• 2020 (Том 34)

Том 33 №2

Содержание

  1. РАСЧЕТ ОПТИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ ГЛАЗА КИТООБРАЗНЫХ
  2. НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ СРАВНЕНИЯ ДВУХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ОРИЕНТАЦИЙ В ЗАДАЧЕ РАБОЧЕЙ ПАМЯТИ
  3. ВКЛАД КРАЙНЕЙ ПЕРИФЕРИИ СЕТЧАТКИ В КОНСТАНТНОСТЬ ЦВЕТОВОСПРИЯТИЯ: СВИДЕТЕЛЬСТВА, ПОЛУЧЕННЫЕ БЛАГОДАРЯ КОНТАКТНЫМ ЛИНЗАМ С ИМПЛАНТИРОВАННЫМИ ОККЛЮДЕРАМИ
  4. УЧАСТИЕ СПЕКТРАЛЬНОГО И ВРЕМЕННОГО МЕХАНИЗМОВ В АНАЛИЗЕ СЛОЖНЫХ ЗВУКОВЫХ СИГНАЛОВ
  5. РОЛЬ ДОНОРА МОЛЕКУЛ NO В РЕГУЛЯЦИИ ОТВЕТОВ ПЕРВИЧНОГО СЕНСОРНОГО НЕЙРОНА
  6. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МОБИЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ ДЛЯ ВЫЯВЛЕНИЯ ПРИЗНАКОВ ФАБРИКАЦИИ ДОКУМЕНТОВ, УДОСТОВЕРЯЮЩИХ ЛИЧНОСТЬ
  7. ПЕРЕХОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ ЗРИТЕЛЬНЫХ ВЫЗВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ В ЗАДАЧАХ ИНТЕРФЕЙСОВ ЧЕЛОВЕК-КОМПЬЮТЕР
  8. АЛГЕБРАИЧЕСКАЯ РЕКОНСТРУКЦИЯ В УСЛОВИЯХ НЕДОСТАТКА ПАМЯТИ ГРАФИЧЕСКОГО ПРОЦЕССОРА В ЗАДАЧЕ КОМПЬЮТЕРНОЙ ТОМОГРАФИИ
  9. НОВЫЙ КРИТЕРИЙ ОБУЧЕНИЯ НЕЙРОСЕТЕВОГО ЭНКОДЕРА В ЗАДАЧЕ СЕГМЕНТАЦИИ СТРОКИ НА СИМВОЛЫ

НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ СРАВНЕНИЯ ДВУХ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫХ ОРИЕНТАЦИЙ В ЗАДАЧЕ РАБОЧЕЙ ПАМЯТИ

© 2019 г. Е. С. Михайлова, Н. Ю. Герасименко1

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН 119071 Москва, Ленинский просп., 33, Россия
esmikhailova@mail.ru

Поступила в редакцию 09.01.2019 г.

человека, позволяя сохранять в актуализированной форме релевантную для этой деятельности информацию. На 33 здоровых испытуемых с нормальным зрением исследовали роль низкоуровневых сенсорных и высокоуровневых префронтальных областей коры в операции сличения текущей и удерживаемой в памяти ориентаций, что критически важно для обнаружения изменений и формирования быстрых адаптационных реакций. Стимулами являлись прямоугольные решетки вертикальной, горизонтальной и наклонной (45°) ориентаций. Установлено, что информативными показателями несовпадения последовательных ориентаций являются значимое повышение амплитуды раннего волнового комплекса Р100/N150 в зрительных областях коры и нарастание амплитуды негативности N240 в префронтальных областях, что, по данным моделирования дипольных источников, сопровождается усилением активности ряда структур префронтальной коры: middle frontal gyrus, frontal pole, pars orbitalis. Таким образом, обнаружение несовпадения текущего сигнала и удерживаемой в памяти информации осуществляется за счет совместного участия зрительной нейросети каудальных областей коры и нейросети исполнительного контроля префронтальных областей, которая включает эту информацию в программу целенаправленного поведения. Полученные данные подчеркивают важность тесного взаимодействия сенсорных и префронтальных областей в зрительной рабочей памяти.

