Wzorce aktywności mózgu przy świadomym i nieświadomym przetwarzaniu informacji

Transkrypt

1 Wzorce aktywności mózgu przy świadomym i nieświadomym przetwarzaniu informacji Aneta Brzezicka Interdyscyplinarne Centrum Stosowanych Badań Poznawczych, SWPS

2 Zdumiewająca hipoteza brzmi: Ty, Twoje radości i smutki, Twoje wspomnienia i ambicje, Twoje poczucie tożsamości i wolna wola, nie są w rzeczywistości niczym innym niż sposobem, w jaki zachowuje sięogromny zbiór komórek nerwowych i związanych z nim cząsteczek. Francis Crick, Zdumiewająca hipoteza, czyli nauka w poszukiwaniu duszy, Prószyński i S-ka, Warszawa 1997.

3 Z mózgu, i tylko z mózgu, pochodząnasze przyjemności, radość, śmiech, jak równieżżal, ból i łzy. Dzięki niemu ( ) myślimy, widzimy, słyszymy i odróżniamy brzydkie od pięknego, złe od dobrego i przyjemne od nieprzyjemnego. Hipokrates (ok. V-IV w.p.n.e.)

4 Pierwsze badanie obrazujące pracę mózgu 6! Angelo Mosso, 1881 włoski fizjolog, projektant wielu przyrządów pomiarowych Na bardzo czułym na zmiany wagi stole sprawdzał, co się stanie, gdy człowiek zacznie rozwiązywać zadanie umysłowe

5 Pierwsze badanie obrazujące pracę mózgu 6! Angelo Mosso, 1881 włoski fizjolog, projektant wielu przyrządów pomiarowych Na bardzo czułym na zmiany wagi stole sprawdzał, co się stanie, gdy człowiek zacznie rozwiązywać zadanie umysłowe

6 EEG - elektroencefalografia fmri funkcjonalny rezonans magnetyczny PET pozytonowa tomografia emisyjna NIRS Spektroskopia bliskiej podczerwieni rtms powtarzalna przezczaszkowa stymulacja magnetyczna Podglądanie mózgu

7 Podglądanie mózgu EEG - elektroencefalografia fmri funkcjonalny rezonans magnetyczny PET pozytonowa tomografia emisyjna NIRS Spektroskopia bliskiej podczerwieni rtms powtarzalna przezczaszkowa stymulacja magnetyczna

8 fmri obecnie najpopularniejsze Zastosowanie: Badania podstawowe Diagnostyka Mapowanie funkcji przed operacją

9 EEG Hans Berger i jego fascynacja telepatią W 1924 zarejestrował aktywnośćludzkiej kory z mózgu pacjenta poddanego operacji mózgu Po upewnieniu się, że to nie przypadek (73 rejestracje) opublikowałsłynny artykułz EEG swojego syna

10 EEG pobudzenie stan relaksu senność zasypianie głęboki sen śpiączka

11 Potencjały związane ze zdarzeniem (event-related potentials, ERP)

12 Potencjały związane ze zdarzeniem (event-related potentials, ERP)

13 Zastosowania EEG Badania kliniczne (szczególnie epilepsja) Badania naukowe Interfejsy mózg-komputer

14 Porównanie EEG i fmri Co mierzy? EEG fmri Elektryczną aktywność mózgu Metabolizm mózgu (odpowiedź hemodynamiczna) 1. Inwazyjność metody Nieinwazyjna - Nieinwazyjna - Może wywołać atak paniki - Duży hałas pracy - Brak możliwości używania jakichkolwiek metalowych komponentów 1. Rozdzielczość czasowa Bardzo dobra Ograniczona 1. Rozdzielczość przestrzenna Ograniczona Bardzo dobra 1. Koszt jednego badania Niski Wysoki 1. ZłoŜoność analizy danych Od prostej do bardzo złożonej Złożona lub bardzo złożona

