Нейропсихологический анализ индивидуальных особенностей переработки лексической информации

Т.В. Ахутина, Е.В. Каширская

Вопросы психологии, 2000, №3, стр. 93-101.

Проблема строения лексикона человека и переработки лексической информации приобрела в последнее время статус одной из самых сложных и актуальных проблем современной психологии. Достаточно большое количество исследований посвящено теоретическим, методологическим сторонам этого вопроса. Сами лексические эксперименты в рамках современной, особенно когнитивной, психологии разработаны в нескольких вариантах, к одному из которых относится и так называемая парадигма экспериментов с подсказкой (priming) [17], где исследуется, как изменяется время ответа в зависимости от семантической, грамматической, графической или звуковой близости слова-подсказки и целевого слова. В такого рода экспериментах целевое слово предъявляется в двух различных условиях: с предшествующей ему подсказкой (семантически или фонетически близкой) или с предшествующим нейтральным словом. Разница во времени реакции рассматривается как эффект подсказки. Однако результатами эмпирических работ в основном являлись групповые данные. Между тем очевидно, что для более тонкого анализа механизмов, лежащих в основе процессов переработки лексической информации, необходимо исследование индивидуальных особенностей. Существует несколько подходов к изучению индивидуальных стратегий процессов переработки лексической информации, которые позволяют проанализировать мозговую организацию этих процессов.

Такие исследования проводились, в частности, в рамках анализа межполушарной асимметрии обработки лексической информации. При предъявлении стимулов в разные (правое и левое) зрительные поля (т.е. соответственно в левое и правое полушария) обнаружилось, что собственно эффект подсказки (т.е. изменение времени реакции на целевое слово из-за распространения активации от слова-подсказки через связанные в лексиконе понятия) можно наблюдать при предъявлении стимулов и в правое, и в левое поля зрении ([9], [16], [22]), при этом левое полушарие более успешно справляется с заданием на лексическое решение ([16], [18]). Эффект семантической подсказки проявляется в обоих полушариях, т.е. представлен билатерально ([19], [22]), тогда как обработка фонологической и графической информации осуществляется преимущественно разными полушариями: так, для эффекта фонологической подсказки показана ведущая роль левого полушария (акустически сходные пары слов, например, «JUICE-MOOSE») [22]. а для эффекта графической подсказки — правого (графически сходные пары слов типа «BEAK-BEAR») ([19], [22]). Последний эффект характерен для автоматической подсказки, однако существует ее второй вид - контролируемая. Они отличаются временем распространения информации и степенью осознания. При использовании метода автоматической подсказки эффект выражен отчетливее в правом полушарии [15], а при использовании метода контролируемой подсказки — в левом полушарии [14]. На основании этого авторами сделан вывод, что правое полушарие больше ответственно за автоматические процессы обработки лексической информации, а левое — за контролируемые, произвольные.

Описанные результаты анализа межполушарной асимметрии обработки лексической информации подтверждаются также в работах, основанных на регистрации вызванных потенциалов. В них было показано, что задание на лексическое решение вызывает активность обоих полушарий: даже когда стимулы предъявляются в левое полушарие, то увеличение активности наблюдается в передних и средних зонах обоих полушарий [24], что соответствует данным о билатеральной представленности семантических связей. Однако вызываемая активность больше выражена в нижних и средних участках передних отделов левого полушария [21], при этом собственно использование семантической информации отражается прежде всего на задних височных отделах левого полушария [23]. Согласно этим данным, в обработке лексической информации участвуют оба полушария: правое — более диффузно и менее эффективно, левое — более эффективно и более локально; принятие решения требует участия прежде всего передних отделов левого полушария, а обработка семантической информации — задних височных отделов левого полушария.

Мозговая организация переработки лексической информации изучается также с помощью исследования испытуемых с локальными поражениями головного мозга. В частности, для испытуемых с афазией Брока, возникающей при поражении передних отделов левого полушария, показано, что автоматический доступ к лексической, семантической информации остается сохранным — у больных наблюдается нормальный эффект подсказки [20]; а при исследовании испытуемых с афазией Вернике (форма, возникающая при поражении задних височных отделов левого полушария) показано, что дефекты акустического понимания (характерные для данных больных) не мешают облегчающему влиянию семантической подсказки (в случае контролируемой подсказки) [11].

