Разработка методов исследования мозговых механизмов объектного зрительного воображения

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 23-28-01561

НазваниеРазработка методов исследования мозговых механизмов объектного зрительного воображения

Руководитель Печенкова Екатерина Васильевна, Кандидат психологических наук

Организация финансирования, регион федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики" , г Москва

Конкурс №78 - Конкурс 2022 года «Проведение фундаментальных научных исследований и поисковых научных исследований малыми отдельными научными группами»

Область знания, основной код классификатора 08 - Гуманитарные и социальные науки; 08-152 - Мировая экономика и международные экономические отношения.

Ключевые слова зрительное воображение, объектное зрительное воображение, рабочая память, афантазия, гиперфантазия, мозговые механизмы, функциональная МРТ, активация, функциональные связи

Код ГРНТИ15.21.35

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект основан на теоретических представлениях, согласно которым зрительное воображение представляет собой две относительно независимые способности, каждая из которых имеет свои когнитивные механизмы, мозговые основы и траекторию развития в онтогенезе: объектное и пространственное воображение (Blazhenkova, Kozhevnikov, 2010). Под объектным воображением понимается создание мысленных образов, в которых репрезентированы прежде всего изобразительные зрительные признаки (цвет, форма, яркость, текстура поверхности), а под пространственным — формирование мысленных образов, репрезентирующих пространственные отношения и преобразования. Гипотетическим мозговым субстратом объектного воображения выступает вентральный путь обработки зрительной информации в головном мозге человека, а пространственного -- дорзальный. Наиболее адекватным инструментом для проверки этой гипотезы представляются методы нейровизуализации (и в первую очередь фМРТ), однако ее прямая экспериментальная проверка в фМРТ-исследованиях до сих пор не была осуществлена. Одна из основных причин этого лежит в методологических ограничениях. В области психологии воображения наблюдается исторически возникший дисбаланс: для изучения объектного воображения используются в первую очередь самоотчетные методики (например, испытуемого просят представить отражение облаков в луже и оценить живость этого образа по шкале от 1 до 5), а для изучения пространственного -- тестовые методики, которые позволяют произвести объективную оценку правильности решения предложенной задачи (например, мысленно повернуть тестовую фигуру и сообщить, совпадает ли она с эталонной). Таким образом, в методическом арсенале исследователей слабо представлены методы оценки субъективной яркости пространственного воображения и объективные методы оценки способности к объектному воображению. Как следствие, стандартные методы не дают возможности подобрать материал для фМРТ-исследования, в котором условия задач на объектное и пространственное воображение различались бы только типом формируемых репрезентаций. Существующая операционализация конструкта объектного воображения также может быть поставлена под сомнение, поскольку результаты самоотчетных процедур могут быть связаны с метакогнитивными особенностями индивида, а не со способностью к формированию мысленных образов как таковой. В связи с этим наиболее актуальной задачей видится уточнение представлений об объектном воображении и операционализация этого конструкта с помощью объективных тестовых заданий, адаптированных для проведения фМРТ-экспериментов. Этой задаче и посвящен предлагаемый проект. В случае успеха он сделает возможным сравнение активации и функциональной связности головного мозга в процессе объектного и пространственного воображения и тем самым прямую проверку гипотезы о том, что в основе этих двух видов воображения лежат различные функциональные мозговые системы. Подобных исследований до сих пор не проводилось. В рамках проекта предполагается анализ литературы, посвященной объектному воображению; разработка задач, связанных с различными изобразительными признаками (и, предположительно, активирующих различные зоны вентрального зрительного пути); апробация разработанных материалов в пилотных исследованиях с регистрацией поведенческих показателей; их адаптация к условиям фМРТ-эксперимента и апробация в пилотном фМРТ-исследовании. Также потребуется проанализировать влияние дополнительных факторов, предположительно, связанных с работой зрительного воображения, в первую очередь вклад зрительной рабочей памяти.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Печенкова Е.В., Василенко В.С., Рачинская М.Е., Мершина Е.А. Функциональные связи головного мозга при зрительно-моторном воображении с открытыми и закрытыми глазами по данным фМРТ Психология познания: сборник материалов Всероссийской научной конференции памяти Дж. С. Брунера, Психология познания : материалы конференции / отв. ред.: И. Ю. Владимиров, С. Ю. Коровкин. – Ярославль : Филигрань, 2024. –445 с. – (Всероссийская научная конференция памяти Дж. С. Бру-нера «Психология познания», Ярославль, 1–3 декабря 2023 г.). С. 282-287. (год публикации - 2024)

