Шошина ирина ивановна локальный и глобальный анализ изображений в норме и при шизофрении

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ НАУКИ
ИНСТИТУТ ФИЗИОЛОГИИ ИМ. И.П. ПАВЛОВА РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

На правах рукописи


ШОШИНА ИРИНА ИВАНОВНА

ЛОКАЛЬНЫЙ И ГЛОБАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ ИЗОБРАЖЕНИЙ
В НОРМЕ И ПРИ ШИЗОФРЕНИИ

03.03.01 – физиология

ДИССЕРТАЦИЯ
на соискание ученой степени доктора биологических наук

НАУЧНЫЙ КОНСУЛЬТАНТ:
ШЕЛЕПИН ЮРИЙ ЕВГЕНЬЕВИЧ,
ДОКТОР МЕДИЦИНСКИХ НАУК, ПРОФЕССОР

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2014

2
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ 5
ГЛАВА 1. ПРОСТРАНСТВЕННО-ЧАСТОТНЫЙ АНАЛИЗ КАК
МЕТОД ИССЛЕДОВАНИЯ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ 26 1.1.
ВНУТРЕННИЙ ШУМ ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ 30 1.2.
ПРОСТРАНСТВЕННО-ЧАСТОТНЫЕ КАНАЛЫ
ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ 34
ГЛАВА 2. ЛОКАЛЬНЫЙ И ГЛОБАЛЬНЫЙ АНАЛИЗ
В ЗРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ 41
ГЛАВА 3. ЗРИТЕЛЬНЫЕ ИЛЛЮЗИИ КАК МОДЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЯ
МЕХАНИЗМОВ ГЛОБАЛЬНОГО И ЛОКАЛЬНОГО АНАЛИЗА
ИЗОБРАЖЕНИЙ 48 3.1. ОБЩЕЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О ЗРИТЕЛЬНЫХ ИЛЛЮЗИЯХ 48 3.2. ГИПОТЕЗЫ ВОЗНИКНОВЕНИЯ ЗРИТЕЛЬНЫХ ИЛЛЮЗИЙ 51 3.3. ЗРИТЕЛЬНЫЕ ИЛЛЮЗИИ И КОГНИТИВНЫЙ СТИЛЬ 57 3.4. ЗРИТЕЛЬНЫЕ ИЛЛЮЗИИ ПРИ ШИЗОФРЕНИИ 60
ГЛАВА 4. НАРУШЕНИЯ ЗРИТЕЛЬНОГО ВОСПРИЯТИЯ
ПРИ ШИЗОФРЕНИИ 67 4.1. ИСТОРИЯ ИНТЕРЕСА К ПРОБЛЕМЕ ИЗУЧЕНИЯ
ЗРИТЕЛЬНОГО ВОСПРИЯТИЯ ПРИ ШИЗОФРЕНИИ 67 4.2. СВИДЕТЕЛЬСТВА НАРУШЕНИЯ ЗРИТЕЛЬНОГО
ВОСПРИЯТИЯ ПРИ ШИЗОФРЕНИИ 73 4.3. НАРУШЕНИЕ ЦЕЛОСТНОСТИ ВОСПРИЯТИЯ КАК СВИДЕТЕЛЬСТВО
НАРУШЕНИЯ СОГЛАСОВАННОСТИ МЕХАНИЗМОВ ЛОКАЛЬНОГО
И ГЛОБАЛЬНОГО АНАЛИЗА ПРИ ШИЗОФРЕНИИ 80 4.4. ИССЛЕДОВАНИЯ ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ
МАГНОЦЕЛЛЮЛЯРНОЙ И ПАРВОЦЕЛЛЮЛЯРНОЙ ЗРИТЕЛЬНЫХ
СИСТЕМ ПРИ ШИЗОФРЕНИИ 87