В психологии традиционным методом, позволяющим подойти к решению вопроса о роли определенных отделов коры в протекании того или иного психического процесса, является нейропсихологический анализ, разработанный первоначально для клиники локальных поражений мозга. В настоящее время такие методы начинают применяться для исследования индивидуальных различий испытуемых (без неврологических отклонений) ([1]-[3], [7], [8], ). Так, Т. Бивер [10] предложил использовать анализ нейропсихологических особенностей, наблюдаемых в нормальной популяции, для изучения когнитивных стилей (разных стратегий в чтении, обработке грамматической информации, пространственных способностях). В работах Е.Д. Хомской и соавт. выделяются различные профили межполушарной асимметрии мозга и анализируются их соотношения с характеристиками различных высших психических функций, например, параметрами выполнения испытуемым вербальных, интеллектуальных, двигательных задач. В исследованиях Т.В. Ахутиной ([1], [3]) нейропсихологическое обследование нормы позволило выделить и среди взрослых испытуемых, и среди детей-первоклассников по меньшей мере три повторяющихся типа индивидуальных особенностей, характеризующихся относительной функциональной слабостью:

1) правополушарных — прежде всего зрительно-пространственных функций,

2) левополушарных передних функций (трудности программирования и контроля),

3) левополушарных задних функций (снижение слухо-речевого восприятия и памяти, трудности вербально-перцептивных процессов).

Трем типам нейропсихологических профилей соответствовали речевые характеристики испытуемых — особенности построения текста и ассоциативных реакций, что позволило вслед за А.Р. Лурия [6] говорить об общих «факторах», общих компонентах психических процессов, которые входят и в вербальные, и в невербальные процессы.

Таким образом, внутри когнитивной нейропсихологии наблюдается тенденция к исследованию индивидуальных различий испытуемых без неврологических отклонений с целью анализа мозговой организации психических процессов и предпосылок их вариативности.

В соответствии со сложившимися в современной психологической науке новыми направлениями мы для изучения динамической (вариативной) мозговой организации переработки лексической информации используем анализ индивидуальных особенностей выполнения задания на лексическое решение (lexical decision task) в условиях автоматической и контролируемой подсказки (automatic and controlled priming). Эти данные сопоставляются с индивидуальными особенности состояния высших психических функций, фиксируемого нейропсихологическим обследованием.

Анализ литературы позволил сформулировать следующие задачи нашего исследования:

1) проверка наличия эффекта семантической подсказки на материале русского языка (групповые данные);

2) проверка возможности построения типологии особенностей состояния высших психических функций, выявляемых с помощью нейропсихологического обследования;

3) проверка предположения о том, что обнаруженным нейропсихологическим особенностям испытуемых будут соответствовать определенные параметры их ответов в эксперименте на лексическое решение. Его можно проверить, разделив испытуемых на группы в соответствии с их нейропсихологическими особенностями и сопоставив параметры ответов в задании на лексическое решение для каждой группы. Если будут обнаружены групповые различия и если будет показано, что они могут быть непротиворечиво объяснены с точки зрения нейропсихологии, это будет свидетельствовать в пользу возможности трактовки индивидуальных различий в задании на лексическое решение в соответствии с нейропсихологическими механизмами. Возможность такого подхода к исследованию нормы открывает новые перспективы не только для изучения вариативности механизмов переработки лексической информации, но и для анализа мозговых предпосылок когнитивных стилей.

Методика эксперимента на лексическое решение

Испытуемые. 32 студента; 11 мужчин и 21 женщина в возрасте от 17 до 28 лет, правши, с нормальным зрением (которое оценивалось но самоотчету испытуемых).

Процедура эксперимента. Испытуемый должен был принять лексическое решение, т.е. определить, является ли целевой стимул словом, и при ответе «да» нажать одну клавишу мыши, а при ответе «нет» — другой рукой другую клавишу мыши. Для этого сначала в середине экрана компьютера в течение 1000 мс предъявлялся предупреждающий сигнал — небольшой квадратик, который служил также и для фиксации взгляда, затем предъявлялась подсказка (слово русского языка) в течение 100 мс и после интервала в 300 мс (для автоматической подсказки) или 1000 мс (для контролируемой подсказки) предъявлялся целевой стимул (слово или специально образованное псевдослово — к примеру, доска или нуква).

Эксперимент состоял из 240 пар «подсказка — целевой стимул». Подсказки могли быть семантически близкими или семантически далекими целевому слову (слива — груша или керосин — лимон). Использовались два экспериментальных условия: первое — для изучения автоматических процессов обработки информации (автоматическая подсказка), второе — для контролируемых, сознательных (контролируемая подсказка). От условия зависела, во-первых, длина паузы (300 мс для автоматической подсказки и 1000 мс для контролируемой подсказки) и, во-вторых, инструкция (для автоматической подсказки испытуемым сообщалось, что первая последовательность стимулов появляется просто для того, чтобы предупредить о появлении второй; а для контролируемой подсказки говорилось, что на первую последовательность стимулов так же надо обратить внимание, как и на вторую последовательность). Инструкция соответствовала стандартной методике, принятой для такого рода экспериментов [12]. Компьютерная программа эксперимента была написана кандидатом биологических наук А.В. Курганским.

