Паттерны фиксации взора как корреляты зрительного внимания и памяти: результаты пилотного исследования у здоровых людей

Г.В. Данилов, К.С. Вигасина, Ю.В. Струнина, М.А. Каверина, М.В. Галкин, А.Ю. Кулева, А.Н. Алексеева, А.А. Лазуткин, Г.Н. Ениколопов, О.А. Кроткова

Ключевые слова: айтрекинг; пространственное распределение внимания; память; ошибки узнавания зрительных стимулов; разделение паттернов; гиппокамп; pattern separation.

2019, том 11, номер 1, стр. 54.

DOI: https://doi.org/10.17691/stm2019.11.1.06

Полный текст статьи

html pdf

2178

1616

Аннотация
Список литературы
Как цитировать в References

Механизмы разграничения схожих следов краткосрочной памяти (англ. pattern separation) у людей и животных в последние годы находятся в фокусе нейрофизиологических исследований, проводимых преимущественно с целью локализации данных функций в головном мозге.

Цель исследования — оценить особенности пространственного распределения взора у здоровых испытуемых при наличии специфической ошибки pattern separation, выявляемой в заданиях на зрительное внимание и память, с помощью технологии айтрекинга.

Материалы и методы. В исследование включены 45 здоровых добровольцев, разделенных на две независимые субпопуляции: 1-я группа — 28 испытуемых в возрасте от 19 до 78 лет для изучения возрастных особенностей распределения точек зрительных фиксаций в задаче различения схожих объектов; 2-я группа — 17 испытуемых в возрасте от 19 до 25 лет для изучения распределения зрительного внимания на отдельных областях объекта в аналогичной задаче. Использована оригинальная нейропсихологическая методика с предъявлением стимульных рядов, айтрекингом и последующей регистрацией показателей воспроизведения и узнавания стимулов.

Результаты. Продемонстрированы статистически значимые различия в параметрах распределения зрительных фиксаций в младшей и старшей возрастных подгруппах (p<0,05), а также при наличии и отсутствии дисфункции pattern separation (p<0,05). Полученные данные согласуются с гипотезой о потенциальных различиях в механизмах пространственного распределения зрительного внимания у здоровых испытуемых разных возрастных категорий.