3
СОБСТВЕННЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ
ГЛАВА 5. ОРГАНИЗАЦИЯ, ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ 95
ГЛАВА 6. КОНТРАСТНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ У ПСИХИЧЕСКИ
ЗДОРОВЫХ И БОЛЬНЫХ ШИЗОФРЕНИЕЙ 120 6.1.
КОНТРАСТНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ В РЕЖИМЕ
ОБНАРУЖЕНИЯ КОНТРАСТА ЭЛЕМЕНТОВ ГАБОРА 120 6.2.
КОНТРАСТНАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ В РЕЖИМЕ
УРАВНИВАНИЯ КОНТРАСТА ЭЛЕМЕНТОВ ГАБОРА 140
ГЛАВА 7. ПОМЕХОУСТОЙЧИВОСТЬ У ПСИХИЧЕСКИ
ЗДОРОВЫХ И БОЛЬНЫХ ШИЗОФРЕНИЕЙ 150
ГЛАВА 8. ОЦЕНКА ГЕОМЕТРИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
ИЗОБРАЖЕНИЙ В НАДПОРОГОВЫХ УСЛОВИЯХ КОНТРАСТА
НА ПРИМЕРЕ ЗРИТЕЛЬНЫХ ИЛЛЮЗИЙ 158 8.1. ИЛЛЮЗИЯ ПОГГЕНДОРФА У ПСИХИЧЕСКИ ЗДОРОВЫХ
И БОЛЬНЫХ ШИЗОФРЕНИЕЙ 160 8.2. ИЛЛЮЗИЯ ПОНЦО У ПСИХИЧЕСКИ ЗДОРОВЫХ
И БОЛЬНЫХ ШИЗОФРЕНИЕЙ 166 8.3. ИЛЛЮЗИЯ МЮЛЛЕРА-ЛАЙЕРА У ПСИХИЧЕСКИ ЗДОРОВЫХ
И БОЛЬНЫХ ШИЗОФРЕНИЕЙ 171 8.4. ВЛИЯНИЕ НА ВЕЛИЧИНУ ИЛЛЮЗИИ МЮЛЛЕРА-ЛАЙЕРА
ВЕЙВЛЕТНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ ИЗОБРАЖЕНИЯ 176 8.5. ИЛЛЮЗИЯ МЮЛЛЕРА-ЛАЙЕРА В ИССЛЕДОВАНИИ
ФУНКЦИОНАЛЬНОГО СОСТОЯНИЯ МАГНОЦЕЛЛЮЛЯРНЫХ И
ПАРВОЦЕЛЛЮЛЯРНЫХ ЗРИТЕЛЬНЫХ КАНАЛОВ ПРИ ШИЗОФРЕНИИ 179
ГЛАВА 9. ПРОСТРАНСТВЕННО-ЧАСТОТНЫЙ ПОДХОД К АНАЛИЗУ
МОНОХРОМНЫХ РИСУНКОВ ПСИХИЧЕСКИ ЗДОРОВЫХ
И БОЛЬНЫХ ШИЗОФРЕНИЕЙ 190
ГЛАВА 10. ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ГЛОБАЛЬНОГО
И ЛОКАЛЬНОГО АНАЛИЗА ИЗОБРАЖЕНИЙ У ЛИЦ

4
С ПОЛЕЗАВИСИМЫМ И ПОЛЕНЕЗАВИСИМЫМ
КОГНИТИВНЫМ СТИЛЕМ 195 10.1. ЗРИТЕЛЬНЫЕ ИЛЛЮЗИИ ПОНЦО И МЮЛЛЕРА-ЛАЙЕРА
У ЛИЦ С ПОЛЕЗАВИСИМЫМ И ПОЛЕНЕЗАВИСИМЫМ
КОГНИТИВНЫМ СТИЛЕМ 195 10.2. ВОСПРИЯТИЕ ФРАГМЕНТИРОВАННЫХ ФИГУР ЛИЦАМИ
С ПОЛЕЗАВИСИМЫМ И ПОЛЕНЕЗАВИСИМЫМ КОГНИТИВНЫМ
СТИЛЕМ 207
ГЛАВА 11. ОБСУЖДЕНИЕ 213
ВЫВОДЫ 250
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 253
ПРИЛОЖЕНИЯ 307