Фиксировались время ответа и его тип: правильное принятие (слова), правильное отвержение (псевдослова), пропуск (ответ «нет» на слово) и ложная тревога (ответ «да» на псевдослово).

Все испытуемые были разделены на две равные группы. Одна группа участвовала сначала в эксперименте на автоматическую подсказку, а другая группа — сначала в эксперименте на контролируемую подсказку. Эксперименты с одним испытуемым проводились с интервалом не менее суток, чтобы минимизировать взаимное влияние экспериментальных условий.

Результаты. Ниже в нашей работе будут использованы следующие сокращения: ВР — время реакции; АП — автоматическая подсказка; КП — контролируемая подсказка.

Для каждого испытуемого были определены следующие параметры для условия АП и КП: 1. Общее среднее ВР; 2. Величина эффекта семантической подсказки для слов: среднее ВР (слова с семантически далекой подсказкой) — среднее ВР (слова с семантически близкой подсказкой). Полученные средние величины анализировались методами статистической проверки гипотез с использованием SPSS для Windows.

Кратко изложим полученные статиcтически значимые общегрупповые результаты:

1. Два экспериментальных условия обнаружили различия во времени реакции — в условии АП время реакции, как правило, меньше, чем в условии КП (632 мс и 680 мс, р=0,020).

2. В каждом из двух условий ВР на псевдослова в целом было больше, чем ВР на слова (652 мс и 613 мс для АП, р<0,0005; 695 мс и 666 мс для КП, р=0,018).

3. ВР на слова с семантически близкой подсказкой было меньше по сравнению с ВР на слова с семантически далекой подсказкой. Это эффект семантической подсказки. Он составил 16 мс для условия АП (р=0,006) и 17 мс для условия КП (p=0,021).

Нейропсихологическое обследование

После проведения первого эксперимента часть испытуемых, а именно 20 студентов, 8 мужчин и 12 женщин в возрасте от 18 до 26 лет, прошли нейропсихологическое обследование по схеме А.Р. Лурия. За основу была принята методика и способ ее обработки, используемые в настоящее время в лаборатории нейропсихологии МГУ [4]. Обследование было проведено Л.В. Яблоковой и Е.В. Каширской.

Обработка материала. Первоначально был проведен качественный и количественный анализ протоколов нейропсихологического обследования, и для каждого испытуемого были построены профили, отражающие его балльные оценки по всем пробам. Методом экспертного анализа испытуемые были разделены на три группы, кроме трех человек со стертой симптоматикой.

Для проверки результатов экспертной оценки и для уточнения диагноза испытуемых со стертой симптоматикой была осуществлена количественная обработка результатов обследования на основе усреднения данных функционально близких параметров выполнения проб. С этой целью были разработаны три индекса, в которые вошли наиболее однозначно интерпретируемые параметры выполнения различных проб (комплексные показатели выполнения сложных проб в целом в связи с их многофакторностью в индексы не включались):

1. Индекс, отражающий трудности передних отделов левого полушария: (Л_ПЕРЕД) — выполнение динамического праксиса, кинетические ошибки, усвоение первой программы, усвоение второй программы в этой пробе; выполнение реципрокной координации, ошибки, среднее время реакции в графической пробе; регуляторные ошибки в пробе Хэда. В индекс также пошел производный параметр: сумма всех относительных оценок за пробу на динамический праксис минус сумма относительных оценок за праксис позы пальцев, апробированный в исследовании [З].

2. Индекс, отражающий трудности, связанные с задними отделами левого полушария (Л_ЗАДН) — кинестетические ошибки, пространственные ошибки в праксисе позы пальцев, сомато-топические ошибки, пространственные ошибки в пробе Хэда; пропуски, а также разница лево- и правополушарных ошибок в пробе на зрительную память, сумма пропусков в пробах на узнавание перечеркнутых, наложенных и зашумленных фигур; пропуски и ошибки в пробе на слухо-речевую память; семантические замены в пробе на понимание слов, близких по значению; пространственные ошибки в динамическом праксисе; сумма относительных оценок за пробу на динамический праксис минус сумма относительных оценок за праксис позы пальцев.

