В статье рассматривается проблема организации информации в сознании человека, в частности, принципиальная возможность выделения в массиве воспринимаемой и обрабатываемой информации каких-либо структурных единиц, возможность выделения наименьшей, “элементарной” единицы информации применительно к сознанию. Рассматривается процесс восприятия как процесс, в ходе которого получаемая от рецепторов информация последовательно обобщается, сравнивается с накопленным ранее опытом и становится материалом для формирования понятий высокого уровня абстракции. Рассматривается процесс “понимания” понятий, как процесс обратный их формированию – процесс, в ходе которого столкновение сознания с ранее усвоенным понятием приводит к повторному развертыванию многочисленных образов и ассоциаций, которые ранее стали материалом для его формирования. Рассматривается проблема выделения в массиве информации ключевых характеристик, наиболее значимых ассоциативных связей применительно к нормальной психике и патологии шизофренического спектра.
1. ВСТУПЛЕНИЕ
Главная задача, стоящая перед нейрофизиологией, – понять, как физиологические процессы, протекающие в мозге, соотносятся с нашей субъективной реальностью. Основными методами изучения деятельности мозга на сегодняшний день являются ЭЭГ, МЭГ и фМРТ. В конкретных экспериментах, как правило, происходит анализ какого-либо достаточно сложного когнитивного процесса этими методами, то есть, рассматривается вопрос о том, как изменяются, например, показатели ЭЭГ при осуществлении испытуемым той или иной задачи. При этом достаточно сложный когнитивный процесс соотносится с доста- точно сложными изменениями, наблюдаемыми в ЭЭГ или фМРТ, часто называемыми словом “паттерн”. Изучение паттернов тех или иных когнитивных процессов сделало возможным так называемое “чтение мозга” [3]. Стало возможно распознать по паттернам ЭЭГ, какой именно когнитивный процесс протекает в мозге в данный момент. И, тем не менее, физиологический смысл наблюдаемых паттернов, конкретный механизм, обеспечивающий решение тех или иных когнитивных задач остается неясен.
В этой связи представляется интересным и полезным рассмотрение когнитивной деятельности
с точки зрения наиболее элементарных “когнитивных актов”, простых операций, которые про- изводит наш мозг с информацией для обеспечения всего многообразия интеллектуальной деятельности.
Понятие информации и информационного процесса достаточно давно используются для описания соотношения между психическим и физиологическим. Подразумевается, что субъективная реальность (психика) и объективная ре- альность (физиология) являются двумя проявлениями, аспектами информационного процесса. Таким образом, для решения психофизиологической проблемы полезным становится рассмотрение операций, производимых мозгом в отношении информации. Однако, перед тем как рассматривать операции, целесообразно прояснить и конкретизировать само понятие информации применительно к нейрофизиологии и психике.
В вычислительной технике информация является измеримой величиной, ее количество измеряется в битах. За битом стоит “0″ или «1» цифрового кода, проведение или отсутствие проведения электрического сигнала. Применительно к человеческому мозгу и сознанию выделение такой «элементарной единицы” информации сопряжено с рядом трудностей. Прежде всего, проблематично выделение “элементарной единицы” ин- формации применительно к нашей субъективной реальности. Поиск такой “элементарной единицы” порождает вопрос о том, насколько вообще мож- но разделить информацию, содержащуюся и возникающую в нашем сознании на какие-то фрагменты.
С одной стороны, очевидно, что мы выделяем отдельные понятия, образы и категории понятий, отдельные признаки предметов и понятий – в этом плане информации в нашем сознании при- суще определенная дискретность. С другой сто- роны, попытка определения любого, даже очень простого понятия (ботинок, еда, шар и т.д.) при- водит к необходимости задействования множества других понятий и, в конечном итоге, всего накопленного индивидом опыта. Мы определяем ботинок как “обувь”, как “изделие из кожи”, связываем его с понятиями “ходьба”, “ноги”, “одежда”. Эти понятия в свою очередь могут быть определены лишь через другие понятия. Таким образом, каждое понятие “тянет за собой” цепочки ассоциаций, связывающие его со всем остальным когнитивным опытом. В этом плане, информация в нашем сознании неделима и предстает в виде целостного когнитивного опыта, где все понятия ассоциативно связаны и фактически неотделимы друг от друга.
Каким же образом сочетается возможность оперирования отдельными понятиями и невозможность их понимания без привлечения всего когнитивного опыта?
Для того, чтобы ответить на этот вопрос, мы рассмотрим два процесса – процесс формирования понятий в ходе восприятия реальности и про- цесс раскрытия сути понятий при их представлении и использовании в контексте, который мы в данной статье будем называть “пониманием” понятий.
2. ФОРМИРОВАНИЕ ПОНЯТИЙ
Понятия являются результатом обобщения информации, поступающей от органов чувств в течение жизни. Поэтому мы начнем рассмотрение их формирования с процесса восприятия. Мы рассмотрим этот процесс на примере зри- тельного анализатора.
Восприятие
Понятия имеют смысл, а информация, поступающая к рецепторам сама по себе бессмыслен- на. Осмысленной она становится тогда, когда сравнивается с уже существующим человеческим опытом. Именно тогда, человек осознает эту ин- формацию, определяет свое к ней отношение или, иначе говоря, значение этой информации для себя. Этот процесс осознания информации
описан в теории информационного синтеза [2]. Смысл этой теории в том, что всякая новая ин- формация, поступающая в мозг, сравнивается с информацией, хранящейся в памяти, и субъек- тивное ощущение от увиденного или услышанно- го является результатом этого сравнения, или, иначе говоря, “синтеза” новой информации с уже имеющимся опытом.
Очевидно, что для того, чтобы что-то с чем-то сравнивать или “синтезировать”, в информаци- онном потоке, поступающем к рецепторам долж- ны быть выделены некоторые фрагменты. Фраг- менты информационного потока могут соотно- ситься с фрагментами информации, хранящейся в памяти. Таким образом, необходимой стано- вится дискретизация информационного потока, разделение информации воспринимаемой чело- веком на составные части.
Дискретизация информации при восприятии визуальной сцены
Этот процесс дискретизации действительно имеет место и начинается еще до поступления информации в кору, уже на уровне сетчатки. Ос- новой для него является разница в физических характеристиках частей визуальной сцены. В ви- зуальной сцене, наблюдаемой человеком, изна- чально присутствуют пятна разного цвета, разной освещенности, разной формы. Именно на кон- трастировании, усилении этой разницы построе- на обработка зрительной информации в сетчатке, латеральном коленчатом теле и первичной зри- тельной коре [4] Обеспечивается он наличием клеток, избирательно реагирующих на освещение центра и периферии, а также механизмом лате- рального торможения. Благодаря этому происхо- дит контрастирование изображения по цвету, что создает предпосылки для выделения краев объек- тов, то есть разделения целостной визуальной сце- ны на составные части. В первичной зрительной коре происходит не только дальнейшее контрасти- рование изображения по цвету, но и распознава- ние пространственной ориентации зрительных объектов относительно вертикальной и горизон- тальной оси [73, 78].