5
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность проблемы. Проблема восприятия и распознавания образов остается одной из важнейших проблем современной науки, в рамках которой одно из центральных мест занимает вопрос локального и глобального анализа изображений. В соответствии с представлениями о пространственно-частотной фильтрации в зрительной системе отличия механизмов локального и глобального анализа изображений можно представить как отличия в рабочих диапазонах пространственных частот. Глобальный механизм анализа изображений работает в полосе низких пространственных частот, локальный механизм – в области высоких пространственных частот (Шелепин и др., 1985, 2009; 2011; 2014; Bar,
2003; Kourtzi, Huberle, 2005; Braddick et al., 2006; Bar et al., 2006; Kveraga et al.
2007; Shelepin et al., 2009; Swettenham et аl., 2010; Sehatpour, et al., 2010; Conci et al., 2011; De la Rosa et al., 2011; Calderone et al., 2013). Известно, что различение пространственно-частотных характеристик зрительных стимулов обеспечивается множеством относительно "узких" фильтров (каналов) – нейронных комплексов, настроенных на восприятие разных пространственных частот (Campbell, Robson,
1968; Глезер, 1973; 1995; Ginsburg, Evans, 1979). Каналов много, около 20, однако условно можно выделить основные из них – крупноклеточные магноцеллюлярные и мелкоклеточные парвоцеллюлярные каналы, взаимодействие которых обеспечивает опознание объектов и формирование целостного представления об окружающей среде. Работа магно- и парвоклеточной систем должна рассматриваться и рассматривается как частный случай работы механизмов глобального и локального анализа, в которых могут быть задействованы и другие пути.
Магноцеллюлярные каналы представлены большими ганглиозными клетками с большими рецептивными полями (Croner, Kaplan, 1995) с проекциями к магноцеллюлярным слоям латерального коленчатого тела и затем к слою 4Сα первичной зрительной коры. Нейроны этой системы более чувствительны к

6 низким пространственным и высоким временным частотам (Kulikowski, 1989;
Regan, 2000), обеспечивая тем самым быстрое проведение информации к нейронам преимущественно дорзального пути головного мозга (Merigan,
Maunsell, 1993; Куликовский, Робсон, 1999). Эти свойства определяют ведущую роль магноцеллюлярных каналов в обработке информации о глобальной организации стимула (De la Rosa et al., 2011; Calderone et al., 2013), в процессах
«предвнимания» (Conci et al., 2011; De la Rosa et al., 2011; Calderone et al., 2013), анализе движения (De Souza, 2000).
Парвоцеллюлярные каналы представлены мелкими ганглиозными клетками с маленькими рецептивными полями (Croner, Kaplan, 1995) с проекциями к парвоцеллюлярным слоям латерального коленчатого тела и затем к слою 4Сβ первичной зрительной коры, а также слоям IVA и VIA. Нейроны этой системы более чувствительны к высоким пространственным и низким временным частотам (Thiele et al., 2001; Keґri et al., 2002; Butler et al., 2008; Conci et al., 2011;
Calderone et al., 2013). Они обеспечивают медленное, по сравнению с магноцеллюлярными нейронами, проведение информации преимущественно к нейронам вентрального пути, пролегающего через нижневисочную зону коры головного мозга (Merigan, Maunsell, 1993). Эти свойства определяют ведущую роль парвоцеллюлярных каналов в процессах выделения отдельных объектов и деталей объектов, то есть локального анализа зрительного поля (Calderone et al.,
2013).
В настоящей работе предпринята попытка исследования механизмов локального и глобального анализа изображений в крайних условиях функционирования магноцеллюлярных и парвоцеллюлярных каналов: при психопатологии и в условиях зрительных иллюзий. Основанием к исследованию механизмов локального и глобального анализа изображений при психопатологии послужили результаты исследований о нарушении базисных зрительных функций при шизофрении (Шамшинова, 1972; Гольдовская, 1987) и изменении «высших» зрительных функций (Foxe et al., 2005; Гурович, 2012). Особую актуальность в