3. Индекс, отражающий правополушарные трудности (ПРАВ) — дизметрии в пробе часы; специфические ошибки в серийном счете; пропуски в пробе на узнавание недорисованных фигур; разница лево- и правополушарных ошибок в пробе на зрительно-пространственную память. Отдельно учитывалось время серийного счета и разница во времени выполнения фигур Кооса: фигура 2 минус 1. Эта разница отражает наличие трудностей, связанных с восприятием новизны материала. Об этом говорят ее отрицательные значения, которые наблюдались при наличии у испытуемых правополушарных трудностей. Большая величина индексов показывает большую выраженность трудностей, связанных с работой данных отделов мозга.

Сырые значения индексов были подвергнуты процедуре нормализации, которая позволила в дальнейшем сопоставлять как различные индексы между собой, так и величину одного и того же индекса у разных испытуемых. На основании нормализованных значений индексов вес испытуемые были разделены на три группы. При этом разделение испытуемых на группы, проведенное ранее экспертным методом, было уточнено (определилось положение испытуемых со стертой симптоматикой), в целом же эти деления не противоречили друг другу. Мы получили следующие группы:

Испытуемые с относительной функциональной слабостью передних отделов левого полушария — первая группа (шесть человек).

Испытуемые с относительной функциональной слабостью задних отделов левого полушария — вторая группа (семь человек).

Испытуемые с относительной функциональной слабостью правого полушария — третья группа (семь человек).

Характерные для групп средние значения индексов и стандартные отклонения приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Средние групповые значения нейропсихологических индексов

Эти данные можно проиллюстрировать с помощью рис. 1.

Рис. 1. Белый цвет – Л_ПЕРЕДН, серый – Л_ЗАДН, черный – ПРАВ.

Обозначения:
СРЕДНЕЕ – среднее значение индекса
Л_ПЕРЕД – индекс, отражающий трудности передних отделов левого полушария
Л_ЗАДН – индекс, отражающий трудности задних отделов левого полушария
ПРАВ – индекс, отражающий трудности правого полушария

Как хорошо видно по величине стандартных отклонений (см. табл. 1), индивидуальный разброс данных внутри групп был достаточно велик. У испытуемых первой группы наряду с превалированием функциональной слабости передних отделов левого полушария могли быть и трудности в функционировании задних отделов левого полушария. Испытуемые второй группы прежде всего характеризуются отсутствием передних и правополушарных трудностей, выраженность функциональной слабости задних левополушарных отделов у них значительно флуктуирует. Третья группа наиболее гомогенна, и правополушарные трудности здесь отчетливо преобладают.

Разброс индивидуальных данных в группе вызвал необходимость сравнения не только групповых данных между собой (ниже — «эффект группы»), но и исследования индивидуальных значений индексов по всей выборке (ниже — «проверка зависимости от индексов»).

С помощью многомерного дисперсионного анализа была проведена проверка соответствия экспертных оценок и суммарных нейропсихологических индексов, которые оказались тесно связаны: [F(4,34)=6,91, p=0,000].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ КОМПЛЕКСНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ

Первый этап анализа состоял в том, что для каждого испытуемого были определены упоминавшиеся выше параметры для условия АП и КП.

На втором лапе полученные средние величины анализировались методами статистической проверки гипотез с использованием SPSS для Windows, а именно: дисперсионный анализ с одним фактором (ANOVA); многомерный дисперсионный анализ с одним фактором (MANOVA).

Рассмотрим, существует ли зависимость между выявленными и нейропсихологическом обследовании особенностями испытуемых и параметрами обработки лексической информации.

1. Зависимость общего ВР от принадлежности к нейропсихологической группе

На данном рисунке показана величина общего ВР в условиях АП и КП. Заметно, что среднее ВР изменяется в зависимости от нейропсихологической группы. Эти данные отражены в табл. 2:

Таблица 2

Среднее время реакции по группам испытуемых

Как показал регрессионный анализ, для условия АП оно значимо увеличивается от первой группы к третьей: [F(1,18)-6,16, р=0,023].

Возникает вопрос, с какими механизмами связано такое изменение времени реакции. Для ответа на него мы рассмотрели зависимость общего времени реакции от нейропсихологических индексов и обнаружили увеличение ВР при увеличении степени выраженности правополушарных трудностей. Регрессионный анализ показал, что для условия АП она приближается к уровню статистической значимости: [F(1,18)=4,03, p=0,06]. Зависимости от двух других индексов не достигают уровня статистической значимости (p>0,1). Эти данные хорошо интерпретируются нейропсихологически, поскольку, как известии, именно правое полушарие преимущественно определяет автоматическую обработку [5].

