Декабрь 8, 2015 / Комментарии 0 |
На следующем этапе, основываясь, в частности, на описанных выше результатах, мы развернули исследования, реализация которых направлена на сопоставление острых эффектов алкоголя на гиппокамп-зависимые и гиппокамп-независимые когнитивные процессы у людей, решающих пространственные (как считается, гиппокамп-зависимые) и непространственные (гиппокамп-независимые) задачи, моделируемые в компьютерных тестах с виртуальной навигацией в лабиринтах.
Считается, что гиппокамп выполняет важную роль в создании и сохранении пространственно-когнитивных карт. Например, у крыс и голубей при повреждении гиппокампа нарушалась пространственная навигация. В этологических исследованиях показано, что у птиц и грызунов размеры гиппокампа значительно больше у тех видов, чье поведение особенно связано со способностью ориентироваться в пространстве. Однако основные исследования гиппокампально-зависимой памяти проводились на грызунах, выполняющих пищевое или оборонительное поведение в тех или иных лабиринтах.
Упомянутые и другие многочисленные данные необходимо было сопоставить с результатами, полученными на человеке. Такая возможность появилась с развитием новых компьютерных технологий. Были созданы виртуальные лабиринты для тестирования различных форм памяти у человека, и оказалось, что некоторые показатели поведения человека в этих лабиринтах сходны с показателями поведения крыс в реальных лабиринтах. Стало возможно изучать у человека пространственную память в таких же моделях, как у грызунов. Кроме того, виртуальные лабиринты имеют множество преимуществ над традиционными методами исследования пространственной памяти в плане гибкости, генерализации и экспериментального контроля. Новизна данного этапа работы заключалась в том, что мы могли сопоставить результаты «прохождения» лабиринта субъектом в нормальном состоянии и в ситуации алкогольного опьянения, когда алкоголь подавляет активность гиппокампа, и сравнить их с результатами прохождения лабиринта грызунами с поврежденным гиппокампом или при остром введении им алкоголя.
Для дифференцированной оценки функций памяти человека, зависящей от гиппокампа, и оценки влияния алкоголя на них была разработана система компьютерных тестов с навигацией испытуемого в виртуальной среде. Система состоит из трех основных модулей — задания протокола тестирования, теста с виртуальной средой и модуля визуализации траектории движения с сохранением результатов тестирования для последующего анализа. В системе доступны 3 вида виртуальных лабиринтов — водный лабиринт Морриса, сухопутный лабиринт Барнс и 8-рукавный радиальный лабиринт. Система разработана на платформе Java, что позволяет разместить тесты на сайте в интернете для свободного доступа.
Нами была создана методика тестирования и осуществлено экспериментальное исследование: набор нормативного материала по обучению навигации в водном лабиринте Морриса. В экспериментах участвовали 29 добровольцев (9 мужского и 20 женского пола, средний возраст — 23 года), правши, с нормальным или с корректированным зрением. Испытуемым сообщали, что они будут находиться в виртуальном бассейне и их задача заключается в том, чтобы при «плавании» как можно быстрее найти скрытую под водой платформу и выбраться на нее. Испытуемые проходили тестирование в нормальном состоянии и состоянии алкогольного опьянения с интервалом 2-3 месяца. Процедурно, испытуемые начинали «плыть» из одной из четырех стартовых позиций (север, запад, юг, восток): по пять раз в случайном порядке с каждой позиции. Интервал между стартами составлял 5 с. Когда испытуемый «проплывал» над платформой, платформа слегка поднималась. После этого испытуемый мог «плавать» около платформы еще 3 с, и сеанс заканчивался. В работе анализировали общее время, необходимое для нахождения платформы, время остановок для смены направления «плавания», тактику «плавания», а также ЭП, т.е. влияние характеристик предшествующего старта на последующий.
В первых пробах испытуемые применяли такие стратегии движений по лабиринту, как «зигзаг», «круг», «зигзаг и круг». Ho в процессе тренировки время прохождения по лабиринту сокращалось и они переходили к стратегии «проход по ориентирам» или «прямой проход» (рис. 7).
