Чеширская улыбка кота Шрёдингера: мозг, язык и сознание

В результате попарных сравнений ПЭТ-изображений были получены разностные изображения, то есть так называемые карты распределения t-статистики, отражающие величину полученных различий в каждом элементе изображения (вокселе). Значимость данных различий оценивалась в соответствии с тестом на объем кластера [Worsley et al., 1995]. В данном тесте «активация» считалась значимой, если объем соответствующего ей кластера (определяемого в данном случае как количество соприкасающихся вокселов со значением t выше 3,90) удовлетворял порогу pcorr < 0,05. Данный порог соответствует вероятности случайного (то есть при отсутствии сигнала) возникновения кластера такого же или большего объема в данном анализируемом пространстве (то есть в объеме мозга) с учетом ожидаемого количества таких кластеров.

Для определения анатомической локализации активированной области использовались программа пересчета координат и визуализации кластеров (Talairach Space Utility) и интернет-версия атласа мозга [Talairach, Tournoux, 1988] (Talairach Daemon).

В исследовании использовались стимулы слуховой и зрительной модальности, подаваемые соответственно через головные микротелефоны и белым шрифтом на темный экран монитора, установленного по центру поля зрения испытуемого. Слуховые стимулы представляли собой фразы с синтагматическим членением в качестве основных стимулов и фразы без синтагматического членения в качестве контроля (см. примеры заданий). Эти фразы были монотонно начитаны женским голосом профессионального диктора. Затем они подверглись цифровой обработке для выравнивания амплитудных характеристик (по средней RMS мощности), стандартизации по длительности смысловых пауз (110 ± 10 мс) и минимизации по длительности несмысловых пауз без ущерба для естественности звучания. Длительность звучания каждой фразы составляла 2–3 с. Для каждого условия использовалось по тридцать фраз, неповторяющихся для разных условий.

Сначала на экране появлялись вопрос и варианты ответа, затем через 200–600 мс начинала звучать фраза. Внутри интервала 200–600 мс временной разрыв между началом зрительного и слухового стимулов задавался случайным образом для нивелирования эффекта ожидания. После прослушивания фразы испытуемый нажимал соответствующую кнопку мыши, что запускало на экране появление креста для фиксации взора. После этого на экране появлялся вопрос и варианты ответов для следующей фразы (рис. 1). Для каждой фразы регистрировались выбранный вариант ответа и время реакции испытуемого.

Рис. 1.

Соотношение времени предъявления слуховых и зрительных стимулов.

Интервалы времени:

АВ и EF – предъявление креста для фиксации взора: 300 или 600 мс;

ВС – предъявление задания до начала звучания фразы: 200–600 мс;

CD – звучание фразы;

DE – выбор испытуемым правильного ответа

Данная структура исследования была разработана по результатам предварительных исследований без ПЭТ-сканирования на отдельной группе из двенадцати испытуемых. По результатам предварительных поведенческих исследований были отобраны фразы, для которых процент ошибок не превышал 25 %. Все фразы прошли экспертную оценку адекватности звукового строя фраз поставленной задаче на кафедре фонетики СПбГУ.

Для исследования возможной эмоциональной реакции испытуемых на различия по сложности заданий в процессе предварительных исследований проводилась регистрация кожно-гальванической реакции (КГР) и частоты сердечных сокращений (ЧСС) при выполнении каждого задания.

Каждый испытуемый перед ПЭТ-исследованием проходил тренировку по выполнению всех тестовых заданий на наборе фраз, не использованных в сканированиях.

Для предъявления стимулов, регистрации ошибок и времени реакции использовалась компьютерная программа Presentation (© Neurobehavioral systems).

В исследовании использовалось четыре задания (условия). Для статистических целей каждое задание предъявлялось в двух сканированиях, то есть всего было восемь сканирований (сканов) по каждому испытуемому. Порядок псевдорандомизации условий между испытуемыми: 12344321, 23411432, 34122143 и т. д. В начале каждого ПЭТ-исследования испытуемому предъявлялось задание без сканирования для того, чтобы избежать эффекта первого скана [Rajah et al., 1998].

Условие 1. Бинаурально предъявлялись фразы с синтагматическим членением. Испытуемому давалось отвлекающее задание нажимать одну клавишу в случае, если в предъявляемой фразе есть слово, начинающееся со звука «Д», другую клавишу – если такого слова нет. Например, звучала фраза: «Брать нельзя, давать». На экране было написано: «Д» в начале слова есть/нет.

Условие 1К (контроль к условию 1). Бинаурально предъявлялись фразы без синтагматического членения. Задание – как в условии 1. Например, звучала фраза: «В комнате было тепло». На экране было написано: «Д» в начале слова есть/нет.