Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова

Категоризация – когнитивный процесс, ведущий к способности воспринимать похожие, но не идентичные стимулы как эквивалентные. Чтобы отнести объект к какой-либо категории, животное должно научиться распознавать ключевые признаки нового объекта, применяя опыт, полученный от предыдущих взаимодействий со схожими объектами. Благодаря этому категоризация избавляет от необходимости исследовать каждый новый объект заново, существенно расширяя адаптивные возможности организма. Способность к категоризации присуща животным с разными типами устройства нервной системы. В обзоре рассмотрены фундаментальные подходы к исследованию зрительной категоризации у птиц, обладающих выдающимися способностями к этому процессу. Анализ обширных данных, полученных в исследованиях зрительной категоризации в разных моделях у птиц, не только открывает возможность выявления общебиологических нервных основ и механизмов этого процесса, но и может быть использован для расширения нейроморфных свойств у систем искусственного интеллекта.

В обзоре представлен анализ современных психологических теорий эмоций и соответствующих им концепций нейронального обеспечения обработки и удержания в рабочей памяти эмоционально окрашенной информации. Общей тенденцией современных нейрокогнитивных исследований является отказ от локализации отдельных когнитивных функций в пользу сетевых моделей, в которых обеспечение психических процессов осуществляется распределенными сетями, объединяющими функционально специфичные структуры коры и глубинных образований. Такие сети способны перестраиваться в соответствии с требованиями текущей задачи деятельности. В работе проанализированы подходы к анализу взаимодействия эмоций и когнитивных процессов, в рамках которых они могут рассматриваться и как конкурирующие системы, и как компоненты единого механизма целенаправленного поведения, в частности при удержании эмоционально окрашенной информации в аффективной рабочей памяти. Обсуждается связь мозговой организации аффективной рабочей памяти с динамическим взаимодействием крупных морфофункциональных сетей покоя (resting state networks), включая сеть определения значимых событий, дефолтную сеть и фронто-париетальную сеть, с возможностью перестройки и подключения дополнительных узлов, например, связанных с обработкой социально значимой информации.

В рамках настоящего исследования проведена психофизиологическая апробация разработанной ранее расширенной русскоязычной модификации психологического теста для оценки мозгового обеспечения аффективного компонента процесса ментализации – «Чтение эмоций по выражению глаз» (англ. Reading the Mind in the Eyes Test, сокр. RMET) с использованием метода функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ). В основной анализ были включены фМРТ-данные для 40 испытуемых (средний возраст – 22.5 ± 3.2 года, 13 мужчин и 27 женщин). В результате воспроизводимое RMET-ассоциированное увеличение уровня локальной активности в сравнении с контрольным условием (определение возраста) было установлено для целого ряда структур мозга человека, которые, по данным предыдущих исследований, вовлекались в обеспечение процессов по определению эмоциональных состояний по выражению глаз, включая нижние лобные извилины, дополнительную моторную кору обоих полушарий, левую прецентральную извилину и правую среднюю/верхнюю височную извилину. Вместе с тем были получены новые данные о вовлечении мозжечка и таламуса в обеспечение процессов считывания эмоционального выражения глаз по сравнению с процессом определения возраста при выполнении RMET-задания, упоминавшемся ранее только в единичных работах. Помимо этого, были выявлены новые эффекты изменения уровня локальной активности в условиях RMET-задания, уточняющие характер вовлечения медиальной префронтальной коры, предклинья, левой угловой извилины и левой средней/верхней височной извилины мозга человека в обеспечение определения аффективных внутренних, психических состояний другого человека. Таким образом, в результате проведенного фМРТ-исследования был не только успешно апробирован расширенный вариант русскоязычного RMET-задания, но и получены новые данные, расширяющие представления о составе структур мозга, связанных с аффективным аспектом процессов, ассоциированных с ментализацией.

Исследовательская активность является жизненно важной формой поведения, складывающейся под влиянием среды обитания и индивидуального опыта животных. Для оценки роли этих факторов мы изучили исследовательское поведение в идентичной обстановке у трех видов грызунов, различающихся по своим экологическим нишам, особенностям навигации и богатству индивидуального опыта: животных из естественных популяций –рыжей полевки (Clethrionomys glareolus) и малой лесной мыши (Sylvaemus uralensis) – и лабораторных мышей линии C57BL/6J. Исследовательское поведение регистрировали в стандартизованном тесте «Открытое поле». Для оценки влияния новизны обстановки животным в течение четырех сессий предлагали обследовать сначала пустое, а затем обогащенное объектами «открытое поле». Экспертная аннотация поведенческого репертуара выявила, что животные совершают 11 специфических поведенческих актов, направленных на освоение пространства в пустой арене, и 22 типа актов в обогащенной арене. При этом нами были выявлены специфические поведенческие акты, характерные только для грызунов из естественных популяций или только для лабораторных мышей. Было установлено, что рыжие полевки проявляют значительно меньшую исследовательскую активность по сравнению с двумя видами мышей, которые по уровню исследовательской активности незначительно отличаются друг от друга. Существенным фактором, влияющим на исследовательскую активность сравниваемых видов, оказалась насыщенность среды объектами. Добавление объектов не только увеличивало общую исследовательскую активность животных, но и изменяло структуру их исследовательского поведения. При этом, в отличие от исходной гипотезы, сам фактор новизны обстановки оказывал на поведение наименьшее влияние, причем эффект различался в зависимости от конкретных форм поведения и проявлялся только в комбинации с другими факторами. Полученные результаты выявляют многомерные и нелинейные отношения в факторах, детерминирующих поведение грызунов в тесте «открытое поле», которые следует учитывать в анализе нейронных основ этого поведения и при интерпретации исследовательского поведения животных в естественных условиях.