15 NIEŚWIADOME POSTRZEGANIE

16 Widzenie pomimo ślepoty (blindsight) Ślepowidzenie Szczątkowe zdolności postrzegania wzrokowego pomimo całkowitego (lub bardzo rozległego) uszkodzenia pierwotnej kory wzrokowej wykrywanie przeszkód, rozróżnianie prostych kształtów, wykonywanie sakkad, sięganie, rozpoznawanie emocji na twarzach (ale już nie tożsamości) Kompletny brak świadomości powyższych zdolności Syndrom Riddocha zachowana świadomośćo poruszających się obiektach

17 Przypadki ślepowidzenia przy całkowitej utracie wzroku : małpa Helen i pacjent T.N. Helen T.N. Humphrey, 1974

18 Dwie drogi przetwarzania informacji wzrokowej Siatkówka LGN Kora wzrokowa PC Strumień grzbietowy działanie Nie zawsze świadome Wzgórki czworacze górne Wzgórze (poduszka) Strumień brzuszny percepcja Postrzeganie świadome

19 Wzgórki czworacze kluczowy element drogi wzrokowej? Pacjenci poddani hemisferoktomi (usunięciu jednej półkuli mózgu) idealna okazja do badania ślepowidzenia Absolutna nieobecność kory wzrokowej Brak połączenia z ciała kolankowatego

20 Dwie drogi przetwarzania informacji wzrokowej Siatkówka LGN Kora wzrokowa PC Strumień grzbietowy działanie Nie zawsze świadome Wzgórki czworacze górne Wzgórze (poduszka) Strumień brzuszny percepcja Postrzeganie świadome

21 Wzgórki czworacze górne

22 DTI diffusor tensor imaging, obrazowanie tensora dyfuzji; badano pacjentów po hemisferoktomii, ze ślepowidzeniem i bez

23 Wzgórki czworacze a widzenie pomimo ślepoty Pacjenci z zespołem ślepowidzenia posiadali połączenia pomiędzy zachowana półkuląa wzgórkami czworaczymi (zarówno po stronie nieuszkodzonej jak i usuniętej półkuli) połaczenia wychodzące ze strony uszkodzonej były silniejsze niż w grupie kontrolnej Pacjenci nie wykazujący cech ślepowidzenia nie posiadali takich połączeń!!!

24 Imaging unconscious semantic priming (Dehaene i in., Nature, 1998) PREZENTACJE PODPROGOWE

25 Bodźce podprogowe Bodźce przygotowane lub prezentowane w taki sposób, aby nie było możliwe ich świadome spostrzeżenie Pytanie, czy tak prezentowane informacje mogąaktywowaćprocesy poznawcze i wpływaćna reakcje

26 Nieuświadamiana modyfikacja zachowania Efekt prymowania (torowania, priming) Bardzo szybka (poniżej progu percepcji) prezentacja bodźców (np. słów, twarzy) z dodatkowym zastosowanie procedury maskowania Bodźce torujące nie sąświadomie postrzegane, jednak potrafiąmodulowaćreakcje na, świadomie postrzegane, następujące po nich bodźce

27 Torowanie reakcji Próby spójne Próby niespójne

28 Torowanie a reakcje EEG

29 Torowanie a reakcje mózgu mierzone za pomocąfmri

30 Reakcje na bodźce prezentowane podi nadprogowo

31 Co z tego wynika? Rezultaty tego badana pokazały, że podprogowo prezentowane informacje wywierająmierzalny wpływ zarówno na elektrycznąaktywnośćmózgu, jak i na jego odpowiedź hemodynamiczną Co więcej, zmiany w aktywności mózgu w reakcji na nieuświadamianąinformacjęnastępowały nie tylko w obszarach związanych z percepcją(co jest dość oczywiste), ale równieżw regionach zaangażowanych w przygotowywanie reakcji motorycznej!

32 Co z tego wynika? Komplementarność pomiarów EEG i fmri fmri ścisła lokalizacja efektu torowania, lecz brak zmian w dynamice czasowej ERP bardzo dokładne w skali czasowej wskazanie efektu torowania Podobne wyniki uzyskano w badaniach nad prezentowanymi podprogowo twarzami tym razem w obrębie ciała migdałowatego

33