Программа спецкурса
Когнитивная психофизиология

Разделы курса:

1. Предмет когнитивной психофизиологии. Когнитивная психофизиология и когнитивная психология. Место когнитивной психофизиологии в системе других наук. Используемые методы - полиграфия, многоканальная электроэнцефалография и магнитоэнцефалография. Вызванные потенциалы. Осцилляторная активность мозга. Неинвазивнные методы мозговой локализации психических функций и процессов. Функциональная томография мозга (позитронная эмиссионная томография - ПЭТ, функциональная магнитно-резонансная томография - фМРТ), метод наложения результатов расчета координат эквивалентных дипольных источников электрических потенциалов и осцилляторной активности мозга на томографические структурные срезы мозга, полученные методом МРТ.

2. Принципы кодирования информации в нервной системе. Два типа кодов: импульсный в виде дискретных импульсов нейронов, различающихся частотой и организацией во временные паттерны, и микроструктурный код устойчивого состояния, создаваемого за счет специфики синаптических связей нейронов, объединенных в ансамбль (локальную нейронную сеть). Детекторная концепция кодирования информации. Нейроны-детекторы простых и сложных признаков. Гностические единицы. Гештальт-пирамида. Нейроны-детекторы распознавания объектов, лиц, эмоционального выражения лица, жеста. Формирование гештальт-единиц. Внутренние репрезентации объектов и их локализации в мозге. Векторная теория кодирования информации. Мнемический и семантический уровень кодирования информации. Их изоморфизм с перцептивным уровнем. Концептуальная нейронная сеть.

3. Когнитивная деятельность с позиции теории функциональных систем. Активность субъекта и опережающее отражение. Формирование цели как опережающее отражение. Нейроны цели. Нейрофизиологический механизм актуализации цели. Рабочая память. Функции префронтальной коры. Механизм программирования исполнительного действия и обратная связь. Реализация психических процессов (ощущения, восприятия, воображения, мышления) как результат интеграции в ключевых зонах коры информации, исходящей из внешней среды и извлекаемой из памяти. Роль кольцевого движения возбуждения между первоначальными проекциями и структурами, производящими дополнительную обработку информации, с его повторным входом к местам первоначальной проекции. Концепция информационного синтеза. Передача информации 'снизу вверх' и 'сверху вниз'. Системы 'Что' и 'Где' как каналы обработки информации. Префронтальная кора как зона их интеграции. Роль префронтальной и цингулярной коры в произвольном контроле за умственными действиями и принятием решения. Фокусы внутрикоркового взаимодействия, выявляемые методом картирования связей по ритмам ЭЭГ, как нейрональный субстрат нахождения решения. Поиски маркеров принятия решения в вызванных потенциалах. Мышление и фокусы мозговой активности, выявленные методом ПЭТ и фМРТ Локусы мозговой активности при порождении и восприятии речи. Функциональные изменения в мозге при нарушении когнитивной деятельности.

4. Психическая деятельность и ее энергетическое обеспечение. Понятие функционального состояния. Модуляторные системы мозга - регулятор состояний специализированных нейронных сетей. Специализация модуляторных систем в поддержании бодрствования, медленно-волнового и парадоксального сна, в энергетическом обеспечении различных видов поведения, реакций на новизну, на значимые события. Высокочастотная осцилляторная активность мозга (гамма-ритм) как энергетический механизм перевода специализированных локальных нейронных сетей из пассивного состояния в активное и обратно. Усиление гамма осцилляций как электроэнцефалографическое выражение произвольного и непроизвольного внимания. Гамма ритм как 'прожектор внимания' и реакция прицеливания. Гамма ритм как показатель опережающего возбуждения, отражающего активное состояние внутренних репрезентаций. Идентичность локализаций в мозге эквивалентных дипольных источников гамма осцилляторов, активированных во время реакции антиципации стимула и во время сенсорного ответа. Чстотно-специфический механизм интеграции локальных нейронных сетей в функциональные системы. Коммуникативная функция гамма ритма. Роль пейсмекерных нейронов в генерации гамма ритма. Две формы связывания локальных нейронных сетей в единую систему: за счет сходства их резонансных частот и за счет механизма временной синхронизации активности группы разночастотных узкополосных гамма осцилляторов, создающих в системе общий ритм чередования периодов активации/ инактивации