Ключевые слова: человек, зрение, ориентации, рабочая память, вызванные потенциалы, зрительная кора

DOI: 10.1134/S0235009219020045

Цитирование для раздела "Список литературы": Михайлова Е. С., Герасименко1 Н. Ю. Нейрофизиологические механизмы сравнения двух последовательных ориентаций в задаче рабочей памяти. Сенсорные системы. 2019. Т. 33. № 2. С. 99-112. doi: 10.1134/S0235009219020045
Цитирование для раздела "References": Mikhailova E. S., Gerasimenko N. Yu. Neirofiziologicheskie mekhanizmy sravneniya dvukh posledovatelnykh orientatsii v zadache rabochei pamyati [Neurophysiological mechanisms of two sequential orientations comparison in working memory]. Sensornye sistemy [Sensory systems]. 2019. V. 33(2). P. 99-112 (in Russian). doi: 10.1134/S0235009219020045

Список литературы:

  • Бетелева Т.Г., Синицын С.В. Связанные с событиями потенциалы на разных этапах реализации зрительной рабочей памяти. Физиология человека. 2008. Т. 34. № 3. С. 5–15.
  • Горбачева И. Методы математической статистики. URL: http://medstatistic.ru/articles/kratkiy_kurs.pdf (дата обращения 01.09.2018).
  • Крылова М.А., Изъюров И.В., Герасименко Н.Ю., Чаянов Н.В., Михайлова Е.С. Моделирование источников компонентов зрительных вызванных потенциалов человека в задаче определения ориентации отрезков линий. Журн. высш. нервн. деят. 2015. Т. 65. № 6. С. 685–698. DOI: 0.7868/S0131164617030146
  • Мачинская Р.И. Управляющие системы мозга. Журн. высш. нервн. деят. 2015. Т. 65. № 1. С. 33–60. DOI: 10.7868/S0044467715010086
  • Allison T., Puce A., Spencer D.D., McGarthy G. Electrophysiological studies of human face perception. I: Potentials generated in occipitotemporal cortex by face and non-face stimuli. Cereb Cortex. 1999. V. 9. P. 415–430. https://doi.org/.10.1093/cercor/9.5.415
  • Angelucci A., Levitt J.B., Walton E.J.S., Hupe J.-M., Bullier J., Lund J.S. Circuits for local and global signal integration in primary visual cortex. J. Neurosci. 2002. V. 22. P. 8633–8646. https://doi.org/.10.1523/JNEUROSCI. 22-19-08633.2002
  • Bar M., Kassam K.S., Ghuman A.S., Boshyan J., Schmid A.M., Dale A.M., Hamalainen M.S., Marinkovic K., Schacter D.L., Rosen B.R., Halgren E. Top-down facilitation of visual recognition. PNAS. 2006. V. 103. P. 449–454. DOI: 10.1073/pnas.0507062103
  • Bledowski C., Prvulovic C. D., Hoechstetter K., Scherg M., Wibral M., Goebel R., Linden D.E. Localizing P300 generators in visual target and distractor processing: a combined event-related potential and functional magnetic resonance imaging study. J. Neurosci. 2004. V. 24. P. 9353–9560.
  • Chelazzi L., Miller E.K., Duncan J., Desimone R. Responses of neurons in macaque area V4 during memory-guided visual search. Cereb. Cortex. 2001. V. 11. P. 761–772.
  • Christophel T.B., Klink P.C., Spitzer B., Roelfsema P.R., Haynes J.D. The distributed nature of working memory. Trends Cogn. Sci. 2017. V. 21. P. 111–124. DOI: 10.1016/j.tics.2016.12.007
  • Courtney S.M., Petit L., Haxby J., Ungerleider L.G. The role of prefrontal cortex in working.memory: examining the contents of consciousness. Phil.Trans. R. Soc. Lond. B. 1998. V. 353. P. 1819–1828.