При оценке поведения испытуемых (рис. 8, 9) было установлено, что:
1) испытуемые оценивали в качестве критического показателя время с момента старта до нахождения платформы. Поэтому после каждого старта они пытались найти наиболее экономную стратегию, что часто приводило к разнообразию стратегий от старта к старту;
2) у каждого испытуемого могла появиться «неординарная» стратегия, но у большинства из них выявлялась определенная устойчивая стратегия: прямой путь к вероятной платформе при ориентировке на какие-то признаки среды, круговые движения по периметру бассейна с уменьшением диаметра каждого очередного круга, зигзагообразные движения от одного края до противоположного;
3) в повторных стартах из одного и того же места наблюдался ЭП, т.е. зависимость последующей стратегии от предшествующей;
4) в состоянии алкогольного опьянения усовершенствование навыка затруднялось. В большинстве проб результаты не достигались и не отмечался выход на такие стратегии движения, как «проход по ориентирам» или «прямой проход». По-видимому испытуемые в состоянии алкогольного опьянения не учитывали в последующих пробах опыт поведения в предшествующих пробах.
Проверка и дальнейшая разработка предложенного нами метода оценки клинического нарушения гиппокамп-зависимых состояний производилась путем выявления закономерностей острого влияния этанола на динамику гиппокам-зависимого пространственного обучения. Мы выявляли ЭП при формировании навыка ориентирования в виртуальном лабиринте Морриса. Сравнивали динамику обучения ориентированию в этом лабиринте под действием острого введения этанола и в контроле при использовании анализа ЭП в качестве инструмента данного сравнения. Система компьютерных тестов с навигацией испытуемого в виртуальной среде состояла из трех модулей — задания протокола тестирования, теста с виртуальной средой и модуля визуализации траектории движения с сохранением результатов тестирования на диск для последующего анализа. В лабиринте Морриса испытуемый перемещается по виртуальному бассейну в поисках скрытой под водой платформой (цели). При составлении протокола тестирования определялись: точка начала испытания в среде, месторасположение цели в лабиринте, время испытания и т.д. В протоколе тестирования указывалось количество проб (20), причем каждая проба начиналась с одной из двух выбранных в случайном порядке позиций в лабиринте. Время каждой пробы ограничено 30 секундами. Если в течение этого времени испытуемый не достигал цели, то проба считалась ошибочной. На вертикальных поверхностях лабиринта были размещены визуальные ориентиры в виде картин-изображений, которые могли быть использованы испытуемыми для пространственной ориентации. Для анализа траекторий движений использовалась программа Win Track, применяемая для обсчета траекторий пространственной ориентации в экспериментах с видеотрекингом у животных, а также программа Segment Analyser, специально разработанная для выделения и анализа структуры поведенческих актов. Исследования были проведены на выборке из 20 добровольцев обоего пола в возрасте от 21 до 35 лет, имеющих опыт бытового употребления алкоголя, но не имеющие алкогольной зависимости. Испытуемые совершали поиск скрытой платформы в виртуальном лабиринте Морриса. Они начинали движение по лабиринту с одной из двух возможных стартовых позиций — 1 или 2, которые предъявлялись в случайном порядке и равновероятно (рис. 10). Всего они совершали 20 проб. На каждом испытуемом прохождение водного лабиринта Морриса проводилось дважды — в контрольном состоянии и в состоянии алкогольного опьянения — с интервалом 1-2 месяца. Очередность этих экспериментов для каждого испытуемого была случайной. В эксперименте испытуемые выполняли пространственные задачи, направленные на тестирование предположительно гиппокамп-зависимых когнитивных процессов. Испытуемые принимали либо 20-процентный раствор этанола из расчета 1 мл 96-процентного этанола на 1 кг веса, либо воду в таком же количестве в контрольных экспериментах. Именно такая доза алкоголя, как нами было показано ранее, производила эффекты блокирования активности нейронов, принадлежащих к наиболее дифференцированным системам как у людей, так и у разных животных. Концентрация алкоголя в выдыхаемом воздухе определялась с помощью алкометра (RK-1100, Япония). При обработке результатов оценивалось время достижения цели, количество правильных и ошибочных действий, количество остановок и поворотов при прохождении лабиринта, время нахождения в зоне цели. ЭП, характеризующий процесс приобретения навыка, оценивался по зависимости времени прохождения лабиринта от предшествующих прохождений из 2 предшествующих позиций старта: 1,1; 1,2; 2,1; 2,2 (см. рис. 10).
