Докторант PhD Камзанова А.Т., доктор PhD по психологии, профессор Мэттьюс Дж., д.психол.н. Джакупов С.М., к.б.н. Кустубаева А.М.

Казахский Национальный университет имени ал-Фараби, Казахстан

Университет Цинциннати, США

Психофизиологические исследования устойчивого внимания в зарубежной психологии

Рост зарубежных исследований, направленных на изучение устойчивости внимания продолжает стремительно увеличиваться, так как трудность и специфика исследования устойчивости внимания (vigilance) давно осознана психологами, пытавшимися разобраться в его феноменах. Особенно динамично это происходит в зарубежной экспериментальной психологии. К настоящему времени собран огромный эмпирический материал с использованием психофизиологических методов, направленных на изучение механизмов устойчивости внимания, лежащих в основе различных теоретических подходов. Целью данной статьи является обзор психофизиологических исследований устойчивости внимания в зарубежной психологии, их значение в развитии психологических теорий.

Для более четкого определения понятия «устойчивости внимания» необходимо изучение его психофизиологических основ. Что же лежит в основе устойчивости внимания, каковы механизмы процессов, определяющих столь длительную устойчивость или неустойчивость внимания? Многие исследования активности мозга с помощью электроэнцефалограммы (ЭЭГ), позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), функционального магнитно-резонансного сканирования (ФМРС) способствовали более ясному пониманию этих вопросов.

Ряд исследований показал активацию фронтальных и париетальных областей при выполнении задач на устойчивость внимания. Pardo J.V. и др. (1991) с помощью ФМРС выявил церебральную активацию в правой префронтальной и париетальной коре головного мозга во время исполнения задачи на зрительную устойчивость внимания.

Более поздние исследования Sarter M. и др. (2001) подтвердили факт того, что устойчивость внимания связана с активизацией фронтальных и париетальных областей коры правого полушария [1].

Kolb B., Whishaw I.Q. (2001) в своем исследовании выявили, что церебральная активация фронтальных долей во время задач на устойчивость внимания первоначально ограничивается правой префронтальной корой головного мозга.

Неоспоримым фактом является участие префронтальной коры не только в когнитивных функциях, но и в регуляции этих функций. Известно, что именно вниманию как основному когнитивному процессу придается значение контроля всех остальных когнитивных функций [2].

Другой группой исследований показано активное включение в поддержание устойчивости внимания мотивационно-эмоциональных структур. Так, Posner M.I., Peterson S.E. (1990) с помощью ПЭТ выявили снижение активации части лимбической системы –Сingulate gyrus в процессе решения задачи на устойчивость внимания. Было определено, что это снижение необходимо для оптимизации исполнения задачи с низкой частотой задаваемых целей [2].

Исследование Dijk D.J., Czeisler C.A. (1995) показало, что к психофизиологическим параметрам устойчивого внимания относятся не только лимбическая система (включающую в себя amygdale/миндалину и nucleus accumbens/прилежащее ядро), но и супрахиазматическое ядро и гипоталамо-гипофизарную систему [3]. Вышеперечисленные исследования указывают на важное значение мотивационно-эмоционального комплекса в развитии состояния устойчивости внимания.

Достаточно информативными являются исследования с использованием метода электрической активности мозга. Исследования связи ЭЭГ параметров с выполнением задач на устойчивость внимания, проведенные Belyavin A, Wright N.A. (1987), выявили, что плохое выполнение задачи коррелирует с увеличением тета-ритма, являющийся индикатором эмоционального состояния, и уменьшением бета-ритма как когнитивного компонента [4]. Аналогично, Knott Е. и др. (1996) выявили, что низкие тета-ритмы свидетельствуют о снижении устойчивости внимания, тогда как бета-ритмы повышаются с чувством беспокойства при выполнении умственных задач.

