул представляет собой в нервной системе специфический вектор возбуждения. Компоненты этого вектора отражают активность нейронов ансамбля предетекторов. Ансамбль предетекторов - это группа клеток, которые имеют общий вход и конвергируют на группе нейронов детекторов. Элементы ансамбля предетекторов обладают различной чувствительностью к определенному параметру стимула, что приводит к формированию специфического вектора возбуждения. В результате преобразований сигнала в нервной системе [Соколов, 1995] все векторы возбуждения становятся равными по длине, и при кодировании стимула значение имеет только направление вектора возбуждения.

Ансамбль предетекторов связан с детекторами синаптическими контактами, число синапсов равно количеству предетекторов. Эти синапсы задают направление вектора связей этого детектора. Реакция детектора определяется суммой попарных произведений векторов возбуждения и векторов связей. Схематично детектор можно представить как нейрон, имеющий несколько входов, по которым поступают сигналы от нижележащих уровней: рецепторов и предетекторов. Каждый из входов обеспечивает детектор независимой информацией, т.е. активность одного входа нельзя предсказать на основе значение активности любого другого входа. Детектор избирательно настроен на стимул, вектор возбуждения которого совпадает по направлению с вектором связей.

Как уже говорилось, при действии стимула в предетекторах возникает вектор возбуждения, а на карте детекторов появляется «рельеф возбуждения» с максимумом на том детекторе, вектор связей которого имеет то же направление, что и вектор возбуждения. При изменении стимула этот рельеф изменяется, и максимум возбуждения перемещается на тот детектор, вектор связей которого теперь совпадает с новым вектором возбуждения.

Восприятие стимула приводит к максимальной активации селективного детектора относительно других детекторов, что связано с кодированием номером канала. При этом номер максимально возбужденного детектора определяет то ощущение, которое вызывает кодируемый параметр сигнала: яркость, цвет, длину и толщину линии, направление движения. Если два стимула вызывают максимальное возбуждения одного и того же детектора, то они субъективно не различаются по данному параметру. Кодирование номером канала является параллельным процессом обработки информации, наряду с которым в нервной системе также присутствует последовательное кодирование простых признаков данного образа. При этом происходит последовательная активация отдельных детекторов, за счет чего строиться целостный образ внешнего стимула.

Все множество стимулов, воздействующих на данный нейронный ансамбль можно представить точками на сферической поверхности в перцептивном пространстве, размерность которого определяется числом независимых нейронов предетекторов. Сферическая поверхность отображения стимулов представлена совокупностью концов равных по длине векторов возбуждения, и каждому внешнему стимулу соответствует точка на сферической поверхности. При изменении стимула направление вектора возбуждения меняется и его конец занимает другое положение на сфере. Сферу формируют концы векторов возбуждения, которые активируют детекторы.

В предложенной модели кодирование стимула осуществляется отображением физического (стимульного) пространства на поверхность сферы (субъективное пространство). Стимул с определенным значением параметра представлен точкой на поверхности этой сферы. При изменении стимула точка, представляющая стимул, в соответствии с изменением направления вектора возбуждения перемещается по сфере. Множество физических стимулов проецируется на поверхность сферы, представляющей перцептивное пространство стимулов.

Субъективные различия между стимулами основываются на нейрональных различиях. Различия между стимулами в рамках данного подхода представлены евклидовыми расстояниями между концами, соответствующих им векторов возбуждения. Это расстояние пропорционально евклидовому расстоянию между детекторами, в которых при действии стимулов возникают максимумы возбуждения. Модуль разности векторов возбуждения равен различию между стимулами. Мерой субъективного расстояния является хорда между точками данной сферы.

На основе характеристик предетектров можно рассчитать субъективные различия между стимулами, и, наоборот, по субъективным расстояниям между стимулами можно найти характеристики предетекторов. Чтобы оценить субъективное расстояние между стимулами, необходимо найти создаваемые ими векторы возбуждения и определит положение точек на сфере, соответствующих сравниваемым стимулам. Далее определить кратчайшее расстояние между стимульными точками, которое будет соответствовать величине угла между векторами возбуждения [Соколов, Вайткявичус, 1989]. Различие между стимулами в нервной системе определяется через разность векторов возбуждения.