“Сравнение” с памятью
Начальный процесс восприятия зрительной сцены достаточно хорошо описан в литературе. Он представляет собой ретинотопическое про- ецирование изображения в первичную зритель- ную кору с контрастированием цветовых пятен. Дальнейшая “судьба” визуальной информации в современной литературе описана не столь четко. Большинство исследований по этой теме посвя- щено избирательной активности тех или иных областей коры при распознавании тех или иных
УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК том 52 No 1 2021
ДИСКРЕТНОСТЬ И КОНТИНУАЛЬНОСТЬ ИНФОРМАЦИИ 3
геометрических форм и конкретных визуальных объектов [55, 71]. Особенно хорошо описан про- цесс распознавания человеческих лиц в веретено- образной извилине [80].
Само слово “распознавание”, используемое при описании этих информационных процессов как раз и подразумевает сравнение новой инфор- мации с уже имеющейся. Человек видит новое, ранее не виденное лицо, но распознает его имен- но как лицо, то есть ранее знакомый объект. Про- исходит вышеописанный информационный син- тез. Дискретизации информации уже не происхо- дит, наоборот распознаются и сравниваются с данными памяти не отдельные цветовые пятна, а их сочетания (например, лица). Возникает во- прос, каким образом, по какому принципу про- исходит объединение цветовых пятен в характер- ные объекты, которые распознаются и откуда в памяти берется информация, необходимая для распознавания – изначальный образ лица, на- пример. Ответ на этот вопрос дает теория прото- типов.
Теория прототипов Rosch. Коннекционизм
Распознавание самых разных объектов стано- вится возможным благодаря наличию в памяти их прототипов, обобщенных образов, используемых для сравнения. По мнению, Rosch, формирова- ние прототипов начинается с момента начала восприятия и продолжается всю жизнь. В основе этого процесса – усвоение нейронными сетями человека определенных статистических законо- мерностей. В реальном мире цветовые пятна предъявляются человеку не хаотично, а образуют друг с другом характерные сочетания. Так, одним из наиболее ранних объектов реальности, кото- рый обучается распознавать ребенок является ли- цо, причем конкретное лицо матери. Это стано- вится возможным, благодаря многократному предъявлению характерного сочетания цветовых пятен (глаза, нос, рот). Именно эти характерные, повторяющиеся комбинации признаков стано- вятся прототипами [67].
В свою очередь прототипы тоже образуют между собой устойчивые сочетания, которые также “запо- минаются” и становятся прототипами более вы- сокого уровня обобщения. Так, “лицо”, как пра- вило, предъявляется человеку вместе с руками, но- гами и другими атрибутами человеческого тела. “Запоминая” эту характерную комбинацию при- знаков, ребенок формирует прототип “человека”, который в дальнейшем будет дополняться все но- выми характерными признаками (не обязательно визуальной модальности). Собственно прототи- пы с появлением речи и возможности соотносить их со словами и становятся понятиями.
Такой принцип обучения нейронных сетей выделять часто встречающиеся сочетания при- знаков хорошо укладывается в концепцию кон- некционизма. Это один из подходов к изучению когнитивных процессов, который опирается на моделирование когнитивных процессов с помо- щью искусственных нейронных сетей. Сам про- цесс обучения нейронных сетей (искусственных или человеческих) выделять характерные или ча- сто встречающиеся комбинации признаков назы- вается статистическим обучением. В настоящее время благодаря принципам статистического обучения смоделированы многие процессы, при- сущие человеческому мышлению. В частности, показана возможность их обучения выделять сло- ва в человеческой речи [17], классифицировать изображения животных и мебели [63].
Отметим, что с позиции коннекционизма, па- мять, в которой “хранятся” прототипы для срав- нения и распознавания – не какое-то абстракт- ное отдельное место в коре, а свойство самих ней- ронных сетей, участвующих в восприятии и обучающихся выделять в большом потоке инфор- мации специфические комбинации признаков. Распознавание этих комбинаций приводит к ак- тивации нейронных сетей более высокого уров- ня, распознаванию характерных “комбинаций из комбинаций” нижележащего уровня. Возникает иерарахическая система, настроенная на выявле- ние в постоянно поступающей к рецепторам ин- формации все более глубоких закономерностей. Рассмотрим эту систему подробнее.
Информационные преобразования при образовании понятий. Объемлющие характеристики
При формировании понятий или при распозна- вании визуальных объектов с изначальной сенсор- ной информацией происходит 2 изменения:
1. Значительный объем информации о физи- ческих характеристиках объекта утрачивается. Прототип “стула” или “человеческого лица” не содержит в себе информации о конкретных пара- метрах того или другого. Для распознавания объек- та оказывается достаточным наличия небольшого набора ключевых характеристик. Лицо может быть распознано даже на схематичном изображении. Этот очевидный факт имеет конкретное нейро- физиологическое подтверждение. Показано, что нейроны, участвующие в распознавании лиц, чувствительны к расстояниям между различными частями лица, такими как глаза, рот, брови, воло- сы [80]. Эти расстояния, характерные пропорции и выступают в качестве ключевых признаков, позволяющих распознать лицо именно как лицо.
2. Утрата изначальной сенсорной информации “компенсируется” появлением у понятия семан-
УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК том 52 No 1 2021
4 БАКЛУШЕВ, ИВАНИЦКИЙ
тической нагрузки. Распознавание того или ино- го объекта открывает доступ к огромному много- образию его свойств, о которых человек узнал в течение всей жизни. Узнавание лица или воспри- ятие имени конкретного знакомого человека сра- зу же актуализирует значительный объем инфор- мации, характеризующей роль этого человека в жизни того, кто в данный конкретный момент услышал его имя или узнал его лицо.
Проиллюстрировать это уменьшение объема информации при “повышении ее качества” мож- но с позиции гипотезы объемлющих характери- стик, предложенной В.Я. Сергиным [6]. Согласно этой гипотезе первый слой нейронов, участвую- щих акте восприятия, первый слой нейронов за- тылочной коры, ретинотопически отображает изображение, попадающее на сетчатку. Второй слой нейронов, участвующий в акте восприятия, обладает более широким рецептивным полем, чем первый и отображает уже не само изображе- ние, а специфические паттерны активации перво- го слоя. Эти специфические паттерны активации и является объемлющими характеристиками. Объ- емлющая характеристика возникает благодаря ре- дукции части объема информации (информации о каждом пикселе изображения) и выделении ключевых особенностей (например, область од- ного цвета). Последующие слои нейронов обла- дают все более широкими рецепторными полями. Они анализируют сочетания объемлющих харак- теристик нижележащего слоя, выделяя в них ключевые элементы и формируя объемлющую характеристику для более высокого нейронного слоя. Таким образом, формируется иерархия объ- емлющих характеристик, морфологической осно- вой которой является иерархия нейронных слоев с все более широкими рецепторными полями. В ин- формационном же плане формирование иерар- хии объемлющих характеристик как раз и позво- ляет совершить редукцию объема перцептивной информации за счет выделения осмысленных ее фрагментов (в конечном итоге, узнавания лиц, предметов и т.д.)
Понятие объемлющей характеристики, во многом, позволяет решить сформулированную в названии статьи проблему дискретности, конти- нуальности и “элементарной единицы” инфор- мации, по крайней мере, применительно к про- цессу восприятия.