7 настоящее время приобрела проблема функционального состояния магноцеллюлярных и парвоцеллюлярных каналов при шизофрении (Butler et al.,
2005; 2007; 2008; 2012; 2014; Kim et al., 2006; Kantrowitz et al., 2009; Kantrowitz,
Javitt, 2010а; 2010b; Kiss et al., 2010; Koychev et al., 2010; 2011; Chen, 2011; Dias et al., 2011; Green et al., 2009; 2011; Silverstein, Keane, 2011а,b; Kim, Park , 2011;
Martinez et al., 2012; Lalor et al., 2012; Yoon et al., 2013; Silverstein et al., 2004; 2005;
2006a,b; 2009; 2010a,b; 2011; 2013; Cadenhead et al., 2013; Симонова и др., 2014;
Шошина и др., 2012; 2013а,б,в; 2014а,в; Shoshina et al., 2011b; 2013; 2014) ввиду противоречивости накопленных данных. Большинство исследователей сходятся во мнении, что для больных шизофренией характерно нарушение работы магноцеллюлярных каналов с сохранением функций парвоцеллюлярных каналов
(O’Donnel et al., 2002; Kim et al., 2006; Kiss et al., 2006; Butler et al., 2007; 2008;
Martinez et al., 2008; Green et al., 2009b; 2011; Green et al., 2009; Kiss et al., 2010). В то же время получены отдельные свидетельства дисфункции парвоцеллюлярной системы (Slaghuis, 1998; Chen et al., 1999; Brittain et al., 2010) или же обеих систем
(Doniger et al., 2002; Kantrowitz et al., 2009; Cadenhead et al., 2013; Шошина и др.,
2012; 2013а,б,в; 2014а,в; Shoshina et al., 2011b; 2013; 2014). Неоднозначность данных литературы может быть вызвана различиями в клинической картине, влиянием антипсихотического лечения, разной длительностью заболевания
(косвенно свидетельствующей о тяжести заболевания) и методологическими особенностями исследований. Поэтому особую актуальность приобретает изучение функционального состояния магноцеллюлярной и парвоцеллюлярной систем, соответственно механизмов глобального и локального описания изображений у больных шизофренией в различные периоды развития болезни и в условиях разной антипсихотической терапии.
Представляет интерес потенциальная роль зрительных функций в диагностике и прогнозировании болезни, возможность использования зрительных функций в качестве прогностических критериев влияния терапии, в том числе фармакологической. Несмотря на то, что на сегодняшний день накоплен

8 достаточно большой фактический материал о зрительных дисфункциях при шизофрении, их мониторинг до сих пор не вошел в практику ведения пациентов. В связи с этим приобретает актуальность разработка и внедрение методов регистрации функциональных нарушений в работе зрительного анализатора.
В качестве модели для исследования механизмов глобального и локального анализа зрительной информации представляет интерес исследование функций магноцеллюлярных и парвоцеллюлярных каналов на пределе их работы, в частности, в условиях зрительных иллюзий. Зрительные иллюзии являются неотъемлемой частью зрительного восприятия и отражают работу фундаментальных механизмов формирования зрительного образа, поэтому активно используются исследователями, как модель для изучения этих механизмов (Gregory, 2009; Соколов, 2003; Меньшикова, 2013).
Иллюзия Мюллера-Лайера – одна из наиболее известных геометрических иллюзий, которой посвящено множество исследований, однако вопрос о механизме ее возникновения до сих пор остается открытым. Одна из наиболее проработанных гипотез о механизме ее возникновения основана на теории пространственно-частотной фильтрации (Ginsburg, 1980). Согласно этой теории, искажения определяются низкочастотной составляющей самого исходного изображения, которая вследствие низкочастотной фильтрации в зрительной системе становится видимой наблюдателю. Иными словами, это не искажение восприятия, а восприятие истинного изображения, определяемое самой структурой отрезков со стрелками (Ginsburg, 1984). Однако К. Карлсон с коллегами (Carlson et al., 1984) показали, что иллюзия возникает и при предъявлении фигуры Мюллера-Лайера в виде точечного стимула, свободного от низких пространственных частот или с уменьшенным их вкладом. В таком случае слабая выраженность, но, тем не менее, сохранность иллюзии Мюллера-Лайера должна быть объяснена другим механизмом. Предположительно это механизм глобального анализа, напоминающий низкочастотную фильтрацию нейронами экстрастриарных областей коры головного мозга, осуществляющих построение

