Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Принципы восприятия выражений человеческого лица 11
1. Общие принципы перцептивного механизма восприятия лица как формы пространственного гештальта 11
2. Пространственная модель восприятия эмоциональной экспрессии 13
3. Новый подход к исследованию структуры восприятия эмоций :
4. Построение четырехмерного перцептивного пространства для всех категорий 17
5. Конфигуративные параметры различения эмоциональных выражений лиц 21
6. Глаза и окологлазная область как значимый критерий
при идентификации воспринимаемого эмоционального выражения 25
7. Названия эмоциональных экспрессии 31
Глава 2. Церебральные механизмы, сопровождающие восприятие эмоциональных выражений лиц 34
1. Области коры, связанные с восприятием лиц и эмоциональной экспрессии 34
2. Роль правого и левого полушарий в восприятии эмоциональных выражений 45
3. Восприятие эмоциональных выражений лиц как функции единой эмоциональной сферы 52
4. Показатели корковой активности при восприятии лиц: латентные периоды и амплитуды 57
5. Теоретические предположения на основе проанализированных данных 66
Эмпирическое исследование 70
Часть 1. Психофизическое исследование эмоционального группового пространства субъективных различий 70
Предпосылки к исследованию 70
Цель исследования 72
Задачи исследования 72
Гипотезы 73
Методическое описание 73
Результаты исследования 74
Обсуждение результатов 80
Выводы 82
Часть 2. Проверка четырехмерности индивидуального эмоционального пространства 83
Предпосылки исследования 83
Цель исследования 83
Задачи исследования 83
Гипотезы 83
Методическое описание 84
Результаты исследования 85
Обсуждение результатов 89
Вывод 89
Общий вывод 90
Часть 3. Регистрация корковой активности, вызванной изменением параметра ширины глаз схематического лица 91
Предпосылки исследования 91
Цель исследования 92
Задачи исследования 92
Гипотезы 93
Методическое описание 93
Результаты 97
Обсуждение результатов 107
Выводы 112
Общие выводы 113
Резюме 114
Приложения 115
Приложение 1 115
Приложение 2 118
Приложение 3 120
Дополнительные приложения 3. Таблицы 126
Список литературы
- Общие принципы перцептивного механизма восприятия лица как формы пространственного гештальта
- Новый подход к исследованию структуры восприятия эмоций
- Области коры, связанные с восприятием лиц и эмоциональной экспрессии
- Восприятие эмоциональных выражений лиц как функции единой эмоциональной сферы
Введение к работе
Одной из определяющих черт межчеловеческого общения является многообразие невербальных сигналов, которое обеспечивает изобилие коммуникативных возможностей и особую выразительность при передаче информации. К таким невербальным сигналам относятся интонация голоса, лицевая экспрессия, контакты глазами, жесты. Ч. Дарвин первым предположил важность роли лицевой экспрессии в кооперативном, общественно полезном взаимодействии членов животного сообщества, так как она позволяет сообщать друг другу жизненно необходимую информацию. Наиболее важным каналом эмоционального невербального общения является зрительный, через который принимается информация, содержащаяся в экспрессивных выражениях лица.
Как подтвердили психофизические исследования, лицо является наиболее важным источником информации в процессе общения. Для сравнения возможностей зрительного и слухового невербальных каналов в передаче информации об эмоциях У. Хелл, А. Керрес и К. Шерер [Hells, Karras, Scherer, 1988] применили факторный анализ к результатам ранжирования видеокадров (лица человека, изображающего улыбку или эмоции гнева), а также к записям человеческого голоса, передающего те же эмоции. Для обеих модальностей авторы получили, что 45% информации об эмоции передается зрительными сигналами и 17,6% - слуховыми.
Роль мимики возрастает в процессе фило - и онтогенетического развития. Показано, что уже у птиц положение головы несет важную информацию о социальном статусе особи [Данилова, 1998]. В ряду позвоночных лицевая мускулатура претерпевает значительные изменения от полного отсутствия у низших животных до хорошо развитой системы лицевых мышц у приматов и становится предельно дифференцированной у человека. У макаки резуса наиболее важным компонентом в передаче информации является пантомимика, в частности поза. У человекообразных обезьян мимика становится менее зависимой от позы и локомоции.
Исследователями вьщелены различные выразительные двигательные комплексы у макаки резуса, которые используются для демонстрации угрозы, беспокойства, подчинения, испуга, миролюбия и важны для сохранения иерархии социального подчинения.