Первоначальное восприятие визуальной сце- ны осуществляется дискретно, коль скоро оно осуществляется дискретными элементами – клетками сетчатки, нейронами первичной зри- тельной коры. Однако каждый последующий уровень обработки зрительной информации под- разумевает обобщение информации предыдуще- го уровня в виде объемлющей характеристики. Отметим здесь, что объемлющая характеристика
уже не разделима ни на какие составляющие эле- менты. Так, узнавая человеческое лицо, мы узна- ем именно характерное сочетание элементов, а не сами элементы, не простую их сумму. В этом смысле, можно сказать, что для каждого уровня восприятия элементарной единицей информа- ции является объемлющая характеристика, кото- рая, в свою очередь, является результатом обоб- щения объемлющих характеристик предыдущего уровня, но ни в коем случае не включает их в виде составных частей. Поэтому и вопрос о выделении элементарной единицы информации должен ре- шаться применительно к каждому конкретному уровню восприятия отдельно.
Абстрактные понятия
Теория прототипов хорошо описывает форми- рование элементарных понятий на основании обобщения непосредственного сенсорного опы- та. По мере своего развития ребенок начинает осваивать все больше абстрактных понятий, ко- торые не имеют непосредственной связи с пер- цептуальным опытом и являются, своего рода, производными от системы конкретных понятий. Существует несколько теорий относительно того, как в нашем сознании формируются абстрактные понятия.
Barsalou рассматривает формирование аб- страктных понятий как процесс моделирования внутренних состояний [11]. Согласно этой тео- рии, абстрактные понятия возникают как обоб- щение конкретных и соотнесение их с внутрен- ними субъективными ощущениями и пережива- ниями человека. Lakoff и Johnson рассматривают формирование абстрактных понятий через мета- фору, то есть отчуждения свойства от объекта [41]. Для описания эмоциональных состояний и иных фрагментов когнитивного опыта использует- ся, своего рода, мышление по аналогии. Абстракт- ные понятия и перцептуально-недоступные про- цессы описываются по аналогии с конкретными, доступными непосредственному восприятию. Эта точка зрения находит определенное отражение в языке. Мы можем привести множество примеров слов, происходящих от конкретных понятий, но ассоциируемых с абстрактными. Таковы, напри- мер, слова образованные от характеристик про- странства — “повышение” (например, цен), “уни- жение”, “правота”, “левый” (в значении “фальши- вый”, “некачественный”). Glenberg и Kaschak рассматривают формирование абстрактных поня- тий через развитие моторных навыков, овладение сложными алгоритмами действий [27]. Впользу этой теории говорит тот факт, что при понимании человеком слов, обозначающих абстрактные поня- тия, происходит активация моторной коры [28].
Общей идеей всех этих подходов является своеобразное “заземление” (в англоязычной лите-
УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК том 52 No 1 2021
ДИСКРЕТНОСТЬ И КОНТИНУАЛЬНОСТЬ ИНФОРМАЦИИ 5
ратуре термин “grounding”) абстрактных понятий на конкретных, доступных непосредственному восприятию [62]. Мозг обобщает информацию, доступную непосредственному восприятию, вы- деляет ее ключевые особенности, универсальные для ряда конкретных объектов. Эта информация, в свою очередь, может стать материалом для даль- нейшего обобщения с выделением еще более аб- страктных и универсальных свойств.
Вновь мы сталкиваемся с уже знакомым нам на примере восприятия зрительной информации последовательным обобщением информации с уменьшением объема данных, но повышением “качества” информации за счет появления смыс- ловой составляющей. Мы можем сказать, что процесс обобщения информации и выделения в ней ключевых характеристик не заканчивается распознаванием конкретных образов или форми- рованием прототипов. Сами эти образы в течение жизни становятся материалом для последующего обобщения. В течение всей жизни человек копит и обобщает информацию о внешнем и внутрен- нем мире, формируя понятия все более высокого уровня обобщения, абстракции.
Понятие объемлющей характеристики вполне вписывается в существующие представления о формировании абстрактных понятий и может быть перенесено из области непосредственного восприятия в область дальнейшего многоуровне- вого обобщения изначальной перцептивной ин- формации.
Вопрос о дискретности или континуальности информации в сфере абстрактного мышления также может быть решен с позиции объемлющих характеристик. Становится очевидным, что вся- кое понятие, каким бы широким оно не было по своему значению, не разложимо ни на какие со- ставные части. В этом легко убедиться, пытаясь, например, “объяснить” понятие или посмотреть его значение в словаре. Такое “объяснение” ни- когда не будет исчерпывающим, никогда не пере- даст всю массу субъективных ощущений и ассо- циаций, которые понятие вызывает у конкретно- го человека. В то же время эти ассоциации нельзя рассматривать как составные элементы понятия. Понятие и есть “элементарная единица инфор- мации” для своего уровня обобщения. Ассоциа- ции и образы, в результате обобщения которых оно сформировалось, также являются элементар- ными единицами информации, но уже для друго- го уровня обобщения.
Роль гиппокампа в формировании понятий.
Общей идеей формирования простых прототи- пов (стол, стул) и высоко абстрактных понятий, та- ких как, например, “причина” и “следствие” явля- ется обнаружение в изначально-бессмысленном
сенсорном потоке закономерностей, повторяю- щихся сочетаний признаков. Таким образом, ло- гично предположить наличие механизма, обеспе- чивающего постоянное сличение различных эпи- зодов памяти (даже существенно разнесенных во времени) и выявление в них закономерностей. Такая роль в последнее время чаще всего отво- дится гиппокампу и его многочисленным связям с корой [32, 37, 38, 48, 53, 68]. Согласно представ- лениям ученых, гиппокамп обеспечивает быстрое запоминание отдельных эпизодов (эпизодиче- скую память) посредством изменения функцио- нальных связей внутри гиппокампа, а также свя- зей гиппокампа с корой, в то время как неболь- шие изменения коротких кортико-кортикальных связей посредством статистического обучения обеспечивают медленное усвоение закономерно- стей, встречающихся в этих эпизодах, то есть, се- мантическую память. Таким образом, гиппокамп обеспечивает разграничение отдельных эпизодов памяти, а кора обеспечивает обнаружение в этих разрозненных эпизодах общих закономерностей. Функциональные “петли”, существующие между гиппокампом и корой являются материальным субстратом этого процесса. Подтверждением этих теорий являются исследования пациентов с повреждением гиппокампа. Показано, что у та- ких пациентов нарушается способность к уста- новлению новых семантических связей [39, 40]. Интересным фактом, выявленным при деталь- ном изучении гиппокампа и его роли в обобще- нии опыта и формировании общих семантиче- ских представлений, стала его функциональная неоднородность. Показано, что дорзальные отде- лы гиппокампа вовлечены в формирование более детализированных конкретных представлений, а передние – более абстрактных [43, 60].
3. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПОНЯТИЙ
Итак, определенным уровнем обобщения ин- формации нашим мозгом являются понятия. Ис- пользование понятий подразумевает возможность актуализации набора ассоциаций, связанных с по- нятием. Какие же нейрофизиологические меха- низмы могут обеспечивать эту феноменологиче- скую данность?
Для ответа на этот вопрос проводились много- численные фМРТ-исследования активности моз- га при использовании тех или иных понятий. Вкачестве “использования” применялось вос- приятие понятий на слух, их представление, чте- ние. Данные, полученные в ходе этих исследова- ний можно обобщить в нескольких пунктах:
1. Мысли о каком-либо объекте активируют те же области мозга, которые активируются при его восприятии [16, 46, 75].
УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК том 52 No 1 2021
6 БАКЛУШЕВ, ИВАНИЦКИЙ
2. Чем более модально специфично то или иное понятие, тем больше выражена эта законо- мерность [47]. Аналогичная закономерность на- блюдается для понятий, ассоциированных с дей- ствиями, то есть с моторной корой. Показано, что паттерны активации, возникающие при употреб- лении глаголов “собирать”, “пинать”, “лизать” включают те области моторной коры, которые связаны с соответствующими частями тела (рука- ми, ногами, губами соответственно) [61].
3. Чем более разнообразным является кон- текст употребления того или иного понятия в языке, чем оно более полисемантично, тем шире паттерн активации, наблюдаемый при его ис- пользовании [65, 52]
4. Паттерн активации, возникающий при ис- пользовании понятия, зависит от индивидуаль- но-личностных условий его формирования. По- казано, что при предъявлении картинок с изоб- ражением инструментов и назывании этих инструментов у правшей активируются области коры в левом полушарии, а у левшей – в правом. При этом области активации при предъявлении изображений животных не зависят от ведущей руки [33]. Показана аналогичная зависимость паттернов активации от ведущей руки при чтении глаголов “писать” и “бросать” [77]. У профессио- нальных музыкантов предъявление изображений музыкальных инструментов вызывает активацию областей слуховой ассоциативной коры [30]. Чте- ние предложений, описывающих действия во время игры в хоккей, вызывает активацию премо- торных областей коры у профессиональных хок- кеистов [13]. Показана связь паттернов актива- ции при использовании понятий с теми модаль- ностями, в которых тот или иной человек предпочитают получать информацию, (например визуально или на слух) [35, 36].
5. Паттерн активации, возникающий при ис- пользовании понятия, зависит от непосредствен- ного контекста его употребления. Например, в за- висимости от контекста, лимон может быть охарак- теризован и как “желтый”, и как “круглый”, и как “кислый”. В фМРТ исследованиях показано, что паттерн активации при оперировании тем или иным понятием зависит от того, какие его свой- ства актуализирует контекст. Особенно хорошо это проявляется применительно к понятиям, чьи свойства (как у лимона) хорошо описываются в различных модальностях [31, 51, 59, 72, 66, 74, 76].
Общим выводом из этих экспериментальных данных является положение о том, что использо- вание понятия приводит к активации тех нейрон- ных сетей, которые изначально в ходе онтогенеза участвовали в его формировании [8, 11, 20]. По- нятие выступает в качестве своего рода ярлыка, позволяющего быстро получить доступ к большо- му массиву нужной информации [44]. Причем в
ходе онтогенеза по мере использования понятия в разных контекстах происходит постоянное изме- нение смысла понятий, постоянное переобуче- ние нейронных сетей, репрезентирующих поня- тия. Это сближает и делает фактически неотдели- мыми понятие и контекст, в котором оно возникает и существует [10, 22, 23].
Мы можем рассматривать возникновение спе- цифических паттернов активации при использова- нии тех или иных понятий как процесс обратный самому формированию понятий. При формирова- нии понятий происходит процесс последователь- ного обобщения сенсорных характеристик, “сжа- тие” большого объема сенсорной информации в понятие, несущее смысл. При употреблении же понятия происходит как бы разворачивание в об- ратном порядке породивших его сенсорных ха- рактеристик, “припоминание” изначального сенсорного или сенсомоторного опыта. Этому “припоминанию” соответствует активация со- ответствующих областей коры, изначально свя- занных с восприятием, наблюдаемая в эксперимен- тах. Понятие в сжатом виде содержит “историю” своего формирования – последовательность объ- емлющих характеристик, нейронный субстрат которых вновь активируется при использовании понятия.
Этот процесс на феноменологическом уровне может быть соотнесен с такими явлениями как представление и понимание. При произнесении какого-либо слова, названия, например, “Красная площадь”, мы почти непроизвольно визуально представляем данный объект, то есть актуализи- руется наш прежний перцептивный опыт, послу- живший материалом для формирования понятия. Отдавая себе отчет в том, что слово “понимание” само по себе многозначно и используется в совре- менной литературе в разных смыслах, мы все же считаем, что процесс развертывания объемлю- щих характеристик при употреблении понятия можно назвать и пониманием. Всякое слово, да- же малознакомое, при произнесении порождает набор ассоциаций, отсылающих нас к контексту, в котором мы его усвоили. Мы можем не знать, что такое синхрофазотрон, но смутно “пони- мать”, что он относится к физике, возможно, к физике элементарных частиц. Эти ассоциации, актуализирующие наш прежний опыт взаимодей- ствия с понятием, и будут нашим его пониманием, пусть и на чисто поверхностном уровне. По мере получения новой информации, связанной с по- нятием, оно начинает порождать у нас все больше ассоциаций, контекст его употребления расши- ряется (расширяется и соответствующий паттерн активации нейронных сетей), а наше понимание понятия становится полнее и глубже.
УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК том 52 No 1 2021
ДИСКРЕТНОСТЬ И КОНТИНУАЛЬНОСТЬ ИНФОРМАЦИИ 7
4. ОБОБЩЕНИЕ И “ПОНИМАНИЕ” В НОРМЕ И ПАТОЛОГИИ. ВЫБОР ЗНАЧИМЫХ ХАРАКТЕРИСТИК
Таким образом, всякая новая информация, воспринимаемая человеком, порождает возбуж- дение нейронных сетей, которое можно описать двумя процессами:
1. Процесс обобщения (например, последова- тельное обобщение зрительной информации от визуального изображения к распознаванию кон- кретного образа). Этот процесс можно описать как распространение возбуждения “вверх” по сенсор- ным сетям с последовательным выделением объем- лющих характеристик все более высокого уровня.
2. Процесс раскрытия содержания образа или понятия (понимания). Этот процесс сопровожда- ется возникновением в коре паттернов актива- ции, сходных с теми, которые возникают при вос- приятии. При этом он может запускаться не изоб- ражением, а, например, произнесением слова. То есть происходит процесс, в каком-то смысле, об- ратный обобщению – информация распростра- няется “вниз” по сенсорным путям, актуализиру- ются ранее накопленные перцептивные данные.
И для одного, и для другого процесса важно выделение ключевых характеристик. Для распо- знавания лица не нужен весь массив сенсорных данных, достаточно наличия ключевых его частей и характерных пропорций. Понимание понятия также не требует актуализации всех его возмож- ных свойств, усвоенных в ходе жизни. Правиль- ное понимание и использование понятия в нуж- ном контексте происходит благодаря лишь не- скольким наиболее значимым его свойствам или характеристикам. Таким образом, информация, привлекаемая для понимания понятий или из- влекаемая из изначальных сенсорных данных, неравнозначна по своей значимости.
Говорить о значимости информации непра- вильно без учета контекста. Что значимо и важно в одном контексте, может оказаться несуще- ственно в другом. Именно поэтому паттерны ак- тивации, наблюдаемые при использовании чело- веком одних и тех же понятий, различаются в за- висимости от контекста.