В условии КП различия ВР для трех групп незначимы. Проверка зависимости ВР от трех индексов показала, что она не достигает уровня значимости (р>0,1). По-видимому, за обнаруженным значением ВР стоит сложное взаимодействие факторов.

2. Зависимость ВР от экспериментального условия (АП или КП)

Различие во ВР разнонаправлено для лево- и правополушарных групп (см. рис. 2): если для первой и второй группы ВР в условии АП меньше, чем ВР в условии КП, то для третьей группы ситуация обратная, и это различие статистически значимо: [F(1,17)=4,84, p=0,041]. Последний факт (соотношение ВР в третьей группе) понятен в связи с трудностями автоматического процеcсирования у третьей группы (как отмечалось выше). Этот вывод подтверждается при анализе зависимости разницы ВР между двумя экспериментальными условиями от индекса правополушарных трудностей- При их увеличении ВР в условии АП становится больше чем в условии КП: [F(1,17)= 13,21, p=0,002].

3. Зависимость эффекта семантической подсказки от принадлежности к нейропсихологической группе

Эффект семантической подсказки заключается в более быстрых ответах на слова с релевантной семантической подсказкой по сравнению со словами с нерелевантной подсказкой.

Таблица 3

Эффект семантической подсказки

Из табл. 3 видно, что эффект подсказки различен во всех трех нейропсихологических группах. У первой группы в условии АЛ мы обнаруживаем наибольший эффект подсказки по сравнению с другими группами (и лексическая обработка, и автоматическое процессирование составляют плюс-особенности этой группы), однако этот эффект сменяется на обратный в условии КП, что можно объяснить трудностями произвольного, контролируемого процессирования, вызывающими замедленную обработку второй лексической единицы (целевого стимула) в связи с инертностью первой единицы (подсказки). Таким образом, семантически релевантная подсказка оказывает не облегчающее, а тормозящее влияние- T-тест Стьюдента для парных сравнений показал, что этот эффект статистически значим (р=0,015), а регрессионный анализ показал его зависимость от выраженности передних левых трудностей [F(1,17)=9,20, p=0,008]. В литературе имеются сведения о том, что эффект семантической подсказки в условии КП возникает только при предъявлении стимулов в правое поле зрения (т.е. левое полушарие) [15], т.е. в этом же условии должны проявляться имеющиеся трудности контролируемой обработки информации. Наши данные позволяют сделать уточнение о том, что такое тормозящее влияние связано именно с передними отделами левого полушария. Правомерность предлагаемого объяснения подтверждается данными зависимости разницы между эффектами подсказки в условиях АП и КП от степени выраженности левых передних трудностей — чем они больше, тем величина разницы тоже больше, т.е. эффект семантической подсказки в условии АП становится больше такого эффекта в условии КП: [F(1,17)=9.53, p=0,0071. Сама эта разница в первой группе статистически значима (p=0,001), а во второй и третьей группах она не достигает уровня статистической значимости (p>0,1).

У второй группы в обоих экспериментальных условиях отмечен эффект семантической подсказки.

У третьей группы эффект подсказки очень небольшой при условиях АП и КП, для его объяснения нужны дополнительные исследования.

ВЫВОДЫ

Проведенное экспериментальное исследование позволило сделать следующие выводы:

1. Эксперимент на лексическое решение обнаружил эффект семантической подсказки (на материале русского языка).

2. С помощью нейропсихологического обследования испытуемые были разделены на три группы в соответствии с функциональными особенностями состояния высших психических функций.

3. Выделенные на основе нейропсихологического анализа группы испытуемых имели специфические характеристики обработки лексической информации.

3.1. Общее ВР в условии АП увеличивается по мере возрастания правополушарных трудностей и достигает максимального значения в третьей группе.

3.2. Различия во ВР в условиях АП и К.П показали, что при наличии трудностей, связанных с передними отделами левого полушария, большее ВР характерно для условия КП (затруднены контролируемые процессы обработки информации) по сравнению с условием АП; а при наличии трудностей, связанных с работой правого полушария, большее ВР наблюдается в условии АП (замедлены автоматические процессы обработки информации) по сравнению с условием КП.

3.3. Анализ влияния семантической подсказки показал, что у испытуемых первой группы (при трудностях в работе передних отделов левого полушария) подсказка вызывает двойной эффект: облегчающий в условии АП и замедляющий в условии КП.

4. В целом результаты работы показывают, что индивидуальные особенности обработки лексической информации находят свое непротиворечивое объяснение при учете нейропсихологических характеристик испытуемых.

5. Метод двойного исследования — психолингвистического и нейропсихологического — может быть эффективным подходом к изучению как механизмов речи, так и в более широком аспекте — когнитивных стилей человека.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