Если мимика человека является филогенетическим продолжением выражений, свойственным предшественникам человека, то эволюционный отбор должен был играть важнейшую роль в дифференциации эмоций и их выражений. Если мы допустим, что дифференциация эмоциональных выражений имеет эволюционно-биологическую основу, то необходимо уделить внимание изучению адаптивных функций эмоций. В изучении того, как генетически запрограммированные поведенческие комплексы и переживания участвовали в адаптации организма, многие этологи приходили к выводу о высокой адаптивной ценности выражений лица. Более того, исследования ряда этологов [Jones, 1972; Grant, 1969; McGrew, 1972] указали путь этологического анализа выразительного компонента отдельных эмоций.
Развивая другой подход, некоторые исследователи [Tomkins, McCarter, 1964; Ekman, Friesen, Ellsworth, 1972; Izard, 1971] представили доказательства существования генетически заданных универсальных поведенческих комплексов, представляющих некоторые . фундаментальные эмоции. Их данные показали, что значимые аспекты эмоциональной коммуникации основываются на генетически запрограммированных и общевидовых поведенческих комплексах — мимических выражениях фундаментальных эмоций.
У человека экспрессивные реакции лица приобретают самостоятельное значение в передаче эмоциональных сигналов. Огромную роль взаимодействие лиц играет в социальном поведении, где оно получило название «лицом к лицу» [Данилова, 1998]. Навык распознавания эмоциональной экспрессии других способствует ускорению социальной и общественной адаптации людей. Благодаря способности к прочтению мимики окружающих, индивид может грамотно распознавать эмоциональное состояние, настроение и намерения других, а также адекватно планировать свое собственное поведение по отношению к ним. Возможно, даже прогнозировать дальнейший контакт и развитие отношений с реципиентом.
Существует гипотеза, что способность к распознаванию мимической экспрессии является врожденной приспособительной реакцией. Уже в младенческом возрасте у детей зафиксирован повышенный интерес к человеческому лицу. Лицо - наиболее привлекательный стимул для новорожденного. Трехнедельный младенец уже обнаруживает взгляд смотрящего на него человека. Новорожденный предпочитает лицо или его схематическое изображение любому другому стимулу [Fantz, 1963; Stechler, 1964], а более естественное изображение лица зрительно фиксируется ребенком в течение большего времени [Fantz, 1966]. В возрасте 4 месяцев ребенок выделяет лицо своей матери среди других и не отводит от него взгляда, пока она находится в поле его зрения. Улыбка матери вызывает у младенца ответную улыбку начиная с 3-4 месяцев. До этого возраста он практически не проявляет подобной реакции. Причиной, по-видимому, является неспособность воспринимать совокупность объектов, составляющих лицо, именно как целостное лицо с определенным эмоциональным выражением.
Лицо в сравнении с некоторыми другими стимулами (фотографиями детского рожка, медведя, шахматной доски, мишени) привлекает большее внимание и ведет к некоторому двигательному успокоению, включая снижение сердечного ритма у шестимесячных младенцев [Изард, 1971]. Другие исследования указывают, что предпочтение лица как стимула изменяется в зависимости от возраста и ряда других факторов.
Подобные ранние способности к восприятию эмоциональной экспрессии объясняются ранним созреванием их двигательных комплексов. Все мьшщы лица, необходимые для выражения эмоций, формируются у плода уже к 15-18 неделе жизни. К 20 неделе у эмбриона можно наблюдать мимические реакции. К моменту рождения ребенка механизм лицевой экспрессии уже полностью сформирован и может быть использован в общении. Такое раннее созревание механизмов восприятия эмоций у людей является еще одним доводом в пользу генетической обусловленности восприятия реакций лицевых мышц, выражающих эмоциональные переживания.
Из вышесказанного следует, как утверждал Изард [Изард, 1980], что выражение фундаментальных эмоций удовлетворяет критериям биологических особенностей, являясь устойчивым к влияниям среды. Таким образом, замечание Боулби о том, что привязанность матери и младенца основана большей частью на инстинктивном поведении, согласуется с эмоционально-коммуникативной теорией привязанности. Было обнаружено также, что эмоционально-коммуникативные характеристики основываются большей частью на выразительных реакциях, морфология которых определена эволюционно генетическими процессами.