  • Curtis C.E., D’Esposito M. Persistent activity in the prefrontal cortex during working memory. Trends. Cogn. Sci. 2003. V. 7. P. 415–423. DOI: 10.1016/S1364-6613(03)00197-9
  • D’Esposito M. From cognitive to neural models of working memory. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 2007. V. 362. P. 761–772. DOI: 10.1098/rstb.2007.2086
  • D’Esposito M., Postle B.R. The cognitive neuroscience of working memory. Annu. Rev. Psychol. 2015. V. 66. P. 115–142. DOI: 10.1146/annurev-psych-010814-015031
  • D’Esposito M., Aguirre G.K., Zarahn E., Ballard D., Shin R.K., Lease J. Functional MRI studies of spatial and nonspatial working memory. Cogn. Brain Res. 1998. V. 7. P. 1–13.
  • Desikan R.S., Segonne F., Fischl B., Quinn B.T., Dickerson B.C., Blacker D., Buckner R.L., Dale A.M., Maguire R.P., Hyman B.T., Albert M.S., Killiany R.J. An automated labeling system for subdividing the human cerebral cortex on MRI scans into gyral based regions of interest. NeuroImage. 2006. V. 31. P. 968–980. http://dx.doi.org/.10.1016/j.neuroimage.2006.01.021
  • Ester E.F., Serences J.T., Awh E. Spatially global representations in human primary visual cortex during working memory maintenance. J. Neurosci. 2009. V. 29. P. 15258–15265. DOI: 10.1523/JNEUROSCI.4388-09.2009
  • Ester E.F., Sprague T.C., Serences J.T. Parietal and frontal cortex encode stimulus-specific mnemonic representations during visual working memory. Neuron. 2015. V. 87. P. 1–13. DOI: 10.1016/j.neuron.2015.07.013
  • Harrison S.A., Tong F. Decoding reveals the contents of visual working memory in early visual areas. Nature. 2009. V. 458. P. 632–635. DOI: 10.1038/nature07832
  • Hillyard S.A. Event-related potentials (ERPs) and cognitive processing. Encyclopedia of Neuroscience. 2009. P. 13–18.
  • Hollingworth A., Richard A.M., Luck S.J. Understanding the function of visual short-term memory in human cognition: transsaccadic memory, object correspondence, and gaze correction. J. Exp. Psychol. Gen. 2008. V. 137. P. 163–181. DOI: 10.1037/0096-3445.137.1.163
  • Hubel D.H., Wiesel T.N. Receptive fields, binocular interaction and functional architecture in the cat’s visual cortex. J. Physiol. 1962. V. 160. P. 106–154.
  • Hyun J.S., Woodman G.F., Vogel E.K., Hollingworth A., Luck S.J. The comparison of visual working memory representations with perceptual inputs. J. Exp. Psychol. Hum. Percept. Perform. 2009. V. 35. P. 1140–1160. DOI: 10.1037/a0015019
  • Kuo B.C., Yeh Y.Y., Chen A.J.W., D’Esposito M. Functional connectivity during top-down modulation of visual short-term memory representations. Neuropsychologia. 2011. V. 49. P. 1589–1596. DOI: 10.1016/j.neuropsychologia.2010.12.043
  • Luck S.J., Vogel E.K. The capacity of visual working memory for features and conjunctions. Nature. 1997. V. 390. P. 279–281.
  • Ma Y., Hua X., Wilson F. The egocentric spatial reference frame used in dorsal–lateral prefrontal working memory in primates. Neurosci. and Biobehav. Rev. 2011. V. 36. P. 26–33. DOI: 10.1016/j.neubiorev.2011.03.011
  • Magnussen S. Low-level memory processes in vision. Trends Neurosci. 2000. V. 23. P. 247–251.
  • Magnussen S. Implicit visual working memory. Scand. J. Psychol. 2009. V. 50. P. 535–542. https://doi.org/.10.1111/j.1467-9450.2009.00783.x