Так как субъективные различия между стимулами измеряются евклидовыми расстояниями между концами их векторов возбуждения, то по матрице субъективных различий между стимулами можно найти вектора возбуждения, которые эти различия определяют. Каждый стимул можно представить набором чисел, равных субъективным отличиям его от всех других исследуемых стимулов. Вычислив матрицу попарных различий между стимулами, можно описать каждый стимул как точку в сферическом пространстве данных стимулов.

Путем обработки матрицы субъективных различий между стимулами методом многомерного шкалирования было построено субъективное цветовое пространство [Измайлов, Соколов, Черноризов, 1989]. Многомерное шкалирование основывается на положении о том, что различение стимулов определяется расхождением по ограниченному числу простых субъективных признаков. Этот метод дает возможность найти минимальное число субъективных признаков, определяющих различение стимулов, и вычислить их значение. Многомерное шкалирование позволяет определить физический коррелят для заданного субъективного признака стимула, т.е. взять за основу не физическую, а психологическую характеристику стимула [Терехина, 1986; То^егэоп, 1985]. Решение задачи многомерного шкалирования основано на введении понятия психологического пространства, точки которого представляют исходные стимулы, а координаты пространства соответствуют простым субъективным признакам. Расстояния между точками в пространстве есть функция субъективного различия. Метод многомерного шкалирования позволил интерпретировать оси субъективного пространства в терминах психофизических характеристик и нейрофизиологических каналов преобразования информации.

Точки-стимулы расположены в перцептивном пространстве неравномерно, они все лежат в тонком сферическом слое на одинаковом расстоянии от центра сферы. При этом декартовы координаты перцептивного пространства определяются вкладом возбуждений нейронных каналов, участвующих в механизмах восприятия сигнала, а сферические (угловые) координаты совпадают с его субъективными характеристиками. В такой сферической модели объединяются физиологические характеристики нейронных каналов с феноменологией восприятия [Измайлов, Соколов, Черноризов, 1989; Osgood, 1966]. В сферической модели даже простейшие признаки изображения кодируются по крайней мере двумя переменными, образующими вектор возбуждения. На ряду с перцептивным пространством существуют взаимодействующие с ним мнемическое и семантическое пространства. Способ получения мнемического или семантического пространств такой же, как при построении пространства восприятия. Это зависит от того различия, которое необходимо определять испытуемому между двумя стимулами.

Таким образом, многомерное шкалирование матрицы попарных различий между исследуемыми стимулами позволяет анализировать и интерпретировать различение данного набора стимулов в терминах векторной модели когнитивных процессов. Матрица попарных различий может быть получена с помощью разных экспериментальных исследований: психофизических, электрофизиологических и нейрофизиологических. В психофизическом эксперименте испытуемые оценивают различия между стимулами, и, в результате, получается матрица субъективных различий. В электрофизиологических и нейрофизиологических исследованиях различия между стимулами получают при непосредственной регистрации электрической или импульсной активности мозга. Ниже мы рассмотрим экспериментальные исследования восприятия различных характеристик стимулов, в том числе зрительной формы.

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ Категориальные и конфигурационные механизмы различения формы

Заключение диссертации научная статья по теме "Психофизиология"

Выводы:

1. Было построено геометрическое пространство линий разной ориентации. Ориентации линий кодируются двухканальной нейронной сетью, два канала которой являются специфическим и неспецифическим каналами. Один из них кодирует ориентацию, а второй является фоновым и обеспечивает базовую настройку специфического канала.

2. Было построено геометрическое пространство эмоциональных выражений лица. Эмоциональные выражения лица кодируются четырехканальной нейронной сетью, нейронные каналы которой кодируют изменения рта и бровей. Эта сеть вычисляет три признака эмоциональных выражений: эмоциональный тон, яркость эмоций и эмоциональную насыщенность.