Stern C.E., Corkin S., González R.G., Guimaraes A.R., Baker J.R., Jennings P.J., Carr C.A., Sugiura R.M., Vedantham V., Rosen B.R. The hippocampal formation participates in novel picture encoding: evidence from functional magnetic resonance imaging. Proc Natl Acad Sci U S A 1996; 93(16): 8660–8665, https://doi.org/10.1073/pnas.93.16.8660.
Yassa M.A., Stark C.E.L. Pattern separation in the hippocampus. Trends Neurosci 2011; 34(10): 515–525, https://doi.org/10.1016/j.tins.2011.06.006.
Stark S.M., Yassa M.A., Lacy J.W., Stark C.E.L. A task to assess behavioral pattern separation (BPS) in humans: data from healthy aging and mild cognitive impairment. Neuropsychologia 2013; 51(12): 2442–2449, https://doi.org/10.1016/j.neuropsychologia.2012.12.014.
Dillon S.E., Tsivos D., Knight M., McCann B., Pennington C., Shiel A.I., Conway M.E., Newson M.A., Kauppinen R.A., Coulthard E.J. The impact of ageing reveals distinct roles for human dentate gyrus and CA3 in pattern separation and object recognition memory. Sci Rep 2017; 7(1): 14069, https://doi.org/10.1038/s41598-017-13853-8.
Bakker A., Kirwan C.B., Miller M., Stark C.E.L. Pattern separation in the human hippocampal CA3 and dentate gyrus. Science 2008; 319(5870): 1640–1642, https://doi.org/10.1126/science.1152882.
Molitor R.J., Ko P.C., Hussey E.P., Ally B.A. Memory-related eye movements challenge behavioral measures of pattern completion and pattern separation. Hippocampus 2014; 24(6): 666–672, https://doi.org/10.1002/hipo.22256.
Kassab R., Alexandre F. Pattern separation in the hippocampus: distinct circuits under different conditions. Brain Struct Funct 2018; 223(6): 2785–2808, https://doi.org/10.1007/s00429-018-1659-4.
Loftus G.R. Eye fixations and recognition memory for pictures. Cogn Psychol 1972; 3(4): 525–551, https://doi.org/10.1016/0010-0285(72)90021-7.
Shelton J.T., Christopher E.A. A fresh pair of eyes on prospective memory monitoring. Mem Cognit 2016; 44(6): 837–845, https://doi.org/10.3758/s13421-016-0601-3.
Steinmetz K.R.M., Kensinger E.A. The emotion-induced memory trade-off: more than an effect of overt attention? Mem Cognit 2013; 41(1): 69–81, https://doi.org/10.3758/s13421-012-0247-8.
Hannula D.E. Worth a glance: using eye movements to investigate the cognitive neuroscience of memory. Front Hum Neurosci 2010; 4: 166, https://doi.org/10.3389/fnhum.2010.00166.
Корсакова Н.К., Рощина И.Ф. Значение концепции А.Р. Лурии о трех функциональных блоках мозга для становления и развития нейрогеронтопсихологии. В кн.: Наследие А.Р. Лурии в современном научном и культурно-историческом контексте. М; 2012; c. 161–176.
Krotkova O.A., Kaverina M.Y., Danilov G.V. Eye tracking and interhemispheric interaction in the distribution of spatial attention. Hum Physiol 2018; 44(2): 175–182, https://doi.org/10.1134/s0362119718020123.
Voss J.L., Bridge D.J., Cohen N.J., Walker J.A. A closer look at the hippocampus and memory. Trends Cogn Sci 2017; 21(8): 577–588, https://doi.org/10.1016/j.tics.2017.05.008.
Cohen K.B., Glass B., Greiner H.M., Holland-Bouley K., Standridge S., Arya R., Faist R., Morita D., Mangano F., Connolly B., Glauser T., Pestian J. Methodological issues in predicting pediatric epilepsy surgery candidates through natural language processing and machine learning. Biomed Inform Insights 2016; 8: BII.S38308, https://doi.org/10.4137/bii.s38308.
Данилов Г.В., Кроткова О.А., Каверина М.Ю., Шарова Е.В., Ярец М.Ю., Кулева А.Ю., Смирнов А.С., Захаров В.О., Вигасина К.Д., Струнина Ю.В. Применение технологии айтрекинга для психофизиологических исследований в нейрохирургии и реабилитации больных с выраженными нарушениями двигательных и коммуникативных функций. В кн.: III Международная научно-практическая конференция по нейрореабилитации в нейрохирургии. Казань; 2017; с. 65–68.
Кроткова О.А., Данилов Г.В., Каверина М.Ю., Кулева А.Ю., Гаврилова Е.В., Ениколопова Е.В. Объем зрительного внимания при нормальном старении: айтрекинг-исследование. Вестник Московского университета. Серия 14: Психология 2018; 1: 21–36, https://doi.org/10.11621/vsp.2018.01.21.
Henderson J.M., Williams C.C., Falk R.J. Eye movements are functional during face learning. Mem Cognit 2005; 33(1): 98–106, https://doi.org/10.3758/bf03195300.
Chan J.P.K., Kamino D., Binns M.A., Ryan J.D. Can changes in eye movement scanning alter the age-related deficit in recognition memory? Front Psychol 2011; 2: 92, https://doi.org/10.3389/fpsyg.2011.00092.
Lohnas L.J., Duncan K., Doyle W.K., Thesen T., Devinsky O., Davachi L. Time-resolved neural reinstatement and pattern separation during memory decisions in human hippocampus. Proc Natl Acad Sci U S A 2018; 115(31): E7418–E7427, https://doi.org/10.1073/pnas.1717088115.
Danilov G.V., Galkin M.V., Alekseeva A.N., Enikolopova E.V., Krotkova O.A. The impact of radiotherapy on visual attention and memory in patients with cavernous sinus meningioma: a pilot study. In: EANS 2017 Annual Meeting Controversies and Solutions in Neurosurgery. Venice, Italy; 2017.

Danilov G.V., Vigasina K.S., Strunina Yu.V., Kaverina M.A., Galkin M.V., Kuleva A.Yu., Alekseeva A.N., Lazutkin A.A., Enikolopov G.N., Krotkova O.A. Gaze Fixation Patterns Correlate with Visual Attention and Memory: the Results of a Pilot Study in Healthy Subjects. Sovremennye tehnologii v medicine 2019; 11(1): 54, https://doi.org/10.17691/stm2019.11.1.06