  • Miller E.K., Li L., Desimone R. Activity of neurons in anterior inferior temporal cortex during a short- term memory task. J. Neurosci. 1993. V. 13. P. 1460–1478.
  • Miller B.T., D’Esposito M. Spatial and temporal dynamics of cortical networks engaged in memory encoding and retrieval. Front. Hum. Neurosci. 2012. V. 6 (109). P. 1–11. DOI: 10.3389/fnhum.2012.00109
  • Offen S., Schluppeck D., Heeger D.J. The role of early visual cortex in visual short-term memory and visual attention. Vision Res. 2009. V. 49. P. 1352–1362. DOI: 10.1016/j.visres.2007.12.022
  • Pasternak T., Greenlee M.W. Working memory in primate sensory systems. Nat. Rev. Neurosci. 2005. V. 6. P. 97–107. DOI: 10.1038/nrn1603
  • Pratte M.S., Tong F. Spatial specificity of working memory representations in the early visual cortex. Journal of Vision. 2014. V. 14. P. 1–12. DOI: 10.1167/14.3.22
  • Raposo D., Kaufman M.T., Churchland A.K. A categoryfree neural population supports evolving demands during decision-making. Nat. Neurosci. 2014. V. 17. P. 1784–1792.
  • Solomon S.G., Lennie P. The machinery of colour vision. Nat. Rev. Neurosci. 2007. V. 8. P. 276–286. DOI: 10.1038/nrn2094
  • Schacter D.L., Chiu C.-Y. P., Ochsner K.N. Implicit memory: a selective review. Annu. Rev. Neurosci. 1993. V. 16. P. 159–182. https://doi.org/10.1146/annurev. ne.16.030193.001111.
  • Serences J.T., Ester E.F., Vogel E.K., Awh E. Stimulus-specific delay activity in human primary visual cortex. Psychol. Sci. 2009. V. 20. P. 207–214. DOI: 10.1111/j.1467-9280.2009.02276.x
  • Smith E.E., Jonides J., Koeppe R.A., Awh E., Schumacher E.H., Minoshima S. Spatial versus object working memory: PET investigations. J. Cog. Neurosci. 1995. V. 7. P. 337–356. DOI: 10.1162/jocn.1995.7.3.337
  • Stokes M.G., Kusunoki M., Sigala N., Nili H., Gaffan D., Duncan J. Dynamic coding for cognitive control in prefrontal cortex. Neuron. 2013. V. 78. P. 364–375. DOI: 10.1016/j.neuron.2013.01.039
  • Tian S., Wang Y., Wang H., Cui L. Interstimulus interval effect on event-related potential N270 in a color matching task. Clin. Electroencephalogr. 2001. V. 32. P. 82–86. https://doi.org/.10.1177/155005940103200207
  • Wang H., Wang Y., Kong J., Cui L., Tian S. Enhancement of conflict processing activity in human brain under task relevant condition. Neurosci. Lett. 2001. V. 298. P. 155–158.
  • Xu X., Collins C.E., Khaytin I., Kaas J.H., Casagrande V.A. Unequal representation of cardinal vs. oblique orientations in the middle temporal visual area. 2006. PNAS. V. 103. P. 17490–17495. https://doi.org/.10.1073/pnas.0608502103
  • Yang L.C., Li M.H., Wilson F.A., Hu X.T., Ma Y.Y. Prefrontal attention and multiple reference frames during working memory in primates. Chin Sci Bull. 2013. V. 58. P. 449–455. DOI: 10.1007/s11434-012-5462-y
  • Yin J., Gao Z., Jin X., Ye L., Shen M., Shui R. Tracking the mismatch information in visual short term memory: An event-related potential study. Neurosci. Lett. 2011. V. 491. P. 26–30. DOI: 10.1016/j.neulet.2011.01.001
  • Zhang X., Wang Y., Li S., Wang L. Event-related potential N270, a negative component to identification of conflicting information following memory retrieval. Clin. Neurophysiol. 2003. V. 114. P. 2461–2468.