3. Было построено конфигурационное и категориальное геометрические пространства циферблатов часов. Эти два пространства циферблатов отражают работу двух независимых механизмов обработки информации: категориального и конфигурационного.

4. Конфигурационный механизм анализа циферблатов представлен трехканальной нейронной сетью, которая распознает данные конфигурации на основе двух признаков: ориентации и величины угла между стрелками. Категориальное пространство имеет более простую структуру, чем конфигурационное, но не является его подпространством. Категория времени вычисляется с помощью двухканальной нейронной сети.

5. В результате анализа всех полученных пространств линий, эмоциональных выражений и циферблатов часов было показано, что все контурные изображения обрабатываются иерархической нейронной сетью, которая построена по принципу гештальт-пирамиды. Анализ изображения в этой гештальт-пирамиде осуществляется от более простых признаков к более сложным. Таким образом, сначала анализируются линии, потом узловые элементы и далее форма целостного изображения.

6. Провели анализ ЗВПР на линии разной ориентации, эмоциональные выражения лица и циферблаты часов. Линии, эмоциональные выражения лица и циферблаты в нервной системе кодируются с помощью механизмов, локализованных в затылочных, височных и теменных областях мозга. Работа этих механизмов отражается в межпиковых амплитудах ЗВПР Р1-Ы2 и И2-Р2, пики которых для разных типов стимулов практически не отличаются.

7. Конфигурационные механизмы анализа зрительных стимулов связаны с затылочными и нижневисочными областями мозга, а категориальные с затылочными и только левой нижневисочной областью.

Список литературы диссертации автор научной работы: кандидата психологических наук, Чудина, Юлия Александровна, Москва

1. Архипкина О.С. Реконструкция субъективного семантического пространства, означивающего эмоциональные состояния. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 14. Психология. 1981. №2. С. 40-46.

2. Бауэр Т. Зрительный мир грудного ребенка. // Восприятие. Механизмы и модели. М., Мир, 1974. С.351-366.

3. Брунер Дж. С. Психология познания. М., Изд-во Прогресс, 1977. 412 с.

4. Веккер J1.M. Психологические процессы, т.1. Л., 1974.

5. Величковский Б.М., Шмидт К.Д. Долговременная перцептивная память. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 14. Психология. 1977. № 1. С.35-44.

6. Глезер В.Д. Зрение и мышление. Л.: Наука, 1985. 246 с.

7. Глезер В.Д., Праздникова Н.В., Леушина Л.И., Невская A.A., Павловская М.Б. Опознание зрительных образов. // Физиология зрения. М., Наука, 1992. С. 466-527.

8. Грановская P.M., Березная И.Я. Запоминание и узнавание фигур. Л., Изд-во Ленинградского ун-та, 1974. 95с.

9. Грановская P.M., Березная И.Я., Григорева А.Н. Распознавание рукописных букв. // Вычислительная техника и вопросы кибернетики. Вып. 19. М., 1981. С. 30-40.

10. Данилова H.H. Психофизиология. М.: Аспект-пресс, 1998. 372 с.

11. Думенко В.Н. Высокочастотная электроэнцефалограмма: результаты и перспективы. М., Наука, 1997. С. 286-298.

12. Зеки С. Зрительный образ в сознании и в мозге. // В мире науки. 1992. №11-12. С.33-41.

13. Зимачев, М.М., Шехтер Е.Д., Соколов Е.Н, Измайлов Ч.А. Хроматическая составляющая электроретинограммы лягушки. // Журн. высш. нерв, деят., 1986, т.36, №.6. С.1100-1107

14. Иваницкий А.М. Фокусы взаимодействия, синтез информации и психическая деятельность. //Журн. высш. нерв. деят. 1993. Т. 43. № 2. С. 219-227.

15. Изард К.Е. Эмоции человека. М.: Изд-во МГУ, 1980. 439 С.

16. Измайлов Ч.А. Цветовая характеристика эмоций. // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 14. Пихология. 1995. N 4. С. 27-35.

17. Измайлов Ч.А. Сферическая модель цветоразличения. М.: Изд-во МГУ, 1980. 175 с.