5. Современные концепции сознания. Сознание как состояние мозга, обеспечивающее протекание высших психических функций. Уровни сознания. Сознание и модуляторная система мозга. Сознание и память. Сознание и гамма ритм. Сознание и межполушарная асимметрия мозга. Специфические нейроны сознания (Дж. Экклс). Внутриклеточные механизмы сознания: роль микротубулярного аппарата (С.Хамерофф). Конвергенция сигналов системы 'Что' и 'Где' на нейронах рабочей памяти. Концепция 'светлового пятна' И.П. Павлова и 'прожектора внимания' в механизмах сознания Ф.Крика.

Литература:

• Данилова Н.Н. Психофизиология. Учебник для вузов. М. Аспект-Пресс. 2002. 373 с.
• Данилова Н.Н. Психофизиологическая диагностика функциональных состояний. Учебное пособие. М. МГУ. 1992. 192 с.
• Данилова Н.Н., Быкова Н.Б. Роль частотно-специфических кодов в процессах внимания // А.Р. Лурия и психология XXI века. М. Смысл, 2003, 290-295.
• Данилова Н.Н., Быкова Н.Б. Осцилляторная активность мозга и информационные процессы //Психология: современные направления междисциплинарных исследований. (под ред.А Журавлева, Н. Табардиной), М. Институт психологии РАН. 2002, 271-283.
• Иваницкий А.М. Синтез информации в ключевых отделах коры как основа субъективных переживаний// Журн. высш. нервн. деятел. 1997. т. 47. в. 2. 209-225
• Маунткасл В. Организационный принцип функционирования мозга - элементарный модуль и распределенная система. //Дж. Эдельман, В. Маунткасл Разумный мозг. М. Мир. 1981. с 15-67.
• Николлс Дж. Г., Мартин А.Р.. Валлас Б. Дж, Фукс П.А.(2003) От нейрона к мозгу. М., УРСС, 631 с.
• Сварник О.Е., Анохин К.В., Александров Ю.И. Распределение поведенчески специализированных нейронов и экспрессия транскрипционного фактора с-F_os в коре головного мозга крыс при научении. Журн.высш.деят. 2001, т.1, N 6, с.758-761
• Соколов Е. Н Принцип векторного кодирования в психофизиологии. // Вест. Моск. ун-та., сер. 14 Психология, 1995, ? 4, с. 3-13.
• Соколов Е.Н. Перцептивный, мнемический и семантический уровни субъективного отображения// Журн. высш. нервн. деятел. 1993. т. 43. в. 2. 228-231.
• Соколов Е.Н., Незлина Н.И. Долговременная память, нейрогенез и сигнал новизны. Журн.высш.нерв.деят. 2003, т.53, N 4, с. 451-463
• Соколов Е.Н. Проблема гештальта в нейробиологии. Журн.высш.нервн.деят. 1996, т.46, ? 2, с.229-240
• Соколов Е.Н. Восприятие и условный рефлекс. Новый взгляд. М. Московский психолого-социальный институт. 2003. 287с
• Прибрам К. Языки мозга. 1975. М.: Прогресс. 464 с
• Crick F. , Koch Ch. (1990) Towards a Neurobiological Theory of Consciousness //Seminars in the Neurosciences. Vol. 2, 263-275
• Rolls E. Memory systems in the brain //Annu. Rev. Psychol. 2000. 51:599-630
• John E. Roy. The neurophysics of consciouness //Brain Research Reviews 39 (2002) 1-28
• M.-Marsel Mesulaam. From sensation to cognition //Brain (1998), 121, 1013-1052
• S.Zeki Localization and globalization in concious vision // Annu.Rev. Neurosci. 2001. 24:57-86

Программу составила
доктор психологических наук,
профессор Н.Н. Данилова