АННОТАЦИЯ
В 2017 году были выполнены все запланированные на этот этап работы по исследованию динамики врЕменной де-дифференциации и развертывания последующих процессов адаптации, при разных формах научения (в том числе, при стрессах и в условиях патологии), и, в частности, в таких формах научения, которые осуществляются в контексте социального взаимодействия. В рамках задачи исследования динамики сложности сердечного ритма был разработан сценарий игры «Контур» («Обхват») в программной среде “A-Ware” для формирования в эксперименте ситуации научения. С использованием разработанного сценария была проведена серия экспериментов с использованием синхронизированной регистрации сердечного ритма и динамики научения. Было выделено три основных группы кривых научения по этому показателю в соответствии с уровнем корреляции его с аппроксимирующей кривой (для аппроксимации использовали s-образную кривую). В рамках задачи изучения особенностей процесса категоризации метафорических и неметафорических выражений в условиях переживания стресса были зарегистрированы показатели сердечного ритма и время принятия решения при категоризации как в условиях стресса, так и в контроле. Были получены данные о возрасте понимания использованных в исследовании конкретных и метафорических выражений и проведено сопоставление времени принятия решения при категоризации каждой пары выражений, состоящей из конкретного и метафорического выражений, в которых используется один и тот же глагол движения или действия. В рамках задачи исследования динамики де-дифференциации по нейрогенетическим показателям в условиях острого акустического стресса и хронического стресса у животных проводилось формирование нового опыта на фоне уже имеющегося. Были сопоставлены нейрогенетические показатели в мозге при таком формировании. В рамках задачи проекта, связанной с разработкой модели многозвеньевого циклического пищедобывательного поведения, для исследования системной структуры сходного дефинитивного поведения при разной степени его дифференцированности, в 2017 году была разработана новая экспериментальная клетка, в которой можно программировать автоматическую последовательность подачи педалей и кормушек. Были изучены особенности приобретения двухзвеньевого навыка по методу «вклинивания». Проведена оценка поведенческих показателей. В части проекта, посвященной выявлению связи между параметрами поведения и дифференцированности ее нейронного обеспечения были проведены эксперименты с регистрацией нейронной активности в циклическом пищедобывательном поведении у животных с хронически вживленными тетродами. Была проверена степень связанности отдельных параметров поведения и разных параметров дифференцированности паттернов нейронной активности. Для выяснения особенностей обратимой де-дифференциации при разной степени дифференцированности структуры индивидуального опыта проведены эксперименты с регистрацией суммарной активности мозга (ЭЭГ) у крыс, обученных получать пищу путем нажатия на рычаг в одной половине экспериментальной клетки и затем доученных совершать сходное поведение в другой половине клетки, при реализации ими циклического инструментального пищедобывательного поведения под действием этанола и в контроле. Проведен статистический анализ суммарной активности мозга. На пациентах с расстройствами шизофренического спектра проведены основные серии исследования с формированием компетенции в стратегических играх двух партнеров. Проведено тестирование по личностным опросникам, разработаны критерии для описания видеопротоколов решения задач в играх. В рамках задачи изучения динамики образа «чужого» были разработаны две компьютерные программы для тестирования респондентов: с моральными дилеммами и с попарным сравнением понятий. Проведены эксперименты по решению моральных дилемм в стрессогенном контексте и в контроле. Зарегистрированы показатели сердечного ритма респондентов, выбор и развернутые ответы на моральные дилеммы, время принятия решения. Проведен анализ полученных данных об отношении к «чужим» разной степени удаленности. За 2017 год была также разработана и апробирована методика «Моральные дилеммы «свой»-«чужой»» для планшетных устройств, позволяющая изучать особенности дифференциации образа «чужого» с помощью указанного устройства в процессе онтогенеза. Было проведено пилотажное исследование, в котором приняли участие дети 4-11 лет. Были сопоставлены ответы на дилеммы детей 7-10 лет, полученные при тестировании с помощью планшетного устройства и с помощью ранее апробированной методики: в непосредственной беседе с экспериментатором. В рамках задачи изучения разных форм социального взаимодействия на основе проведённого анализа характеристик аналитического и холистического мышления испытуемых были сконструированы блоки задач разного типа: аналитического и холистического, позволяющие исследовать процесс принятия решения субъектами в свободном поведении. Проведена первая часть исследования мозговой активности аналитичных и холистичных субъектов с регистрацией электроэнцефалограммы. Полученные данные проанализированы, показано разное отношение аналитичных и холистичных субъектов к разным формам социального взаимодействия. В части проекта, посвященной проблеме механизмов усложнения деятельности, изучался вопрос о том, насколько изменяются характеристики определенного простого действия, при включении (инсталляции) этого действия в структуру последовательных действий, связанных с выполнением более сложных задач выбора. Было подготовлено программное обеспечение для экспериментального выявления влияния текущей деятельности на отдельный опыт, включенный в эту деятельность. Проведены пилотажные исследования и сравнение характеристик простых