В подавляющем большинстве случаев контек- стом является наша повседневная жизнь, а наи- более значимыми свойствами понятий оказыва- ются те, которые связывают понятие с функцией объекта, который оно обозначает. То есть, напри- мер, для таких понятий как “ложка”, “чашка”, “вилка” наиболее значимыми будут ассоциации с их назначением при приеме пищи (а не с их фор- мой, материалом, цветом). Очевидно, что именно эти связи чаще всего используются человеком, и таким образом, “закрепляются” при обучении корковых нейронных сетей. При этом в ситуации специфического контекста (например, задача вы-
брать предметы круглой формы) будут актуализи- рованы другие свойства данных предметов и, со- ответственно, другие ассоциации обозначающих их понятий.
Отсутствие привязки понятия к текущему кон- тексту породило бы ситуацию, в которой его упо- требление порождала бы актуализацию почти бесконечного объема данных, накопленных че- ловеком в течение жизни, актуализации самых различных воспоминаний, малозначительных эпизодов, как-либо связанных с понятием. Это в свою очередь привело бы либо к снижению про- дуктивности ассоциативного процесса и, в ко- нечном итоге, всего процесса мышления, либо к “выхватыванию” из огромного массива данных ассоциаций по случайному принципу, что при правильном с сенсорной точки зрения восприя- тии привело бы к искаженному пониманию це- лостной реальности.
Шизофрения
Именно такая ситуация имеет место при ши- зофрении. В исследованиях мышления пациен- тов, страдающих этой болезнью, показано, что ведущим нарушением мышления, во-многом, определяющим всю многообразную клинику бо- лезни, является нарушение способности пациентов разграничить существенные и малосущественные ассоциации, существенные и малосущественные признаки предметов и понятий [1, 5].
В отечественной школе патодиагностики со- зданы многочисленные экспериментальные ме- тодики, хорошо иллюстрирующие эту ключевую особенность больных. Так, например, одной из таких методик является сравнение понятий. Па- циенту дается задание ответить на вопрос, что об- щего и в чем разница между двумя понятиями. При этом исследователь называет пары понятий, постепенно переходя от легко сравнимых (напри- мер, остров и полуостров; река и озеро) к менее сравнимым (например, лодка и ложка) и к условно несравнимым (например, ботинок и карандаш; еж и молоко). Задача по поиску общих признаков у карандаша и ботинка вполне может быть реше- на здоровым, как за счет повышения уровня обоб- щения (то и другое – предметы человеческого бы- та), так и за счет актуализации малозначительных (латентных) признаков – “то и другое оставляет след”. Однако, для здорового человека такая ак- туализация требует довольно значительного и целе- направленного когнитивного усилия (возможно, с перебором всех возможных признаков карандаша и ботинка). Понятия потому и являются “несрав- нимыми”, что автоматически вызывают весьма раз- ные ассоциации (ботинок – обувь; карандаш – средство для письма или рисования). Иначе об- стоит дело у больных шизофренией. Показано, что они значительно чаще здоровых и, главное,
УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК том 52 No 1 2021
8 БАКЛУШЕВ, ИВАНИЦКИЙ
гораздо легче, чем здоровые актуализируют, при- влекают к решению той или иной задачи латент- ные признаки предметов и понятий. Легкость, с которой пациенты сравнивают трудно-сравни- мые понятия, выполняют иные эксперименталь- но-психологические задания, давая оригиналь- ные и формально правильные ответы, особенно диссонирует с характерной для больных несосто- ятельностью при решении многих повседневных задач. Причина этой несостоятельности та же, пациентам приходится постоянно сталкиваться с информационной избыточностью, вызванной их неспособностью жестко подчинить собственный ассоциативной процесс требованиям контекста ситуации.
Это феноменологическое наблюдение имеет ряд параллелей с данными инструментальных и биохимических исследований. Из наиболее ран- них работ отметим исследования вызванных по- тенциалов (ВП) больных шизофренией [7], в ходе которых были обнаружены аномалии поздних волн ВП, физиологическая роль которых как раз состоит в оценке биологической значимости сти- мула. Интересные результаты получены также при сопоставлении данных о биологической роли дофамина [14, 24, 25], его дисбаланса при шизо- френии и клиники болезни. Сопоставление этих данных позволило С. Капуру сформулировать свою теорию нарушенной салиентности [34]. Под салиентностью в англоязычной литературе пони- мают и саму по себе значимость (от аглийского “salience” – значимость), и способность мозга присваивать значимость той или иной информа- ции, оценивать значимость информации в кон- тексте. Вслед за советскими психологами С. Ка- пур теперь уже с позиций исследования нейроме- диатров заявляет о том, что ведущим нарушением при шизофрении является неспособность боль- ных правильно (то есть, в зависимости от контек- ста) оценить значимость той или иной информа- ции, правильно оценить значимость различных ассоциаций, порождаемых тем или иным словом или событием.
Сеть салиентности
Растущий интерес к теме салиентности, оцен- ки значимости стимулов и информации в широ- ком смысле, заставил исследователей фМРТ го- ворить о функциональной сети салиентности. Анатомически к ней относят орбитальную фрон- тоинсулярную кору и дорзальную часть передней цингулярной коры в их тесной функциональной связи с подкорковыми лимбическими структура- ми [69]. В многочисленных исследованиях пока- зана их активация в ответ на стимулы, обладаю- щие высокой биологической значимостью [12, 15, 19, 21, 58, 70]. Большинство нервных узлов сети салиентности представляют собой подкорковые
структуры, связанные с эмоциями, регуляцией гомеостаза и “центром удовольствия” [49, 54]. Сеть салиентности находится в тесном функцио- нальном взаимодействии с центральной испол- нительной сетью и базовой сетью покоя. Встреча- ясь со значимыми стимулами, она активирует центральную исполнительную сеть и деактивиру- ет базовую сеть покоя, тем самым заставляя мозг выходить из состояния покоя и предпринимать те или иные действия в ответ на значимые стимулы [50]. Очевидно, что, описывая сеть салиентности, ученые говорят скорее о ее роли, в выявлении и обработки стимулов высокой биологической зна- чимости, нежели о ее роли в выделении главного и второстепенного в том или ином контексте. Имеет ли первая и вторая задачи один и тот же физиологический механизм, связанный с одними и теми же мозговыми структурами, еще предстоит выяснить. Существуют довольно многочислен- ные данные, указывающие на патологию сети са- лиентности при шизофрении [9, 26, 29, 42, 56, 57, 79]. Эти данные косвенно свидетельствуют о том, что описанная сеть салиентности имеет отноше- ние и к выбору наиболее значимых ассоциаций.
Поиск структур мозга, активно вовлеченных в оценку значимости информации и связанный с этим процессом выбор критерия категоризации не ограничился изучением сети салиентности в норме и патологии. Интересные данные были по- лучены благодаря ингибирующей электростиму- ляции различных областей. Было показано, что ингибирующая электростимуляция левой пре- фронтальной коры приводит к затруднению классифицировать объекты по определенному признаку (например, как “круглые” или “крас- ные”), тогда как способность к классификации на основании множества сложных свойств (например, “приспособления для хранения жидкости”) не ис- чезает [18, 45]. Эти данные, наряду с данными о сети салиентности, также указывают на преиму- щественное вовлечение лобной коры в оценку значимости информации в зависимости от кон- текста задачи. Причем интересным фактом явля- ется то, что более элементарный критерий кате- горизации (цвет или форма) оказывается более уяз- вим к ингибирующему воздействию, чем более сложный (применение). Очевидно, это связано с тем, что более элементарные и более модально специфичные критерии категоризации более жестко увязаны с определенным материальным субстратом, опосредующим первоначальное вос- приятие формы и цвета. Более сложные критерии категоризации являются продуктом длительного обучения нейронных сетей в течение жизни, под- разумевают понимание смысла, роли предмета и, видимо опосредуются более широкими нейрон- ными сетями, не связанными с какими-либо кон- кретными мозговыми структурами и потому неуязвимыми к прямому ингибирующему воздействию.