2. Печенкова Е.В., Рачинская М.Е., Василенко В.С., Иванушко В.П., Мершина Е.А. Обзор экспериментальных задач на объектное зрительное воображение и их применимости в психофизиологических исследованиях Вопросы психологии (год публикации - 2024)

3. Печенкова Е.В., Рачинская М.Е., Василенко В.С., Мершина Е.А. Функциональные связи зон головного мозга при выполнении задач на воображение от первого и от третьего лица Когнитивная наука в Москве: новые исследования. Материалы конференции 21–22 июня 2023 г., Когнитивная наука в Москве: новые исследования. Материалы конференции 21–22 июня 2023 г. Под ред. Е.В. Печенковой, М.В. Фаликман, А.Я. Койфман. — М.: ООО «Буки Веди», Московский институт психоанализа. 2023 г. С. 401--406. (год публикации - 2023)

4. Иванушко В.П., Василенко В.С., Мершина Е.А., Печенкова Е.В. Правый хвост длиннее: критический взгляд на методику оценки объектного воображения Психология познания : материалы конференции / отв. ред.: И. Ю. Владимиров, С. Ю. Коровкин. – Ярославль : ЯрГУ, 2024. – 414 с. – (Всероссийская научная конференция «Психология познания», 6–8 декабря 2024 г., Ярославль)., Психология познания : материалы конференции / отв. ред.: И. Ю. Владимиров, С. Ю. Коровкин. – Ярославль : ЯрГУ, 2024. С. 134-137. (год публикации - 2024)

5. Иванушко В.П., Василенко В.С., Мершина Е.А., Печенкова Е.В. Мозговые корреляты зрительного воображения при решении задач на визуализацию скрытой части объекта (в фМРТ-исследовании) Вестник Санкт-Петербургского университета. Психология (год публикации - 2025)

6. Иванушко В.П., Василенко В.С., Печенкова Е.В. Методика представления пропущенного цвета по аналогии как инструмент для объективной оценки способности к представлению цвета «Психология. Журнал Высшей школы экономики» (год публикации - 2025)

7. Иванушко В.П., Василенко В.С., Печенкова Е.В. Представьте недостающий цвет: экспериментальная методика для оценки объектного зрительного воображения Десятая международная конференция по когнитивной науке: Тезисы докладов. Пятигорск, 26-30 июня 2024 г. В двух частях. Часть II / Отв. ред. Киреев М.В. - Пятигорск, 2024. - 448 с., Десятая международная конференция по когнитивной науке: Тезисы докладов. Пятигорск, 26-30 июня 2024 г. В двух частях. Часть II / Отв. ред. Киреев М.В. - Пятигорск, 2024. С. 158-159. (год публикации - 2024)