Кросскультурные исследования распознавания мимической экспрессии показали, что основные эмоции (страх, гнев, счастье, удивление, печаль, отвращение, и т.д.) в обществах с разными культурой и традициями проявляются одинаково. Подобное кросскультурное сходство характерно и для их распознавания. По утверждению П. Экмана [Ekman, Friesen, 1978], существует "пан-культурный элемент", связанный с эмоцией: определенная конфигуративная особенность лица связана с определенной эмоцией. Это обстоятельство было им доказано при обнаружении, что мимические признаки эмоций, включенные Экманом и Фризеном в созданную ими систему FAST, являются общими для разных культур [Ekman, Friesen, 1978]. Это позволяет предполагать, что экспрессия основных эмоций, как и их распознавание, обеспечивается врожденными нейронными программами.
Люди склонны быстро обучаться распознавать эмоциональную экспрессию других. Известно, что уже младенцы проявляют особый интерес к лицам и что они показывают раннюю способность распознавать экспрессию лица. Также, известно, что определенные конфигурации мимических свойств, полученные из специфических паттернов мускульных движений лиц распознаются через множество соответствующих базовых эмоций [Ekman 1992, 1994]. Более того, селективные изменения способности распознавать эмоции лица исследовались у пациентов с мозговыми повреждениями: иногда пациенты остаются способными распознавать такие социальные параметры, как идентификация по лицам, в то время как они имеют проблемы с распознаванием эмоциональной экспрессии [Calder, 1996;
Etcoff, 1984; Sprengelmeyer, 1996; Young 1993]. Физиологическая литература также утверждает различия в нейронном кодировании идентификации лиц и эмоциональной экспрессии у приматов [Desimone 1992, Hasselmo 1989]. Исследования ВП у людей показали различия между регионами, связанными с идентификационным анализом и эмоциональной экспрессией [Sergent, 1994] и продемонстрировано возможное существование эмоционально-специфических реакций мимической экспрессии.
Эти факты составляют длинную эволюционную историю исследования мимической экспрессии [Darwin 1872, Ekman, 1973]. В то же время, мало известно о перцептивном механизме распознавания эмоций.
Таким образом, все перечисленные данные приводят к предположению о существовании некоего генетически обусловленного, общего для всех культур, построенного на общих функциональных принципах анализатора эмоциональной экспрессии лица человека.
Доказательства существования эмоционального анализатора основаны, в первую очередь, на исследованиях субъективных семантических пространств эмоциональных экспрессии. Так, исследования последних лет показали, что при оценке субъективных эмоциональных состояний, семантическое пространство эмоций преобразуется вследствие изменения функционального состояния испытуемого. Особенно отчетливо данное явление продемонстрировано М. Манделом [Mandal, 1987], который показал изменение двухфакторного пространства лицевой экспрессии больных, страдающих реактивной депрессией. Автор объяснил данное изменение повышением способности больных тонко дифференцировать отрицательные эмоции. Эти данные привели к возникновению детекторной теории эмоций, согласно которой, возникновение эмоции связано с избирательным возбуждением нейрона - детектора специфической эмоции. В роли предетекторов, которые определяют размерность пространства эмоций, выступают нейроны, реагирующие на разные комбинации биологически активных веществ. Изменения в соотношении биологически активных веществ, которые представляют на биохимическом уровне различные эмоции, ведут к перераспределению активности предетекторов и смещению фокуса возбуждения с одного детектора эмоций на другой. Эта детекторная система аналогична анализаторной системе восприятия цвета. Предполагается, что существуют специализированные детекторы, которые подобным образом реагируют на мимику лиц. При этом существует мнение, что они избирательно настроены на отдельные конфигуративные признаки, которые на более высоких уровнях составляют целостные образы воспринимаемых лиц.
С другой стороны, в последнее время появился ряд доказательств категориальной теории восприятия эмоциональной экспрессии. Согласно данной концепции, эмоциональные проявления мимики распознаются отнесением их к различным категориям эмоций. При этом восприятие и различение лиц осуществляется не по конфигуративным элементам, а целостно и в этом процессе категоризации происходит обращение к долговременной памяти.
Если пространственная концепция предполагает возможность существования эмоционального анализатора, который распознает каждую эмоцию, передаваемую мимикой по определенным мимическим параметрам, то категориальная концепция склоняется, скорее, к опосредованности идентификации эмоций социальным научением, в результате которого формируются категории - целостные паттерны. Именно с этими паттернами и происходит сличение идентифицируемого мимического образца. В связи с принципиальными различиями между пространственной и категориальной концепциями, назрела необходимость более детального исследования механизма распознавания эмоциональной экспрессии.