ответов (по времени ответа и связанные с этими ответами ЭЭГ-потенциалы). В рамках задачи межкультурного сравнения динамики научения при достижении поощрения и избегании потери сформирован набор опросников для предъявления участникам. Организован сбор экспериментальных данных: в исследование привлекаются российские и китайские участники. На основе полученных данных подготовлено описание динамики научения в российской выборке участников. В рамках задачи изучения «социальных» взаимодействий в колониях одноклеточных в 2017 году проведены опыты на миксомицетах, дрожжевых клетках и других объектах, у которых зарегистрирована электрическая осцилляторная активность одновременно двумя электродами из разных локусов одного и того же объекта и из разноименных пар перечисленных объектов. В рамках задачи изучения нейрогенетического обеспечения процессов де-дифференциации при социальных взаимодействиях у животных были проведены эксперименты по формированию индивидуального пищедобывательного поведения у крыс. После закрепления указанного навыка животные (однополые пары, содержались совместно в домашних клетках) осуществляли пищедобывательное поведение совместно в той же установке. Проводился анализ поведенческих параметров и нейрогенетических изменений мозга при совместной реализации пищедобывательного навыка. В модельном исследовании проанализирована взаимозависимость между поведением и нестабильностью среды. Изучено влияние поведения на степень субъективной дифференциации ситуаций в среде при их восприятии в процессе взаимодействия со средой. Изучена эффективность обучения при де-дифференциации в состоянии стресса и неопределенности. В рамках проведенных работ получены данные о характеристиках процессов де-дифференциации структуры опыта и развертывания последующих этапов адаптации как у человека, так и у животных, при научении, выявляемые с помощью регистрации динамики сложности сердечного ритма, регистрации суммарной активности мозга, регистрации нейронной активности и нейрогенетических изменений, а также в модельных экспериментах. В рамках задачи исследования динамики сложности сердечного ритма было продемонстрировано снижение сложности динамики сердечного ритма (которая оценивалась как значение выборочной энтропии (SampEn) временного ряда последовательных RR-интервалов) в периоде недостижения промежуточных результатов в процессе научения. Также выявлено, что в начале научения наблюдается этап снижения сложности динамики сердечного ритма, указывающий, как мы полагаем, на снижение сложности системной общеорганизменной организации поведения в этот период. В рамках задачи изучения особенностей процесса категоризации при переживании стресса в результате сравнения времени категоризации метафорических и конкретных выражений, различающихся по валентности и интенсивности вызываемых ими эмоций, были получены данные, указывающие на то, что в условиях стресса, вызывающих обратимую де-дифференциацию поведения, категоризация как метафорических, так и конкретных выражений обеспечивается актуализацией сильно перекрывающихся наборов функциональных систем. В рамках задачи исследования динамики де-дифференциации по нейрогенетическим показателям в условиях острого акустического стресса было выявлено, что группы животных с акустическим стрессом чаще реализуют поведенческие акты первого навыка при обучении третьему навыку, по сравнению с животными группы без стресса, что свидетельствует в пользу наличия процессов де-дифференциации при стрессе. Также обнаружено, что животные группы со стрессом осуществляют большее число поведенческих актов, обеспечивающих первый навык, именно на протяжении последних десяти минут экспериментальной сессии по сравнению с остальными периодами. В рамках задачи исследования динамики де-дифференциации по нейрогенетическим показателям в условиях хронического стресса была установлена достоверная прямая связь между длиной траектории движения животного в последний день хронического стресса и в новой обстановке. Отсутствие значимой корреляции между длиной трека в последний день стрессирования и в тесте «открытое поле» свидетельствует о том, что найденная взаимосвязь не показатель общей локомоторной активности, а, вероятнее всего, показатель степени «выученной беспомощности». Паттерн экспрессии транскрипционного фактора c-Fos в мозге животных группы хронического стресса характеризовался меньшим числом Fos-позитивных нейронов в зонах коры и бОльшим в подкорковых. В исследовании формирования многозвеньевых навыков с разным числом этапов предшествующего обучения (различной степенью дифференцированности поведения) была установлена возможность определения степени дифференцированности опыта по поведенческим показателям на стадии формирования нового опыта, а не в дефинитивном поведении. В части проекта, посвященной выявлению связи между параметрами поведения и дифференцированности ее нейронного обеспечения, было выявлено соответствие между такими характеристиками поведения как длительность и вариативность времени актов, с одной стороны, и вариативностью и дифференцированностью паттерна импульсной активности нейронов, с другой. Нами также были выявлены различия в поведении на разных сторонах экспериментальной клетки у большинства животных. В этом случае, для сторон обучения (на одних и тех же нейронах) выполнялась сходная закономерность, описанная выше для межиндивидуальных сравнений: меньшей вариативности времени выполнения поведения соответствует низкая вариативность частоты, большая селективность активности нейронов и большее число случаев значимой корреляции частоты и длительности в последовательных реализациях одноименных актов. Таким образом, различия в параметрах аналогичного поведения