Аннотация результатов, полученных в 2024 году
Во второй год работы по проекту были апробированы в поведенческих и фМРТ-исследованиях три задачи на объектное зрительное воображение: задача представления пропущенного цвета по аналогии, задача с оценкой длины хвоста животных и задача со стимуляцией парейдолии. Реализации итоговых вариантов методики с помощью конструктора PsychoPy представлены в открытом доступе в osf-репозитории проекта (https://osf.io/wya4u/.). Объективная оценка правильности ответов в задачах на объектное зрительное воображение, а также изучение его мозговых коррелятов затрудняются тем, что верифицировать, как в мысленном образе репрезентированы цвет, текстура или форма, значительно сложнее, чем определить, верно ли представлены пространственные отношения. При разработке методики представления пропущенного цвета по аналогии мы опирались на структуру методического «золотого стандарта» исследований пространственного воображения — методику Р. Шепарда и Ж. Метцлер на мысленное вращение, включающую параметрически заданные уровни сложности, измерение точности и времени реакции и минимальные возможности вербализации материала. Стимульный материал методики с представлением пропущенного цвета был организован как библиотека из 120 пар аналогичных последовательностей цветовых стимулов: эталонного набора четырех цветов и тестового набора с «пропущенным» цветом, который представлен пустым квадратиком на второй или третьей позиции в ряду. Уровень сложности задач задавался цветовой удаленностью двух вариантов ответа (правильного и дистрактора) на 100 баллов внутри одного цветового тона (сложные), на 200 баллов внутри одного тона (средние) или на два цветовых тона (легкие) в библиотеке “2014 Material Design color palettes”. Активация, связанная со сложностью задачи представления пропущенного цвета, показала значительные индивидуальные различия между участниками (в частности, активация зон вентрального пути обработки зрительной информации). Одной из наиболее известных задач с верификацией представлений является задача с хвостами животных (animal tail task), где в каждой пробе называется животное и задается вопрос, какой у него хвост по сравнению с длиной тела – длинный или короткий. Несмотря на то, что свойство объекта, которое просят оценить испытуемого, задается через пространственное отношение, эта методика считается классическим примером задачи, адресованной объектному воображению, поскольку для ее решения необходимо представить себе объект целиком, т.е. само животное с его хвостом. Методика активно применялась в нейропсихологических работах 1970-х-1980-х гг. и зарекомендовала себя при работе с пациентами с локальными поражениями мозга (Pearson et al., 2013). О.Блаженкова и коллеги (Blazhenkova et al., 2023) предложили модификацию этой методики, направленную на уменьшение вероятности извлечения ответа из семантической памяти без порождения мысленного образа. Вместо вербального ключа они использовали зрительный стимул – фотографию животного, задняя половина тела которого закрыта черным прямоугольником. Такой зрительный ключ уменьшает опору на вербальное кодирование и стимулирует мысленное “достраивание” картинки. Однако для того, чтобы изучить активацию головного мозга, связанную именно с процессами объектного воображения, мы дополнительно включили контрольное условие, в котором поверх черного прямоугольника был обозначен белый контур задней половины животного. Данная манипуляция достаточно мала, чтобы сохранить общий облик изображений, но дает достаточно информации, чтобы решить задачу, не прибегая к объектному воображению. В двух экспериментах, проведенных онлайн и с помощью метода фМРТ, были получены свидетельства о том, что при выполнении задачи с хвостами животных происходит порождение и обследование (сканирование) зрительных образов. Об этом свидетельствует в первую очередь тот факт, что в обоих экспериментах и во всех условиях время ответа зависит от длины хвоста животного. Мозговые корреляты этой гипотетической операции обследования образов включали зоны, расположенные по вентральному пути обработки зрительной информации. В то же время задача с хвостами животных в текущем виде не дает однозначных данных для различения мозговых коррелятов объектного и пространственного воображения в связи с активным обследованием стимулов-подсказок (контуров), и потребует дальнейшей доработки. Наконец, задача со стимуляцией парейдолии была основана на методике “Pareidolia task” О.Блаженковой и коллег (https://osf.io/xyt56/; фотографии А.И. Очеретянского). Каждое изображение из набора представляет собой цветную фотографию неодушевленного природного объекта или пейзажа с элементами, воспринимающими большинством людей как черты лица. В контрольный набор вошли фотографии, не провоцирующие явление парейдолии у большинства людей. В каждой пробе участнику задается цель для поиска (левый глаз, правый глаз, рот), затем предъявляется изображение (вызывающее парейдолию либо контрольное), затем оно убирается и на экране появляется рамка. Задача участника состоит в том, чтобы определить, находится ли рамка на месте искомой части лица, если ему казалось, что на фотографии присутствовало лицо. Применение данной задачи оказалось успешным в поведенческом пилотном исследовании, однако в фМРТ-эксперименте точность ее выполнения не превышала показателей случайного угадывания.

Публикации

Возможность практического использования результатов
Поскольку данный проект направлен на понимание механизмов человеческого воображения и возможности его измерения и развития, и в том числе посвящен оценке объектного воображения, полученные результаты могут оказаться потенциально полезны для оценки хода профессиональной подготовки в областях, связанных с дизайном и художественным творчеством.