18. Измайлов Ч.А., Исайчев С.А., Шехтер Е.Д. Двухканальная модель различения сигналов в сенсорных системах. // Вестн. Моск. ун-та, 1998, сер.14, Психология, №.3. С. 29-40.

19. Измайлов Ч.А., Коршунова С.Г., Соколов E.H. Связь зрительных вызванных потенциалов с субъективными различиями между эмоциональными выражениями схематического лица // Журнал ВНД. 2000. том 50. Вып.5, С. 805-818

20. Измайлов Ч.А., Коршунова С.Г., Соколов E.H., Сферическая модель различения• эмоциональных выражений схематического лица. // Журн. высш. нерв, деят, 1999, т.49, №.2. С. 186-199.

21. Измайлов, Ч.А., Ласточкина М.Н, Полянская Г.Н., Соколов E.H. Различение линий и углов зрительной системой // Вестник МГУ. Сер. 14, Психология 1988. Вып. 1, С. 41-50.

22. Измайлов Ч.А., Исайчев С.А., Коршунова С.Г., Соколов E.H., Цветовой и яркостный компоненты зрительных вызванных потенциалов у человека. // Журн. высш. нерв, деят, 1998, т.48, №. 5. С. 777-787

23. Измайлов Ч.А., Соколов E.H., Сукретная JI.M., Шехтер Е.Д. Семантическое пространство искусственных названий цветов. // Вест. Моск. Ун-та. Серия 14. Психология, 1992. №1. С. 3-14.

24. Измайлов Ч.А., Соколов E.H., Черноризов A.M. Психофизиология цветового зрения. Изд-во Моск. Ун-та, 1989. 206 с.да 26. Колере П. Некоторые психологические аспекты распознавания образов. // Распознаваниеобразов. М., Мир, 1970. С.25-79.

25. Конорски Ю. Интегративная деятельность мозга. М.: Мир, 1970. 412 с.

26. Кулаичев А.П. Компьютерная электрофизиология в клинической и исследовательской практике Conanm3.0. для Windows. М.: НПО «Информатика и компьютеры», 1998. С. 97156.

27. Линдсей П., Норман А. Переработка информации у человека. М., Мир. 1974.

28. НайссерУ. Познание и реальность. М.,1981.

29. Парамей Г.В. Контурные изображения лица: могут ли они передавать "эмоциональные состояния"? // Психологический журнал. 1996. т.17, N1. С. 70-85.

30. Парамей Г.В., Измайлов Ч.А., Бабина B.C. Эмоционально-экспрессивные характеристики• схематического лица на дисплее компьютера. // Вест. Моск. ун-та. Сер. 14. Психология. 1992. N 3. С.30-38.

31. Прибрам К. Языки мозга. М., «Прогресс», 1975. 463с.• 35. Рок И. Введение в зрительное восприятие. В 2-х томах. Т.1 и 2. М., Мир, 1980.

32. Селфридж О., Найссер Д. Распознавание образов машиной. // Восприятие. Механизмы и модели. М.: Мир, 1974 С. 212-225.

33. Сергин В.Я. Перцептивное связывание сенсорных событий: гипотеза объемлющих характеристик. // Журн. высш. нерв, деят., 2002, т.52, №6, С.645-655.

34. Сидорова O.A. Физиологические показатели эмоциональных реакций в клинике локальных поражений мозга. //Журн. высш. нерв. деят. 1999. Том. 49. Вып. 6. С. 951-961.

35. Сидорова O.A., Костюнина М.Б. Участие корковых зон мозга в процессах восприятия и воспроизведения эмоциональных состояний человека. // Журн. высш. нерв. деят. 1991. Том. 41. Вып. 6. С. 1094-1101.

36. Соколов E.H. Нейрофизиологические механизмы сознания. // Журн. высш. нерв. деят. 1990. Т. 40. Вып. 6. С. 1049-1052.

37. Соколов E.H. Перцептивный, мнемический и семантический уровни субъективного отображения. //Журн. высш. нерв. деят. 1993. Т.43 Вып.2.С.228-231.