у разных индивидов и между разными поведенческими циклами одного индивида связаны с разной дифференцированностью паттернов импульсной активности популяции корковых нейронов. В рамках задачи выяснения особенностей обратимой де-дифференциации при разной степени дифференцированности структуры индивидуального опыта выявлены различия в СПП при реализации поведения на фоне действия этанола и в контроле. По предварительным данным под действием алкоголя наблюдается большая негативизация негативного компонента СПП, усредняемого от нажатия на педаль в лимбической области коры мозга, и увеличение позитивного компонента СПП, усредняемого от опускания головы в кормушку в моторной области коры мозга, что может быть связано с реорганизацией активности элементов нового опыта под действием алкоголя. В исследовании процессов де-дифференциации при патологии (расстройствах шизофренического спектра) было выделено пять вариантов семантики, т.е. содержательного соотношения условий предъявленной задачи и возможных способов ее решения в сконструированном испытуемым пространстве задачи. Были обоснованы гипотезы об особой роли непланарных решений в задачах и о существовании непланарных составляющих семантических сетей, образующих структуру индивидуального опыта. В рамках задачи изучения динамики образа «чужого» сравнивали распределения ответов респондентов, разной этнической принадлежности, полученных в обычном и стрессогенном контексте. Выявлены достоверные различия в распределении ответов на моральные дилеммы в сравнении с контрольным сценарием, не содержащим моральной дилеммы. В рамках задачи изучения с помощью частотного анализа процессов оперирования с образом «чужого» была выявлена тенденция к снижению доли поддержки «чужого» во всех возрастных группах при решении дилемм на планшетном устройстве по сравнению с решением в устной беседе с экспериментатором. Этот результат расценивается нами как свидетельство в пользу предположения о процессах обратимой де-дифференциации при отсутствие внешнего видимого контроля во время решения моральных дилемм «свой»- «чужой». В рамках задачи изучения разных форм социального взаимодействия была сконструирована и валидизирована батарея аналитических и холистических задач для совместного решения, и в ходе анализа мозговой активности при решении аналитичными и холистичными субъектами задачи простого выбора при разных формах социального взаимодействия была установлена различная вариативность амплитудных показателей переднего фронта P300 у этих групп субъектов, а также показано различное отношение аналитичных и холистичных субъектов к индивидуальным, кооперативным и конкурентным формам взаимодействия. В части проекта, посвященной проблеме механизмов усложнения деятельности предварительный анализ полученных результатов показал, что при включении простого действия (простого ответа) в структуру последовательных действий при выполнении задачи выбора исходные характеристики простого ответа (время ответа и характеристики связанных с ним компонентов ССП) изменялись и зависели от того, в выполнение какой задачи этот простой ответ включен. Показано также изменение свойств ССП при возвращении к изолированной реализации простого действия. В рамках задачи межкультурного сравнения динамики научения при достижении поощрения и избегании потери установлен эффект переноса научения – использования принципов, которые усваивались участниками на разных этапах выполнения заданий в программе A-Ware. На основе полученных данных показано, что этот принцип используется участниками, что проявляется в виде ускорения выполнения соответствующего этапа задания «Категория» после выполнения задания «Обхват». Для дальнейших экспериментов подготовлена батарея опросников. В рамках задачи изучения «социальных» взаимодействий в колониях одноклеточных показано, что взаимодействие между локусами колонии зависит от задачи, которую “решает” регистрируемый объект в момент проведения эксперимента. В рамках задачи изучения нейрогенетического обеспечения процессов де-дифференциации при социальных взаимодействиях у животных был установлен кооперативный характер реализации пищедобывательного навыка. Были получены данные по поведенческим характеристикам и материалы к анализу распределения транскрипционного фактора c-Fos в структурах мозга животных, выполняющих совместное поведение. В модельных экспериментах показана динамика результативности действий агента в среде при научении. Обнаружено, что результативность действий может достоверно меняться в процессе обучения, несмотря на неизменность среды и постоянство характера самого действия. С помощью модели также показано, что научение в ситуации де-дифференциации актуальной структуры опыта вызванной стрессом может проходить существенно быстрее, чем без де-дифференциации, т.е. стресс может оказывать положительный эффект на обучение, если сопровождается временной де-дифференциацией. За отчетный период в 2017 году было опубликовано 6 статей (и 3 статьи приняты к публикации) в изданиях, индексируемых в международных индексных системах (WoS и/или Scopus), а, кроме того, вышло 13 публикаций, индексируемых в РИНЦ, что превысило заявленный на 2017 г. план. Также в рамках проекта опубликована 1 монография. Результаты, полученные в рамках данного проекта, в 2017 году были представлены на нескольких конференциях, в том числе на 6 международных конференциях, тезисы которых не отражены в списке публикаций, поскольку сборники публикуются в сети Интернет и не индексируются упоминаемыми в отчетах системами).
ЦИТАТА
Александров, Ю.И. Системная дифференциация как основа биологического и социокультурного развития / Ю.И. Александров отчет по НИР № 17-28-00009 (Российский научный фонд)