4. РЕЗЮМЕ
1. Парадокс дискретности – континуальности информации при восприятии и мышлении может быть разрешен при рассмотрении разных уровней обобщения информации, организованных иерар- хически: от простого ретинотопического отражения физических характеристик стимула к поня- тиям высокого уровня абстрагирования. Каждо- му такому уровню присуща своя элементарная и неделимая единица информации, которая, в свою очередь, является объемлющей характеристикой (по В.Я. Сергину), результатом обобщения ин-
формации нижележащего уровня. При этом она не может быть разделена ни в функциональном плане (на уровне паттернов активации коры), ни в феноменологическом на информационные ха- рактеристики более низкого уровня (человек вос- принимает лицо, визуальный объект или понятие именно как некую целостность, неразделимую на части).
2. Всякая новая информация, воспринимае- мая человеком, порождает возбуждение нейрон- ных сетей, которое можно описать двумя процес- сами: процессом обобщения, подразумевающим распространение возбуждения “вверх” по сен- сорным сетям с последовательным выделением объемлющих характеристик все более высокого уровня, и процессом понимания. Этот процесс сопровождается возникновением в коре паттер- нов активации, сходных с теми, которые возни- кают при восприятии, и может рассматриваться как процесс, обратный обобщению – информа- ция распространяется в функциональном смысле “вниз” по сенсорным путям. Эти процессы, по видимости протекают практически одновремен- но – мы узнаем объект, понимаем его категори- альную принадлежность и в тоже время “припо- минаем” конкретные свойства объектов такого ро- да, знания которых накоплены нами в течение жизни. Так, увидев разъяренного льва, мы с одной стороны, распознаем его (обобщаем информа- цию), а с другой стороны припоминаем ассоциа- ции, порождаемые у нас образом этого животного (например, то что львы опасны) – Заметим, что сам по себе конкретный лев информативен только тем, что указывает нам на свою принадлежность ко львам. Из непосредственного наблюдения мы не можем получить никакой информации, кроме этой. Прочая информация (о львах как о классе объектов) актуализируется только после соответствующего распознавания образа и его категориальной принадлежности. Но именно эта информация о львах, как о классе объектов, и важна для нашего спасения.
4. Орлов Р.С., Ноздрачев А.Д. Нормальная физиоло- гия: Учебник., 2009. 688 с
5. ПоляковЮ.Ф.Патологияпознавательнойдеятель- ности при шизофрении. М., 1974. 86 с
6. Сергин В.Я. Перцептивное связывание сенсорных событий: гипотеза объемлющих характеристик. Журн. высш. нерв. деят. 2002. 52(6): 645–655
7. Стрелец В.Б. Исследование биоэлектрической ак- тивности головного мозга больных шизофренией по показателям вызванных потенциалов. Невро- патология и психиатрия. 1968. Т. 68. No 1. С. 82–89.
8. Allport DA. Distributed memory, modular subsystems and dysphasia. In: Newman SK, Epstein R, editors. Cur- rent Perspectives in Dysphasia. Churchill Livingstone; Edinburgh: 1985. P. 207–244
9. Alonso-SolísA.,Vives-GilabertY.,GrasaE.,PortellaM.J., Rabella M., Sauras RB, Roldán A., Núñez-Marín F., Gó- mez-Ansón B., Pérez V., Alvarez E., Corripio I. Resting- state functional connectivity alterations in the default network of schizophrenia patients with persistent audi- tory verbal hallucinations. Schizophr. Res. 2015. V. 161. No 2–3. P. 261–268.
10. AltmannG.T.M.TheAscentofBabel:Anexplorationof language, mind, and understanding. University Press; Oxford, England: 1997.
3. Эффективность обоих процессов (обобще-
ния и понимания) обеспечивается выделением в
объеме перцептивных данных или данных памяти ключевых характеристик. Именно это специфи-
ческое выделение в информационном потоке
главного позволяет быстро и эффективно транс-
лировать информацию вверх при процессе обоб-
щения и вниз в процессе понимания, привлекая
для осуществления этих процессов ограничен-
ный набор наиболее важных ассоциаций. Это вы-
деление главного, во многом, опосредовано до- фамином. Примером нарушения этой фундамен-
тальной особенности восприятия и мышления 369. является шизофрения. Эффективность процесса обобщения и понимания у таких пациентов сни-
жается за счет задействования гораздо большего
объема данных. В тоже время пациенты, страдаю-
щие шизофренией, часто демонстрируют хоро-
шую способность к решению нестандартных, творческих задач, как раз из-за того, что привле-
кают к решению задачи больший объем данных.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Зейгарник Б.В. Патопсихология. Издательство Московского университета. Москва. 1986. 234 с.
2. ИваницкийА.М.Мозговаяосновасубъективныхпе- реживаний: гипотеза информационного синтеза // Журн. высш. нервн. деят. 1996. Т. 46. No 2. С. 241.
3. Иваницкий А.М. “Чтение мозга”: достижение, пер- спективы и этические проблемы. Журн. высш. нерв. деят. 2012. 62(2): 133–142
11. Barsalou W.L. (1999). Perceptual symbol systems. Be- havioral and Brain Sciences, 22(04), 577–660.
12. BartelsA.,ZekiS.Theneuralcorrelatesofmaternaland romantic love. Neuroimage 2004. V. 21. P. 1155–1166
14. Berridge K.C., Robinson T.E. What is the role of dopa- mine in reward: hedonic impact, reward learning, or in- centive salience? Brain Res. Rev. 1998. V. 28. P. 309–
16. Chao L.L., Martin A. Cortical representations of per- ception, naming and knowing about color. J. Cogn. Neurosci 1999. 11. 25–35.
17. ChristiansenM.H.,Allen.J.,SeidenbergM.1998Learn- ing to segment speech using multiple cues: a connec- tionist model. Language and Cognitive Processes 12(2/3). 221–268.
18. Chrysikou E.G., Hamilton R.H., Coslett H.B., Datta A., Bikson M., Thompson-Schill S.L. Noninvasive transcra- nial direct current stimulation over the left prefrontal cortex facilitates cognitive flexibility in tool use. Cogn. Neurosci. 2013. 4(2): 81–9.
19. Craig A.D. How do you feel? Interoception: the sense of the physiological condition of the body. Nat. Rev. Neu- rosci. 2002. V. 3. P. 655–666.
13. Beilock S.L., Lyons I.M., Mattarella-Micke A., Nus- baum H.C., Small S.L. Sports experience changes the neural processing of action language. Proc. Natl Acad. Sci. USA. 2008 Sep. 9. 105(36): 13269-73.)