Данные показатели сравнивались при выполнении задач в нормальном состоянии и в состоянии алкогольного опьянения. Обнаружено, что время поиска скрытого лабиринта у испытуемых в трезвом состоянии и в состоянии алкогольного опьянения составляло 34,2 с и 48,5 с, соответственно (различия достоверны; t=4,8; р=0,023). В процессе многократного повторения поиска платформы у «контрольных» испытуемых время поиска достоверно сократилось (t=-5,3; р=0,015), а у испытуемых «алкогольной» группы это время не изменилось (t=-0,12; р=0,930). Для анализа ЭП сопоставлялись (ANOVA) различия во времени поиска скрытой платформы с позиций 1 или 2 в контрольном состоянии и в состоянии опьянения. Сравнивали зависимость этого времени от комбинации предшествующих 2 проб, начинающихся с соответствующих стартовых позиций: 1,1; 1,2; 2,1; 2,2. Время поиска платформы со стартовой позиции 1 и 2 у «контрольных» испытуемых зависело от последовательности предшествующих проб (df 1/20, F=3,199, р=0,020 и df 2/20, F=3,163, р=0,013). Время поиска платформы со стартовой позиции 1 и 2 у испытуемых в состоянии алкогольного опьянения не зависело от последовательности предшествующих проб (df 3/19, F=0,336, р=0,84 и df 4/19, F=0,311, р=0,63). Различия недостоверны. ЭП многие авторы связывают с прогнозированием ситуации (у нас — стартовой позиции), в связи с которой будет осуществляться соответствующее поведение. В связи с этим мы предполагаем, что эти данные свидетельствуют в пользу высказанного выше предположения о том, что алкоголь подавляет процесс прогнозирования, который, по-видимому, играет важную роль в приобретении нового навыка.
Результаты экспериментов показывают, что сокращению времени поиска у «контрольной» группы сопутствовал ЭП, а у «алкогольной» группы такого сокращения не наблюдалось и ЭП не выявлялся. Соответствие более эффективного обучения в трезвом состоянии и возникновения в этом случае ЭП, по-видимому, не случайно. Можно предположить, что алкоголь существенно подавляет процесс прогнозирования, который тесно связан с учетом оценки результатов предшествующих действий при планировании следующих действий. Оценка достигнутых результатов, сопоставление запланированного и реально полученного, как предполагается, модифицирует память. Подавление данного процесса оказывается важным фактором, влияющим на динамику формирования памяти.
Читайте также
5 правил выбора вечернего платья
Представительницы прекрасного пола всегда стараются найти баланс между двумя жизненными
Mini Micro: удобные, надёжные и безопасные самокаты для самых маленьких
За всю историю человечества было придумано много различных средств передвижения,
Вишневые пятна очень трудно удаляются с любой ткани. Красные и
Как не заболеть гриппом на работе? Больничный, лечение, справка
Как только на улице холодает, у многих людей начинают появляться
Дизайн помещений детского сада
Принципы оформления интерьера Каждое детское учреждение имеет свое название, при
Как воспитать в ребенке скромность
Воспитание скромности начинается еще в детстве. В хорошей семье не
Что делать, когда борьба с метеоризмом становится рутинным занятием?
Газообразование внутри кишечника считается нормальным физиологическим процессом. Но иногда бывают
Ландшафтный дизайн: как выбрать растения для участка
Все сетования на холодную погоду, а также дождливые и неподходящие
Кризис «трех лет»: как пережить?
Редко какой родитель не познакомился со всеми «радостями» так называемого
Чтобы лицо сияло: как и зачем использовать миндальный пилинг
Когда проходить курс пилингов, как не осенью и зимой. В
Как креативно оформить свадебные фотографии: от печати до…
Разнообразие свадебных традиций будоражит воображение. В мире вряд ли удастся
Слово «аниме» происходит от сокращенного английского «анимация» и означает анимационный
Детская одежда пачкается значительно быстрее, чем одежда взрослых. Поэтому ее
Что стоит знать при выборе одежды больших размеров?
Выбор одежды больших размеров несколько отличается от выбора стандартной продукции.
Конфеты в подарок от Мармеладницы — обрадуй своих друзей
Конфеты в подарок Нет такого праздника, на который было бы