38. Соколов E.H. Принцип векторного кодирования в психофизиологии. // Вест. Моск. ун-та. Серия 14. Психология. 1995. № 4. С. 3-13.да 43. Соколов E.H. Проблема гештальта в нейробиологии. // Журн. высш. нерв. деят. 1996. Т.46. Вып. 2. С. 229-240.

39. Соколов E.H. Психофизиология научения: Курс лекций. М., 1997.

40. Соколов E.H. Психофизиология: предмет, методы и задачи. // Вест. Моск. ун-та. Серия 14. Психология. 1980. С.3-16.

41. Соколов E.H., Вайткявичус Г.Г. Нейроинтелект М.: Наука, 1989. 237 с.

42. Соколов E.H., Вартанов A.B. К исследованию семантического цветового пространства. // Психол. журн. 1987. № 2. С.58.

43. Соколов E.H., Измайлов Ч.А. Трехстадийная модель цветового зрения //Сенсорные системы. 1988. Т.2, Вып.4, С.400-407.

44. Соколов E.H., Измайлов Ч.А. Цветовое зрение. М.: Изд-во МГУ, 1984. 175 с.

45. Соколов Е. Н., Измайлов Ч.А., Завгородняя В. JI. Многомерное шкалирование знаковых конфигураций. //Вопросы психологии. 1985. Вып. 1. С. 131-140.

46. Солсо PJL Когнитивная психология. М.: Тривола, 1996. 598 с.

47. Супин A.JI. Нейронные механизмы зрительного анализа. М.: Наука, 1974. 252 с.

48. Супин A.JI. Нейрофизиология зрения млекопитающих. М., 1981.

49. Терехина А.Ю. Анализ данных методом многомерного шкалирования. М.: Наука, 1986.

50. Терехина А.Ю. Методы многомерного шкалирования и визуализация данных. // • Автоматика и телемеханика., 1973, 7, С.80-94.

51. Уинстон П.П. Компьютерное зрение. // Психология машинного зрения. (Под ред. П. П. Уинстона). М. Мир, 1978. С. 9-30.

52. Уолц Д. Интерпретация контурных рисунков, изображающих сцены с тенями. // Психология машинного зрения. (Под ред. П. П. Уинстона). М. Мир, 1978. С. 30-111.

53. Фанц Р. Восприятие формы. // Восприятие. Механизмы и модели. М., Мир, 1974. С.338-350.

54. Фомин C.B., Соколов E.H., Вайткявичюс Г.Г. Искусственные органы чувств. М.: Наука, 1979. 201 с.

55. Фресс П. Восприятие формы и объектов. // Экспериментальная психология. Под ред. П. Фресса, Ж. Пиаже. М.: Прогресс, 1978. С. 237-296.

56. ФрумкинаР.М. Психолингвистика. М.: Академия, 2001. 320 с.

57. Фрумкина P.M. Цвет, смысл, сходство. М.: Наука, 1984. 254 с.

58. Хьюбел Д. Глаз, мозг, зрение. М. Изд-во «Мир», 1990. 240с.

59. Шевелев И.А. Каменкович В.М. Шараев Г.А. Относительное значение линий и углов геометрических фигур для их опознания человеком // Журн. высш. нерв, деят., 2000. Т. 50, № 3. С. 403-409

60. Шеперд Р. Многомерное шкалирование и неметрические представления. // Нормативные и дескриптивные модели принятия решений. М., 1981. С.84-97.

61. Шехтер М.С. Зрительное опознание: закономерности и механизмы. М., 1981.

62. Шмелев А.Г. Введение в экспериментальную психосемантику. М.: Изд-во МГУ, 1983. 157 с.

63. Эдельман Дж., Маунткасл В. Разумный мозг. М., Мир, 1981. 133с.

64. Яковлев В.В. Различия в описании зрительного образа на уровне ЗТ и HB коры обезьян. // Докл. АН СССР 1983 Т. 270, № 3. С. 754-757.