15. BloodA.J.,ZatorreR.J.Intenselypleasurableresponses to music correlate with activity in brain regions impli- cated in reward and emotion. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 2001 V. 98. P. 11818 –11823
УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК том 52 No 1 2021
ДИСКРЕТНОСТЬ И КОНТИНУАЛЬНОСТЬ ИНФОРМАЦИИ 11
20. Damasio A.R. The brain binds entities and events by multiregional activation from convergence zones. Neu- ral Computation. 1989; 1: 123–132.
21. Eisenberger N.I., Lieberman M.D., Williams K.D. Does rejection hurt? An FMRI study of social exclusion. Sci- ence 2003. V. 302. P. 290–292.
22. Elman J.L. Finding structure in time. Cognitive Sci- ence. 1990; 14: 179–211.
23. Elman J.L. Learning and development in neural net- works: the importance of starting small. Cognition. 1993 Jul. 48(1): 71–99.
24. Fibiger H.C., Phillips A.G. Reward, motivation, cogni- tion: psychobiology of mesotelencephalic dopamine systems. Handbook of Physiology, Section 1: The Ner- vous System V. 4: Intrinsic Regulatory Systems of the Brain. Edited by Bloom F.E. New York, Oxford Uni- versity Press. 1986. 647–675.
25. Fibiger H.C., Phillips A.G. Mesocorticolimbic dopa- mine systems and reward. Ann. N.Y. Acad. Sci. 1988. V. 537. P. 206–215.
26. Gaebler A.J., Mathiak K., Koten J.W.Jr., König A.A., Koush Y., Weyer D., Depner C., Matentzoglu S., Edgar J.C., Willmes K., Zvyagintsev M. Auditory mismatch impair- ments are characterized by core neural dysfunctions in schizophrenia. Brain. 2015. V. 138. No 5. P. 1410–1423.
27. Glenberg M.A., Kaschak P.M. (2002). Grounding lan- guage in action. Psychonomic Bulletin & Review. 9(3). 558–565.
28. Glenberg M.A., Sato M., Cattaneo L., Riggio L., Palum- bo D., Buccino G. (2008). Processing abstract language modulates motor system activity. The Quarterly J. Ex- perimental Psychology. 61(6). 905–919.
29. Heckers S. Neuropathology of schizophrenia: cortex, thalamus, basal ganglia, and the neurotransmitter-spe- cific projection systems. Schizophr. Bull. 1997. V. 23. No 3. P. 403–421.
30. HoenigK.,MüllerC.,HerrnbergerB.,SimE.J.,SpitzerM., Ehret G., Kiefer M. Neuroplasticity of semantic repre- sentations for musical instruments in professional mu- sicians. Neuroimage. 2011 Jun 1. 56(3): 1714–25.
31. Hoenig K., Sim E.J., Bochev V., Herrnberger B., Kiefer M. Conceptual flexibility in the human brain: dynamic re- cruitment of semantic maps from visual, motor, and motion-related areas J. Cogn. Neurosci. 2008 Oct. 20(10): 1799–814.
32. Howard M.W., Shankar K.H., Jagadisan U.K. 2011. Constructing semantic representations from a gradually changing representation of temporal context. Top. Cogn. Sci. 3. 48–73.
33. Kan I.P., Kable J.W., Van Scoyoc A., Chatterjee A., Thompson-Schill S.L. Fractionating the left frontal re- sponse to tools: dissociable effects of motor experience and lexical competition. J. Cogn. Neurosci. 2006 Feb. 18(2): 267–77.
34. Kapur S. Psychosis as a state of aberrant salience: a framework linking biology, phenomenology, and phar-
macology in schizophrenia. Am. J. Psychiatry. 2003. V. 160. No 1. P. 13–23.
35. Kirby J., Moore P., Schofield N. Verbal and visual learn- ing styles. Contemporary Educational Psychology. 1988. 13: 169–184.
36. Kraemer D.J., Rosenberg L.M., Thompson-Schill S.L. The neural correlates of visual and verbal cognitive styles. J. Neurosci. 2009 Mar 25. 29(12): 3792–8.
37. Kumaran D., Hassabis D., McClelland J.L. 2016. What learning systems do intelligent agents need? comple- mentary learning systems theory updated. Trends Cogn. Sci. 20. 512–534.
38. Kumaran D., McClelland J.L. 2012. Generalization through the recurrent interaction of episodic memories: a model of the hippocampal system. Psychol. Rev. 119. 573–616.
39. Kurczek J., Brown-Schmidt S., Duff M. Hippocampal contributions to language: evidence of referential pro- cessing deficits in amnesia. J. Exp. Psychol. Gen. 2013 Nov. 142(4): 1346–54.
40. Kurczek J., Duff M.C. Cohesion, coherence, and declarative memory: Discourse patterns in individuals with hippocampal amnesia Aphasiology. 2011 Jan. 1. 25(6–7): 700–712.
41. Lakoff G., Johnson M. (1980). Metaphors we live by, vol. 111. London: Chicago
42. Lee S.K., Chun J.W., Lee J.S., Park H.J., Jung Y.C., Seok J.H., Kim J.J. Abnormal neural processing during emotional salience attribution of affective asymmetry in patients with schizophrenia. PLoS One. 2014. V. 9. No 3. P. e90792.
43. LongL.L.,BunceJ.G.,ChrobakJ.J.Thetavariationand spatiotemporal scaling along the septotemporal axis of the hippocampus. Front Syst. Neurosci. 2015; 9(): 37.
44. Lupyan G. Linguistically modulated perception and cognition: the label-feedback hypothesis. Front Psy- chol. 2012 Mar 8;3: 54
45. LupyanG.,MirmanD.,HamiltonR.,Thompson-SchillS.L. Categorization is modulated by transcranial direct cur- rent stimulation over left prefrontal cortex. Cognition. 2012 Jul. 124(1): 36–49.
46. MartinA.,HaxbyJ.V.,LalondeF.M.,WiggsC.L.,Unger- leider L.G., Discrete cortical regions associated with knowledge of color and knowledge of action. Science 1995, 379, 649–652.
47. Martin A. Functional neuroimaging of semantic mem- ory. In Functional Neuroimaging of Semantic Memo- ry. Edited by Cabaza R., Kingstone A., Cambridge, Massachusetts: MIT Press 2001. 153–186.
48. McClelland J.L., McNaughton B.L., O’Reilly R.C. Why there are complementary learning systems in the hippo- campus and neocortex: insights from the successes and failures of connectionist models of learning and mem- ory. Psychol Rev. 1995 Jul. 102(3): 419–57.
49. Menon V., Levitin D.J. The rewards of music listening: response and physiological connectivity of the meso- limbic system. Neuroimage 2005. V. 28. P. 175–184.
УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК том 52 No 1
2021
12 БАКЛУШЕВ, ИВАНИЦКИЙ
50. Menon V. Large-scale brain networks and psychopa- thology: a unifying triple network model. Trends Cogn. Sci. 2011. V. 15. P. 483–506.
51. Mummery C.J., Patterson K., Hodges J.R., Price C.J. Functional neuroanatomy of the semantic system: di- visible by what? J. Cogn. Neurosci. 1998 Nov. 10(6): 766–77.
52. Musz E., Thompson-Schill S.L. Semantic variability predicts neural variability of object concepts. Neuro- psychologia. 2015 Sep. 76(): 41–51.