Так как предлагаемая детекторная система предполагается подобной системе детекторов распознавания цвета, указанные данные позволяют предположить существование специфических нейронов-детекторов, реагирующих на определенные конфигурации эмоционального выражения лица при восприятии мимики других. Данное предположение было успешно проверено в работе Измайлова, Коршуновой, Соколова [Йзайлов, Коршунова,
Соколов, 1998], где была доказана четырехмерность эмоционального пространства. В данном исследовании точками пространства обозначались лица, изменявшиеся по таким конфигуративным параметрам, как изгиб рта и наклон бровей. При этом, в отличие от цветовых характеристик, однозначно определяемых длинами волн, конфигуративные параметры лиц сложны, многочисленны и не ограничиваются ртом и бровями.
По мнению создателей первой системы распознавания мимики Экмана и Фризена [Ekman, Friesen, 1978], третьим значимым параметром эмоциональной экспрессии схематического лица являются глаза. Их неоспоримая роль при диагностике искренности улыбки была отмечена еще анатомом Даченом. Именно поэтому возникла необходимость дополнительной проверки четырехмерности эмоционального пространства с введением нового конфигуративного параметра лица- глаз. Если предположить, что при восприятии лиц активизируются специфические детекторы направления линий, то, быть может, в анализаторе эмоций находятся детекторы, специфически настроенные на восприятие размера и выражения глаз.
Если исследование покажет, что глаза действительно являются значимым фактором при распознавании мимики лиц, то возникает вопрос, каким образом изменение параметра глаз согласуется с системой распознавания экспрессии Экмана и Фризена и какие семантические названия базовых эмоций связаны с различными характеристиками глаз. Если изменение глаз действительно сказывается на семантических характеристиках, тогда можно говорить о выходе роли глаз воспринимаемого лица за пределы только определения графических различий и их значении в распознании эмоций. Наконец, необходимо установить области мозга, которые избирательно реагируют на отдельные мимические конфигуративные параметры лиц, в том числе, - глаза. Это важно, во-первых, для подтверждения детекторного механизма восприятия выражений лиц, во-вторых, для определения основных мозговых механизмов, ответственных за распознавание мимики, и, в-третьих, для обозначения связи перцептивных механизмов с семантическими и эмоциональными.
Общие принципы перцептивного механизма восприятия лица как формы пространственного гештальта
Человеческое лицо как объект восприятия представляет собой сложную, высоко дифференцированную форму гештальта. Наличие у изображения лица как пространственной структуры всех известных свойств гештальта (прегнантности, замкнутости, ограниченности, хорошей структурированности, субстанциональности, и т.д.) позволяет распространять на него как объект восприятия закономерности переработки информации, которые сопровождают восприятие и создание любой другой разновидности целостного образа. В то же время, высокая детализированность и связанность лиц с восприятием эмоциональности, предполагает некоторую обособленность их и отличия в специфике перцептивных процессов, связанных с их различением.
Относительно общего механизма формирования субъективного образа существуют два мнения. Первая концепция основана на принципе временного связывания нейронов. Такая концепция была предложена К. Фон дер Малсбургом и В. Шнайдером {Malsburg, Schneider, 1986]. В их модели связывание элементарных символов зрительного образа в более сложные структуры осуществляется на основе корреляции сигналов во времени и через механизм общей для них высокочастотной синхронизации. Данная точка зрения базируется на феномене синфазности высокочастотных потенциалов у нейронов зрительной коры кошки, избирательно возбуждающихся при восприятии одного и того же зрительного образа. Экспериментально сходный эффект синхронизации был обнаружен у собак В.Н. Думенко. Автор интерпретирует поведение ожидания условного сигнала как отражение «внутреннего образа ситуации», а феномен синфазности высокочастотных колебаний - как коррелят «когнитивного образа» и, в то же время, механизм его образования, целостности. Не смотря на экспериментальное подтверждение некоторых аспектов данной концепции. Существуют феномены, которые она не в состоянии объяснить.