65. Яковлев В.В., Макаров Ф.Н., Никитин Н.С. Роль HB и ЗТ коры в описании зрительного 9 образа у обезьян. // Переработка информации в зрительной системе: Высшие зрительныефункции. Л., 1982. С. 125-135.

66. Abelson R.P., Sermat V. Multidimensional scaling of facial expressions. // Journal of• Experimental Psychology. 1962. V. 63. P. 546-554.

67. Aguirre G.-K., D'Esposito M. Environmental knowledge is subserved by separable dorsal/ventral neural areas. Journal-of-Neuroscience. 1997 Apr; Vol 17(7) P. 2512-2518.

68. Ashby,F.G. Stochastic general recognition theory.—In D.Vickers & P.L.Smith (Eds.), Human information processing: Measures, mechanisms, and models (pp 435—457). Amsterdam:Elsevier, 1989.

69. Ashby F.G., Gott R.E. Decision rules in perception andcategorization of multidimensional stimuli. J. of Experimental Psychology: Learning, Memory, Mid Cognition, 1988, 33-53.

70. Botzel K., Grusser O.J. Electric brain potentials evoked by pictures of faces and non-faces: a seach of "face-specific" EEG-potentials // Experimental Brain Research, 1989, V. 77 P. 349-360.

71. Damasio A.R. The brain binds entities and events by multiregional activation from convergence zones.//Neural Computation. 1989. Vol. 1. P. 123-132.

72. Eirner M., McCarthy R. A. Prosopagnosia and structural encoding of faces: Evidence from event-related potentials. //NeuroReport. 1999. V. 10. P. 255-259.

73. Hampton J.A. Similarity-based categorization: the development of protoype theory. -Psychologica Belgica, 1995, 35-2/3,103-125.

74. Hebb D.O. The organization of behavior. New York: Wiley, 1949.

75. Ito M., Sugata T., Kuwabara H., Wu Ch., Kojima K. Effect of angularity of the figures with sharep and round corners on visual evoked potentials. // Japanese psychological research. 1999 May; Vol 41(2) P.91-101.

76. Izmailov Ch.A., Davydova K. Multidimension scaling of configurations from lines. // Eds. R. Steyer, K.F. Wender, F. Widaman Psychometric metodology. Stuttgart and New York: Gustav Fischer Verlag. 1993. P. 579-584.

77. Psychological science. 1991, Vol. 2, №. 4. P. 249-259.

78. Jeffreys, D.A. A face-responsive potential recorded from the human scalp. // Exp. Brain Res. * 1989. V. 78. P. 193-222.

79. Jeffreys D.A. The influence of stimulus orientation of the vertex positive scalp potential evoked by faces // Experimental brain research, 1993, V.96. P. 514-524.

80. Jeffreys D.A. The vertex-positive scalp potential evoked by faces and by objects. // Exp. Brain Res. 1992. V. 91. P. 340-350.

81. Johansson G. Configurations in event perception. // Perceiving Events and Object / Eds. Jansson G. Et al. New Jersey: Lawrence Erlbaum Assoc., 1994. P. 30.

82. Kanwisher N., Chun M.-M., McDermott J., Ledden P.-J. Functional imaging of human visual recognition. // Cognitive Brain Research. 1996 Dec; Vol 5(1-2). P. 55-67.

83. Katsikitis M. The classification of facial expressions of emotion: a multidimensional-scaling approach. // Perception, 1997, Vol. 26. P.613-626.

84. Kraut M., Hart J., Soher B.-J., Gordon B. Object shape processing in the visual system evaluated using functional MRI. //Neurology. 1997 May; Vol 48(5). P. 1416-1420.

85. Kruskal J.B. Nonmetric Multidimensional Scaling: A Numerical Method//Psychometrika. 1964. V. 29. P. 115-129.

86. Kuriki S., Takeuchi F., Hirata Y. Neural processing of words in the human extrastriate visual « cortex. // Cognitive Brain Research. 1998 Jan; Vol 6(3). P. 193-203.