9 огибающей на основе предварительной работы рецептивных полей первичной зрительной коры (Шелепин, 1984; Бабенко и др., 2003; Ellemberg et al., 2006;
Шелепин и др., 2009). В связи с этим актуально исследование иллюзии Мюллера-
Лайера с точки зрения глобального и локального описания изображения.
Зрительные иллюзии представляют интерес не только как собственно феномен зрительного восприятия, но и как инструмент исследования механизмов сенсорных нарушений при психопатологии. Показано, что дефициты ранней визуальной обработки и высших интегративных функций у лиц, страдающих шизофренией, могут быть оценены с помощью зрительных геометрических иллюзий (Dakin et al., 2000; Keґri et al., 2002; Slaghuis, Thompson, 2003; Butler et al., 2005; Pessoa et al., 2008). Актуальность подобного исследования состоит в том, что восприимчивость к иллюзиям больных шизофренией может быть маркером, обнаруживаемым на начальной стадии заболевания, но исчезающим или, наоборот, более выражено проявляющимся с прогрессированием болезни.
В свете физиологических основ глобального и локального описания изображений при формировании образа представляют интерес исследования особенностей восприятия у лиц с различными показателями когнитивного стиля.
С точки зрения психологии когнитивные стили представляют собой «способы переработки информации о своем окружении в виде индивидуальных различий в восприятии, анализе, структурировании, оценивании происходящего» (Холодная,
2004).
Один из наиболее изученных когнитивных стилей
– полезависимость/поленезависимость. Лиц с поленезависимым когнитивным стилем с позиций психологии характеризуют, как способных активно структурировать зрительное поле, отделять объект от контекста, и рассматривают эти способности как свидетельство аналитичности восприятия (Кочетков,
Скотникова, 1993; Song et al, 2011). В свою очередь стиль полезависимость характеризуют противоположно. Возникает резонный вопрос: каковы физиологические основы этих стилей восприятия? Логично предположить, что лица с полезависимым когнитивным стилем демонстрируют доминирование

10 глобального анализа зрительного поля, тогда как лица с поленезависимым когнитивным стилем – доминирование локального анализа. Тем не менее, экспериментальные свидетельства, подтверждающие взаимосвязь между стилем полезависимость/поленезависимость и глобальным/локальным описанием изображения как их физиологической основой, в настоящее время отсутствуют.
Исходя из гипотезы, что физиологической основой полезависимого/поленезависимого когнитивного стиля являются механизмы глобального и локального описания изображения, а иллюзии Понцо и Мюллера-
Лайера согласно теории пространственно-частотной фильтрации являются результатом низкочастотной фильтрации, соответственно, глобального описания изображения, логично предположить наличие взаимосвязи между полезависимым/поленезависимым когнитивным стилем и величиной зрительных иллюзий. Между тем, данных литературы о чувствительности к зрительным иллюзиям лиц с тем или иным когнитивным стилем крайне мало и они далеко неоднозначны (Kincade,1998; Чекалина, 2008; Чекалина, Гусев, 2008; Song et al.,
2011), что свидетельствует об актуальности изучения данного вопроса.
Актуальность темы диссертационной работы подтверждена соответствием перечню приоритетных направлений развития науки и технологий страны (Указ
Президента Российской Федерации от 7 июля 2011 г. № 899), куда включены исследования в области информационных технологий, человека в информационном обществе, сенсорных систем, систем распознавания образов, изучение мозга и его заболеваний.
Цель работы: исследование процессов глобального и локального описания изображений в норме и на модели нарушения зрительного восприятия при шизофрении.
Задачи исследования:
1.
Исследовать механизмы глобального и локального анализа изображений путем оценки функционального состояния магноцеллюлярных и парвоцеллюлярных зрительных каналов у психически здоровых и лиц,