53. Norman K.A., O’Reilly R.C. 2003. Modeling hippocam- pal and neocortical contributions to recognition mem- ory: A complementary-learning-systems approach. Psychol. Rev. 110, 611–646.
54. OngurD.,PriceJ.L.Theorganizationofnetworkswith- in the orbital and medial prefrontal cortex of rats, mon- keys, and humans. Cereb. Cortex. 2000. V. 10. P. 206– 219.
55. Op de Beeck H., Vogels R.(2000). Spatial sensitivity of Macaque inferior temporal neurons. J. Comp. Neurol. 426, 505–518.
56. Palaniyappan L., Liddle P.F. Does the salience network play a cardinal role in psychosis? An emerging hypoth- esis of insular dysfunction. J. Psychiatry Neurosci. 2012. V. 37. No 1. P. 17–27
57. Palaniyappan L., Simmonite M., White T.P., Liddle E.B., Liddle P.F. Neural primacy of the salience processing system in schizophrenia. Neuron. 2013;79: 814–28
58. Peyron R., Laurent B., Garcia-Larrea L. Functional im- aging of brain responses to pain. A review and meta- analysis. Neurophysiol. Clin. 2000. V. 30. P. 263–288.
59. Phillips J.A., Noppeney U., Humphreys G.W., Price C.J. Can segregation within the semantic system account for category-specific deficits? Brain. 2002 Sep. 125(Pt 9): 2067–80.
60. Poppenk J., Evensmoen H.R., Moscovitch M., Nadel L. Long-axis specialization of the human hippocampus. Trends Cogn Sci. 2013 May. 17(5): 230–40.
61. Pulvermüller F., Härle M., Hummel F. (2001). Walking or talking?: Behavioral and neurophysiological cor- relates of action verb processing* 1. Brain and Lan- guage. 78(2). 143–168.
62. Pulvermüller F. How neurons make meaning: brain mechanisms for embodied and abstract-symbolic se- mantics. Trends Cogn Sci. 2013 Sep. 17(9): 458–70.
63. Quinn P.S., Johnson M.H. 1997 The emergence of cate- gory representations in infants: A connectionist analy- sis. J. Experimental Child Psychology 66. 236–263.
64. Quinn P.S., Johnson M.H. 2000 Global before basic cat- egory representations in connectionist networks and 2-month-old infants. Infancy 1. 31–46.
65. Rodríguez-Ferreiro J., Gennari S.P., Davies R., Cuetos F. Neural correlates of abstract verb processing. J. Cogn. Neurosci. 2011. Jan. 23(1): 106–18.
66. Rogers T.T., Hocking J., Mechelli A., Patterson K., Price C. Fusiform activation to animals is driven by the process,
not the stimulus. J. Cogn. Neurosci. 2005 Mar. 17(3): 434–45.
67. RoschE.,MervisC.B.,GrayW.D.,JohnsonD.M.,Boyes- Braem P. 1976 Basic objects in natural categories. Cogn. Psychol. 8: 382–439.
68. Schapiro A.C., Turk-Browne N.B., Botvinick M.M., Norman K.A. 2017. Complementary learning systems within the hippocampus: a neural network modelling approach to reconciling episodic memory with statisti- cal learning. Philos Trans R Soc. Lond. B. Biol. Sci. Jan 5; 372(1711).
69. SeeleyW.W.,MenonV.,SchatzbergA.F.,KellerJ.,GloverG.H., Kenna H., Reiss A.L., Greicius M.D. Dissociable Intrin- sic Connectivity Networks for Salience Processing and Executive Control. The J. Neuroscience, 2007. V. 27. No 9. P. 2349–2356.
70. Singer T., Seymour B., O’Doherty J., Kaube H., Dolan R.J., Frith C.D. Empathy for pain involves the affective but not sensory components of pain. Science 2004. V. 303. P. 1157–1162.
71. Tanaka K. 1996 Inferotemporal cortex and object vi- sion. Annu Rev. Neurosci 19: 109–139.
72. Thompson-SchillS.L.,AguirreG.K.,D’EspositoM.,Far- ah M.J. A neural basis for category and modality speci- ficity of semantic knowledge. Neuropsychologia. 1999 Jun. 37(6): 671–6.
73. Treisman A. (1986). Properties, parts, and objects. In Boff, K.R., Kaufmann, L. & Thomas, J.P. (Eds), Handbook of human perception and performance (1st- edn, V. 2, pp. 37.1–35.70.
74. VanDamW.O.,vanDijkM.,BekkeringH.,Rueschemey- er S.A. Flexibility in embodied lexical-semantic repre- sentations Hum Brain Mapp. 2012 Oct; 33(10): 2322– 33.
75. Wiggs C.L., Weisberg J., Martin A. A Neural correlates of episodic and semantic memory retrieval. Neuropsy- chologia 1999, 37, 103–118.
76. Willems R.M., Francken J.C. Embodied cognition: tak- ing the next step. Front Psychol. 2012. 3(): 582.
77. Willems R.M., Hagoort P., Casasanto D. Body-specific representations of action verbs: neural evidence from right- and left-handers. Psychol Sci. 2010 Jan; 21(1): 67–74.
78. Wolfe J.M. New York: John Wiley & Sons, Guided Search 2.0: A revised model of visual search. Psycho- nomic Bulletin and Review, 1(2). (1994). P. 202–238
79. Wotruba D., Heekeren K., Michels L., Buechler R., Si- mon J.J., Theodoridou A., Kollias S., Rössler W., Kaiser S. Symptom dimensions are associated with reward pro- cessing in unmedicated persons at risk for psychosis. Front Behav. Neurosci. 2014 V. 18. No 8. P. 382–389.
80. Yamane S., Kaji S., Kawano K., 1988 What facial fea- tures activate face neurons in the inferotemporal cortex of the monkey? Exp. Brain Res.73: 209–214.
УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК том 52 No 1 2021
ДИСКРЕТНОСТЬ И КОНТИНУАЛЬНОСТЬ ИНФОРМАЦИИ 13
Discretness and Continuity of Information in Consciousness
M. E. Baklushev1, * and G. A. Ivanitsky2, **
1Mental hospital “Preobrazhenie”, Moscow, Russia
2Institut of higher nervous activity and neurophysiology of RAS, Moscow, Russia *E-mail: baklushevm@mail.ru
**E-mail: geivanit@mail.ru
Abstract—The article discusses the problem of organizing information in the human mind, in particular, the fundamental possibility of identifying any structural units in the array of perceived and processed informa- tion, the possibility of identifying the smallest, “elementary” unit of information in relation to consciousness. The process of perception is considered as a process during which the information received from receptors is consistently generalized, compared with previously accumulated experience and becomes material for the formation of concepts of a high level of abstraction. The process of “understanding” of concepts is considered as a process opposite to their formation – a process during which the collision of consciousness with a previ- ously acquired concept leads to the re-deployment of numerous images and associations that previously be- came the material for its formation. The problem of identifying key characteristics, the most significant asso- ciative connections in relation to the normal psyche and pathology of the schizophrenic spectrum is consid- ered.
Keywords: perception, categorization, semantic memory, salience, schizophrenia
УСПЕХИ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИХ НАУК том 52 No 1 2021