87. Laurian S., Bader M., Lanares J., Oros L. Topography of event-related potentials elicited by visual emotional stimuli. // International journal of psychophysiology, 10,1991 P. 231-238.

88. Levelt W. J., Praamstra P., Meyer A. S., Helenius P., Salmelin R. An MEG study of picture naming.// Journal of Cognitive neuroscience. 1998 Sep; Vol 10(5). P. 553-567.

89. Luneburg R.K. The metric of binocular visual space.// J. Opt. Soc. Am. 1950. V. 40. N. 10. P. 527-642.

90. McCarthy G., Puce A., Belger A., Allison T. Electrophysiological studies of human face pepception. II. Response properties of face-specific potentials generated in occipitotemporal cortex. // Cerebral cortex, 1999 Jul-Aug. Vol. 9 (5). P. 431-444.

91. Miyashita Y., Sakai K., Higuchi S.I., Masui N. Localization of primal longterm memory in the I primate temporal cortex. // Memory: organization and locus of change/ Eds. L.R. Squire et al.1. Oxford, 1991. P.239.

92. Navon D., Forest before trees: The precedence of global features in visual perception.• Cognitive Psychology, 1977, 9,353-383.

93. Neumann P.G. An attribute frequency model for the abstraction of prototypes.- Memory and Cognition, 1974,2,241—248.

94. Osgood C.E. Dimensionality of the semantic space for communication via facial expressions. // Scandinavian Journal of Psychology. 1966. V. 7. P. 1-30.

95. Palmer S.E. Visual perception and world knowledge: Notes on a model of sensory cognitive interaction. In. D.A. Norman, D.E. Rumelhart and the LNR Recsearch Group, Exploration in cognition. San Francisco: Freeman, 1975.

96. Perrett D.I., Rolls E.T., Caan W. Visual neurones responsive to faces in the monkey temporal cortex. // Exp. Brain Res., 1982, v. 47, p. 329-342.

97. Perrett D.I., Mistlin A.J., Chitty, A.J. Visual neurones responsive to faces. Trends Neurosci., 1987, v.10, 358-364.

98. Puce A., Allison T., Gore J.-C., McCarthy G. Face-sensitive regions in human extrastriate cortex studied by functional MRI. // Journal of Neurophysiology. 1995 Sep; Vol 74(3). P. 11921199.

99. Puce A., Allison T., Spencer S.-S., Spencer D.-D., McCarthy G. Comparison of cortical0 activation evoked by faces measured by intracranial field potentials and functional MRI: Two case studies. // Human Brain Mapping. 1997; Vol 5(4). P. 298-305

100. Reber A.S., Allen R. Analogical and abstraction strategies in synthetic grammar learning: A functionalist interpretation.—Cognition, 1978,6,189—221.

101. Riggs L. A., Sternheim C.E. Human retinal and occipital potentials evoked by changes of the wavelength of the stimulating light//Journal of the Opt. Soc. of Am. 1969. V. 59. No. 5. P. 635640.

102. Rolls, E.T. Neurones in the cortex of the temporal lobe and in the amygdala of the monkey with responses selective to faces. Hum. Neurobiol., 1984, v.3, p.209-222.

103. Rolls E.T. The brain and emotions. Oxford. 1998. Oxford University press. 342 p.

104. Rolls E.T., Baylis G.C. Hasselmo M.E. The responses of neurouns in the cortex in the superior temporal sulcus of the monkey to band-pass spatial frequency filtered faces. Vision Res., 1987, v.27, p. 441-450.

105. Rosch E., Mervis C.B. Family resemblances: Studies in the internal structure of categories.-• Cognitive Psychology, 1975, 7, 573-605.

106. Russell J.A. A circumplex model of affect. // Journal of Personality and Social Psychology. 1980. Vol. 39. P. 1161-1178.

107. Russell J.A., Bullock M., Multidimensional scaling of emotional facial expressions: Similarity from preschoolers to adults. // Journal of Personality and Social Psychology. 1985. Vol. 48. P. 1290-1298.