Другая концепция формирования субъективного образа исходит из признания иерархии нейронных структур. Базовой для данной концепции явилась идея Ю. Конорского [Конорский, 1970] о существовании гностических единиц - нейронов, которые реагируют на сложные признаки в результате конвергенции на них нейронов более низкого уровня -детекторов элементарных признаков. Образ формируется в результате активации нейронного ансамбля, состоящего из набора нейронов, имеющих общий вход и конвергирующего на нейронах более высокого порядка. Дальнейшая разработка данной теории бьша осуществлена Е.Н. Соколовым в "иерархической модели гештальта" [Соколов, 1996]. По ковдеіщии Е.Н. Соколова, с позиции векторного кодирования информации, появлению целостного образа-гештальта, соответствует определенный вектор, качественно отличный от других спецификой соотношения компонентов. Компонентами такого вектора являются возбуждения нейронов-детекторов отдельных признаков, которые конвергируют на гностической единице - нейроне более высокого порядка, избирательно реагирующем на сложные изображения, в том числе и лица. При этом возникновение целостного образа связано с пирамидой последовательных нейронных преобразований, вершиной которой является операция гностической единицы. Таким образом, определенным гештальтам соответствуют отдельные гностические единицы. С точки зрения нейрональной активности, у нейронов, принадлежащих к одной группе детекторов (например, реагирующих на элемент конфигурации лица), частоты пейсмекерной активности совпадают. Такая модель генерации детекторами максимальной активности при совпадении характеристик сенсорного сигнала с резонансной частотой пейсмекера, позволяет объяснить явления, которые не в состоянии была объяснить другая концепция: отсутствие фазового сдвига у феномена синхронизации, которое является следствием одновременного прихода сигнала на детекторы с идентичными свойствами. В пользу описываемой концепции также говорят данные о пейсмекерных свойствах специфических нейронов таламуса, которые способны генерировать высокочастотные ритмы за счет высокопороговых кальциевых каналов, которые локализованы на их дендритах.
Таким образом, согласно концепции гностических единиц, в определенных областях мозга должна существовать иерархическая сенсорная система по восприятию и формированию образов лиц. При этом мимико-специфические детекторы должны быть избирательно настроены на отдельные конфигуративные параметры изображений лиц. Данный подход позволяет исследовать связь и соотношение психофизики появления субъективного сенсорного образа лица и церебральных механизмов в соответствующих областях мозга, которые сопровождают этот процесс.
Основной вопрос, которому посвящена данная работа, - какова структура перцептивной системы, детектирующей воспринимаемую эмоциональную экспрессию.
Восприятие эмоциональных выражений лица, прежде всего, определяется способностью зрения различать двигательные паттерны лицевой мускулатуры. Широкие научные исследования выразительного поведения начинаются после известной работы Ч.Дарвина "Выражение эмоций у человека и животных" pDarvin, 1872]. Известно, что экспрессивная мимика характеризуется двумя основными классами феноменов: выражение эмоции (ее кодирование) и узнавание и различение эмоции (декодирование). Данная работа посвящена проблеме различения эмоции или декодирования.
Новый подход к исследованию структуры восприятия эмоций
Изменения в стратегии исследования перцептивного пространства эмоций были достаточно существенны. На новый подход натолкнули методы ранее полученной Измайловым Ч.А., Соколовым Е.Н. и Черноризовым А.М. [Измайлов, Соколов, Черноризов, 1989], модели цветового зрения. В результате многомерного анализа субъективных различий между цветовыми сигналами, различающимися по длине волны, авторы показали, что цветовые стимулы, характеризующиеся специфическим спектральным составом в диапазоне 420-700 нм, представлены векторами, концы которых образуют точки на поверхности гиперсферы в четырехмерном евклидовом пространстве. При этом, субъективным различиям между цветами соответствуют геометрические расстояния между точками, представляющими соответствующие стимулы. Три угловые координаты гиперсферы соотвествуют субъективным характеристикам цвета: цветовому тону, светлоте и насыщенности, а четыре декартовы координаты той же цветовой точки соответствуют возбуждению четырех цвето-кодирующих нейронов: красно-зеленого, сине-желтого, яркости и темноты. Таким образом, впервые была построена сферическая модель цветоразличения.