В то время как Kiroy V.N. и др. (1996) выявили увеличение тета- и бета-ритмов у испытуемых с низким уровнем устойчивости внимания. Исследования Coull А. (1998) и Paus T. и др. (1997) также показали, что умственное усилие повышает бета-ритмы, которые в свою очередь свидетельствуют о повышении устойчивости внимания. На основе собственных исследований Smit A.S. и др. (2004) заключили, что тета- и бета-ритмы могут рассматриваться в качестве показателей устойчивости внимания. [5].

Изучение роли альфа ритма в устойчивости внимания, проведенное Strijkstra A.M.и др. (2003), показало, что уменьшение устойчивости внимания может быть связано с возрастающим альфа-ритмом с открытыми глазами, и уменьшением этого ритма с закрытыми глазами, что вполне согласуется с представлениями функций альфа ритма в активации мозга [6].

Необходимость исследования биохимических и физиологических параметров устойчивости внимания посредством изучения процессов метаболизма и нейронной передачи сигналов отметил Papanicolaou A.C. (1998). Так, Cohen R.M. и др. (1988) с помощью ПЭТ выявили, что метаболизм глюкозы в правой префронтальной коре головного мозга во время выполнения задачи на слуховую устойчивость внимания в 5-7% выше в отличие от состояния покоя. Такого рода исследования способствовали пониманию того, что устойчивое внимание также зависит от метаболических процессов организма и их субстратов, таких как глюкоза, кислород и др. [7].

Oken B.S. и др. (2006) определили систему нейромедиаторов как психофизиологический параметр устойчивого внимания, который опосредовано регулирует таламическую и кортикальную активацию, влияет на процессы внимания [6].

Everitt B.J., Robbins T.W. (1997) и Szymusiak R. (1995) выявили, что холинергическая система определяет функцию когниции, которая в свою очередь связана с вниманием [6].

Результаты исследования Aston-Jones G. (1985) и Berridge C., Waterhouse B. (2003) показали, что система Locus coeruleus–norepinephrine (LC–NE)/голубое пятно - норэпинофрин определяет тонический аспект устойчивости внимания и внимания [8]. Таким образом, этот ряд исследований определил основные связи и влияние отделов головного мозга и процессов метаболизма на устойчивость внимания. В западной психологической науке это направление исследований по сегодняшний день продолжают развивать с применением новейших технологий исследований.

Таким образом, мы рассмотрели основные психофизиологические исследования устойчивости внимания в западной психологии. Проведенный анализ показал, что устойчивость внимания – это сложный комплекс когнитивных механизмов, тесно связанных с мотивационно-эмоциональным комплексом.

Литература:

1. Sarter M., Givens B., Bruno J.P. The cognitive neuroscience of sustained attention: where top-down meets bottom-up//Brain Research Reviews, 35 (2001). р.146–160.

2. Posner M.I., Peterson S.E. The attention system of the human brain//Annual Review of Neuroscience, 13 (1990). р. 25-42.

3. Dijk D.J., Czeisler C.A. Contribution of the circadian pacemaker and the sleep homeostat to sleep propensity, sleep structure, electroencepha-lographic slow waves, and sleep spindle activity in humans//J Neurosci 1995; 15:3526–38.

4. Belyavin A., Wright N.A. Changes in electrical activity of the brain with vigilance//Electroencephalogr Clin Neurophysiol 1987;66 (2):137–44.

5. Smit A.S., Eling P., Coenen A.. Mental effort affects vigilance enduringly: after-effects in EEG and behavior//International Journal of Psychophysiology 53 (2004). р. 239– 243.

6. Oken B.S., Salinsky M.C., Elsas S.M.. Vigilance, alertness, or sustained attention: physiological basis and measurement//Clinical Neurophysiology, 117 (2006). р.1885–1901.

7. Cohen R.M., Semple W.E., Gross M., Holcomb H.H., Dowling M.S., Nordahl T.E. Functional localization of sustained attention: A comparison to sensory stimulation in the absence of instruction//Neuropsychiatry, Neuropsychology, and Behavioral Neurology 1, (1988). р. 3-20.

8. Aston-Jones G. Behavioral functions of locus coeruleus derived from cellular attributes//Physiological Psychology (1985). 13, р.118-126.