108. Sarah E., Barrett M. D., Perrett D. I. Event related potentials and the matching of familiar and unfamiliar faces. Neuropsychologia. 1990. Vol. 26, No 1, pp. 105-117.

109. Sillito A.M., Versiani V. The contribution of excitatory and inhibitory inputs to the length preference of hypercomplex cells in layers II and III of the cat's striate cortex. // Journal of Psychology. 1979. Vol. 289. P. 33-53.

110. Singer W. Neuronal synchrony: A versatile code for the definition of relations? // Neuron. 1999. Vol. 24. P. 49-65.

111. Singer W. Response synchronization of cortical neurons: an epiphenomenon or a solution to the binding problem? // Ibro News. 1991. Vol. 19. № 1. P.6-7.

112. Singer W., Gray C.M. Visual feature integration and the temporal correlation hypothesis. // « Ann. Rev. Neurosci. 1995. Vol. 18. P. 555-586.

113. Shepard R.N. Attention and the metric structure of the stimulus space // J. of Mathematical Psychology, 1964, V. 1, P. 54-87.

114. Shepard R.N. Towards a universal law of generalization for psychological space. // Science, 1987, V. 237, P. 1317-1323.

115. Shepard R. N. The analysis of proximities: multidimensional scaling with an uniform distance function. // Psychometrika 1962 V.27, № 2/3. P/125-139,219-246.

116. Shepard R. N., Carroll J. D. Parametric representation of nonlinear data structures. In: Multivariate analysis (Ed. P.R. Krishnaiah), 1966. N. Y. Acad. Press, P. 561-592.

117. Shevelev I.A., Lazareva N.A., Sharaev G.A. // Interrelation of tuning characteristics to bar, cross and comer in striate neurons //Neuroscience.1999. V.88. P. 17-25.

118. Smith E.E., Medin D.L. Categories and concepts.- Cambridge, MA: Harvard University Press, » 1981.

119. Schlosberg H.S. A scale for the judgement of facial expressions//Journal of Experimental Psychology. 1941. V. 29. P. 497-510.

120. Sokolov E.N. Model of cognitive processes // Advances in Psychological Science / Eds. M. Sagaurin, T. Craik. V. 2. Sussecs, UK: Psychol Press, 1998. P. 355-378.

121. Sokolov E.N., Boucsein W.A psychophysiological model of emotion space. // Integrative physiological and behavioral science, April-June 2000, Vol. 35, № 2. P. 81-119/

122. Srebro R. Localization of cortical activity associated with visual recognition in humans. // Journal Phisiology. 1985. № 360 P. 426-436.

123. Sugita Y. Grouping of image fragmants in primary visual cortex. // Nature. 1999 Sept. Vol. 401 (6750). P. 269-272.

124. Takahashi N., Kawamura M., Hirayama K., Shiota J. et al. Prosopagnosia: A clinical and anatomical study of four patients. Cortex. 1995 Jun; Vol 31(2): 317-329

125. Torgerson W.S. Theory and metods of scaling. N.Y., 1985.

126. Usher M., Donnelly N. Visual synchrony affects binding and segmantation in perception. // Nature, 1998. Jul., Vol 394 (6689). P. 179-182.

127. Vandenberghe R., Price C., Wise R., Josephs O., Frackowiak R.S.J. Functional anatomy of a common semantic system for words and pictures.// Nature. 1996 Sep; Vol 383(6597). P. 254-256

128. Von der Malsburg C., Schneider W. A natural coctail-party processor. // Biol. Cybern. 1986 V. 54, P. 29-40.

129. Walker J.N. Real-word variability, reasonableness judgments, and memory representations for concepts.- Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior, 1975,14,241—252.

130. Watanabe J.; Iwai E. Neuronal activity in monkey visual areas VI, V2, V4, and TEO during fixation task. Brain-Research-Bulletin. 1996; Vol 40(2): 143-150

131. Zhou H., Friedman H.S., Rudiger von der Heydt Coding of border ownership in monkey visual cortex. // The Journal of Neuroscience, Sept., 1,2000,20 (17). P. 6594-6611.