Первое изменение в исследованиях эмоционального пространства состояло в том, что чисто психологическая интерпретация осей в терминах эмоциональных характеристик выражения лица, как это делалось в описанных выше работах, была согласована с нейрофизиологическими механизмами зрительного различения стимулов, по аналогии с пространственной моделью цветового зрения [Измайлов, Соколов, 1991]. Так, в работе Соколова и Букзайна, в отличие от традиционного описания эмоций в терминах шкал удовольствие-неудовольствие, притяжение-отвержение, сон-бодрствование и т.п., являющихся по существу семантическими характеристиками эмоций, предлагается перейти к функциональным характеристикам эмоций (по аналогии с цветовыми характеристиками), таким как эмоциональный тон, интенсивность и насыщенность. Понятие эмоционального тона определяется через названия базисных эмоций (страх, гнев, удовольствие, отвращение, горе и т.д.), понятие эмоциональной насьпценности определяется как степень удаленности от нейтрально-безразличного выражения лица по направлению к базисной эмоции, а интенсивность - как энергетическая характеристика выражения лица. Второе важное изменение методологии исследования графической модели эмоционального пространства при создании стимульного материала состояло в изменении мимики лиц-стимулов на уровне базисных графических характеристик изображения лица (рот, брови, глаза, и т.д.). Путем такого постепенного изменения выражений лиц на уровне их элементарных конфигуративных признаков достигалось построение адекватной последовательности поэтапного изменения физических стимулов, матрицы субъективных различий и соответствующей графической модели субъективных оценок, которая одновременно являлась бы моделью нейронального отображения эмоциональных стимулов на карте детекторов.
Как показано Ч.А. Измайловым при создании графической модели цветового пространства, такой метод построения субъективного пространства позволяет определять его минимальную размерность и выделять основные субсистемы (факторы), на основе которых субъект выносит суждение о различии двух лиц с разными характеристиками эмоциональной экспрессии. Получаемое эмоциональное пространство, подобно цветовому, позволяет интерпретировать выделенные факторы в понятиях нейрональных единиц, которые образуют нейронные сети детекторов.
Подобные исследовательские процедуры с применением многомерного шкалирования воспринимаемых различий между эмоциональными выражениями схематических лиц, осуществлены и проведены многими авторами. Известно, что методами многомерного шкалирования субъективных различий между эмоциональными выражениями лиц и названиями эмоций были получены трехмерные пространства эмоциональных стимулов. Также были получены комбинированные пространства для названий эмоций и цветовых стимулов, показавшие сходство кодирования цвета и эмоций [Abelson and Sermat, 1962; Шмелев, 1979; Измайлов, 1995; Бабина, 1992]. На основе описанных исследований и обсужденной выше методологической базы, Измайловым Ч.А., Коршуновой С.Г. и Соколовым Б.Н. [Измайлов, Коршунова, Соколов, 1998] было проведено исследование возможности пространственной интерпретации восприятия эмоциональных выражений лица. В эксперименте принимали участие 9 человек.
Им на экране компьютера предъявлялись схематические выражения лиц. Стимульные лица менялись по двум параметрам: изгибу линии рта и наклону бровей. Углы наклона рта и бровей изменялись вверх и вниз относительно горизонтального уровня с шагом 14 и 6 град. соответственно. Всего было использовано по пять значений углов рта и бровей: по два вверх и вниз, и горизонтальное нулевое значение. Все возможные сочетания параметров схематического лица составили матрицу стимулов (Sij) размером (5x5) , где і - угол наклона рта, j - бровей. Таким образом было получено 25 схематических изображений эмоций. Оценки воспринимаемых попарных различий между 25-ю схематическими лицами, в которых различные эмоциональные выражения задавались только изменением кривизны линии рта и наклона линий бровей, анализировались методом многомерного шкалирования. В результате анализа бьша построена геометрическая модель различения эмоциональных выражений схематических лиц, в которой стимулы - эмоциональные выражения лица - были представлены точками в евклидовом пространстве так, чтобы достичь максимального соответствия исходных оценок попарных различий между стимулами с межточечными расстояниями в евклидовом пространстве. В этом случае наилучшее решение достигалось в четырехмерном евклидовом пространстве, причем, точки, представляющие различные эмоциональные выражения, не заполняли евклидово пространство сплошь, а образовывали в нем тонкий слой сферической формы (эмоциональную сферу).
Области коры, связанные с восприятием лиц и эмоциональной экспрессии
Итак, доказанное единство перцептивного и семантического пространств и их многомерность для восприятия эмоций дает основание предполагать наличие детекторной системы механизмов восприятия. По аналогии с цветовым пространством, в соответствии с предположением Е.Н. Соколова, выявленный принцип изоморфизма позволяет рассматривать шкалы эмоционального пространства в качестве характеристик предетекторов эмоционального анализатора. Предполагается, что эмоциональный анализатор должен иметь, как и цветовой, предетекторы, которые реагируют на основные биохимические переменные эмоций и детекторы, реагирующие на отдельные конфигуративные параметры эмоционального выражения лица. Прежде всего, данному исследованию интересны области коры головного мозга, связанные с восприятием эмоциональной экспрессии и отдельных ее мимических параметров. Возможно, такое изыскание поможет продвинуться в направлении поиска мест локализации детекторов эмоциональных выражений лиц.
Прежде всего, нас интересует вопрос о локализации мозговой активности во время восприятия лиц. Как отмечено в работе Анла и Голденберга [Unl, Goldenberg, Lang, Lindiger, 1990], мозговой субстрат переработки информации варьирует в зависимости от контекста ментального образа. Зафиксированы значительные различия между паттернами церебральной активации, вызванными разными воспринимаемыми образами. Таким образом, в зависимости от типа стимуляции актуализируется разный когнитивный уровень анализа. В создании глобального или скелетного визуального образа объекта и уточнении его деталей используются разные механизмы. Образ создается на основе преимущественной (доминирующей) активации «глобального» образного процессора, который дает объект в деталях, например, лицо. Содеркание визуального образа влияет, в первую очередь, «на топографию распределения церебральной активности при его восприятии.
Одной из областей, которые исследователи связывают с восприятием лиц, является теменная.
К таким исследователям относятся Лореан и Бейдер. В их исследовании [Laurian, Bader, Lanares, Oros, 1991] 10 испытуемым предъявлялся набор слайдов с изображениями лиц. ВП регистрировались с 16 отведений, и была получена топографическая карта амплитуд РЗ. Результаты показали различия в реакциях испытуемых на эмоциональные и нейтральные лица. Главные различия были обнаружены в правой центральной теменной области. В данном случае, активация в теменной области наблюдалась как при восприятии эмоциональных, так и при восприятии нейтральных лиц. Различие было лишь в амплитуде волны. Поэтому, а также вследствие поздней латенции данного явления, исследователи предположили, что теменная область является значимой, но не специфической для перцептивного анализа эмоциональной экспрессии.
Исследование Сарах, Барретт и др. [Sarah, Barrett, Perrett, 1990] было посвящено кратковременной памяти на лица. Испытуемые должны были классифицировать воспринимаемые лица на ранее виденные и незнакомые. В результате, дифференциация амплитуд в теменной области была также обнаружена на поздних латентных периодах (РЗОО). Поэтому, в данном случае активность теменной области была опять связана с кратковременной памятью на лица. При этом, связь с кратковременной памятью и поздние латенции зафиксированной корковой активности не позволяют прямо связывать теменную область с такими первоначальными стадиями перцептивного анализа воспринимаемого лица, как детекция его отдельных признаков.
В своей работе, Сарах [Sarah] на основании анализа множества исследований топографических распределений ССП, определил, что теменной центр осуществляет пространственное представление, в то время, как затылочный и височный - визуальное, которое характеризуется непостредственно качественными характеристиками и содержанием образа.
Показательным в этом отношении является эксперимент Сарах [Sarah], в котором испытуемые генерировали визуальные образы от предъявляемых имен. В результате было обнаружено нарастание позитивности начиная с 500 мс в затылочной и височной областях.
Исследователь не только сделал вьшоды о связи восприятия детализированных лиц усложненного содержания с активностью в правой височной и левой затылочной областях, но и дифференцировал роли затылочной и височной областей, сведя их к соответственно пространственной и визуальной ориентации образов.
Данные о различии в функциях затылочной и височной областей при восприятии лиц были подтверждены Сребро. В своих исследованиях [Srebro, 1985] он использовал лапласовский анализ для картирования локализации корковых регионов затылочной области, активация которых сопровождает распознавание различных частей визуального поля. В результате была подтверждена пространственно ориентирующая функция затьшочных областей. Такая функция, по мнению Сребро, связана с наличием в затылочной области особой визуальной карты, отражающей пространственное расположение любого визуального объекта, в том числе, лица. По аналогии, исследователь предположил наличие в височной области подобной карты, отражающей содеркание воспринимаемых лиц.
Восприятие эмоциональных выражений лиц как функции единой эмоциональной сферы
Проанализированные выше данные о региональной и полушарной мозговой локализации корковой активности при восприятии лиц и в частности эмоциональной экспрессии, привели данную работу к предположению о тесной связи системы, отвечающей за восприятие эмоциональной экспрессии с общими эмоциональными структурами. Такое предположение позволяют сделать как данные о роли височной коры в восприятии лиц, так и сведения о правосторонней ассиметрии, характерной для их распознавания.
Во-первых, как это подробно отмечено в работе Симз, реагирующая при восприятии лиц височная кора тесно связана с такими структурами, как лимбическая система, гиппокамп и ассоциативная кора. Известно, что данные структуры играют главную роль в функциях памяти на лица, эмоциональной категоризации и сложных процессах переработки визуальной информации. Это доказано исследованиями нарушений эмоционального поведения, которые наблюдаются при множественных повреждениях лимбической системы, включающей поясную кору и миндалину и называются «синдром Kluver-Bucy» [Halgren, 1992]. У обезьян этот синдром связан с двусторонним повреждением миндалины [Guard, 1982].
В тоже время, известно, что лимбическая система и гипоталамус, с которыми как раз и связана височная кора, образуют мозговой субстрат эмоций. Согласно принятой концепции Дж. Пейпеца, эта система (круг Пейпеца) образует замкнутую структуру и включает гипоталамус, передневентральное ядро таламуса, поясную извилину, гиппокамп и мамиллярные ядра гипоталамуса. Источником возбуждения в данной системе является гипоталамус, с которым связана височная кора. Сигналы от него следуют в средний мозг и нижележащие отделы для инициации вегетативных и моторных реакций. Одновременно возбуждение от гипоталамуса передается к поясной извилине. Поясная извилина является субстратом осознанных эмоциональных переживаний и имеет специальные входы для эмоциональных сигналов. Далее сигнал из поясной извилины через гиппокамп вновь достигает гипоталамуса в области мамиллярных тел. Так нервная цепь замыкается. Путь от поясной извилины связывает субъективные переживания, возникающие на уровне коры с сигналами, выходящими из гипоталамуса для висцерального и моторного выражения эмоций.
По последним данным, поясная извилина имеет двусторонние связи не только с лицечувствительной височной корой, но и со многими другими подкорковыми структурами: перегородкой, верхними буграми четверохолмия, синим пятном, и др. По предположению Г. Шеперда [Sheperd, 1987], ее связи более обширны, чем у других отделов мозга и она выполняет функцию высшего координатора систем мозга, которые вовлекаются в организацию эмоций. При этом, к контролируемым ей эмоциональным функциям относятся не только субъективное переживание эмоции, но и ее соматическое и висцеральное выражение с их механизмами. Интеграция и взаимосвязь данных соматических, субъективных и вегетативных компонентов специально исследовалась многими учеными.
Так, существует предположение о том, что механизм декодирования или распознавания эмоциональной экспрессии другого человека должен вызывать соответствующие мимические реакции у наблюдателя, а с ними - и возникновение декодируемого эмоционального состояния. Подтверждающие эту гипотезу данные были получены У. Димбергом [Dimberg, 1988]. Он установил, что знак эмоциональной экспрессии влияет на эмоциональное состояние и реакции условного рефлекса страха партнеров. Влияние эмоциональной экспрессии, по мнению автора, осуществляется на уровне подсознания. В своих экспериментах Димберг показал, что восприятие радостных лиц вызывает у наблюдателей некоторую активацию скуловой мышцы при снижении активности мышцы нахмуривания. Лицо с выражением гнева вызывало противоположный паттерн активности у тех же мышц.
Таким образом, по результатм Димберга, паттерны реакций мышц лица возникают и на эмоциональные ситуации и на социальные стимулы. Показательными в этом отношении были также эксперименты ймберга на выработку оборонительного условного рефлекса на удар током, которая была устойчивее при сопровождении фотографии с выражением гнева.
При этом, по мнению автора, влияние лицевой экспрессии на величину условной вегетативной оборонительной реакции осуществлялось автоматически не зависело от процессов сознания.
Остается предположить, что если восприятие соответствующей эмоциональной экспрессии вызывает соответствующие мимические реакции, то оно сопровождается таким же эмоциональным состоянием. Согласно исследованиям Шифф и Леймон [Schiff and Lamon, 1989], напряжение одних мышц у субъектов вызывало радость, других - грусть. Кроме того, такое соотношение мимики и переживания эмоции согласуется с хорошо известной концепцией обратной лицевой связи, которая развивалась многими исследователями.
Таким образом, можно предположить, что реакция человека на эмоциональную экспресию партнера включает элемент воспроизведения его мимики, которое способствует «эмоциональному заражению или резонансу». По аналитическим данным Н.Н. Даниловой, для распознавания и идентификации паттернов лицевых движений субъект использует два канала. Один канал - зрительный - производит опознание лицевой экспрессии с помощью гностических нейронов нижневисочной коры, которые избирательно реагируют на эмоциональное выражение лиц.