11 страдающих шизофренией, на разных стадиях развития болезни новыми методами цифрового синтеза тестовых изображений с заданными пространственно-частотными характеристиками в режиме обнаружения и сравнения контраста решеток, уравнивания длины отрезков.
2.
Оценить с помощью частотно-контрастных характеристик и чувствительности к зрительным иллюзиям функциональное состояние магноцеллюлярных и парвоцеллюлярных зрительных каналов, обеспечивающих глобальный и локальный анализ изображений, у больных шизофренией, получающих лечение атипичными и типичными нейролептиками.
3.
Определить и сравнить уровень внутреннего шума зрительной системы у психически здоровых испытуемых и пациентов, страдающих шизофренией.
4.
Исследовать взаимосвязь между физиологическими механизмами локального и глобального анализа изображений и представлением о полезависимом/поленезависимом когнитивном стиле, сформированным в психологии.
Методологические и теоретические предпосылки исследования: представления о механизмах локального и глобального анализа в зрительной системе (Н.В. Barlow, O.J. Braddick, D.H. Hubel, T.N. Wiesel, В.Д. Глезер, H.H.
Красильников, Ю.Е. Шелепин), теория пространственно-частотной фильтрации в зрительной системе (С. Blakemore, F.W. Campbell, А. Ginsburg, J.J. Kulikowski, D.
Regan, J.G. Robson, В.Д. Глезер, И.И. Цуккерман, Ю.Е. Шелепин); теоретические представления о механизмах пространственного зрения (В.Д. Глезер, В.А.
Барабанщиков, В.М. Бондарко, М.В. Данилова, С.А. Коскин, Л.И. Леушина, A.A.
Невская, Г.И. Рожкова, Н.Ф. Подвигин, В.Б. Полянский, И.А. Шевелев, В.В.
Шульговский, А.Л. Ярбус); теория согласованной фильтрации (A.B. Watson, H.H.
Красильников).
Научная новизна. Впервые предпринято исследование механизмов глобального и локального анализа изображений в едином подходе от входного сигнала до его "выхода"– механизмов принятия решений, основанное на

12 представлениях о пространственно-частотной фильтрации в зрительной системе.
Использование пространственно-частотного языка позволило объединить для изучения функционального состояния мозга совершенно разные классы изображений, давно применяемые в клинике и впервые примененные нами для изучения нарушений психики. Так как единственно возможный способ задать вопрос мозгу это использование сенсорных каналов, в диссертации оптимально для современного состояния науки подобраны и стимулы, и язык, на котором возможно проводить исследования и описание различных уровней обработки зрительной информации в здоровом и больном мозге. Использование пространственно-частотного языка позволило объединить для изучения механизмов анализа изображений совершенно разные стимулы.
Получены новые научные данные, значительно расширяющие современное представление о механизмах локального и глобального анализа изображений в норме и на примере зрительных дисфункций у больных шизофренией. Показана значимость согласованной работы глобального и локального анализа для зрительного восприятия. Стойкие сенсорные нарушения при шизофрении сопровождаются рассогласованием в работе этих механизмов, что проявляется в изменении функционального состояния магноцеллюлярной и парвоцеллюлярной зрительных систем, обеспечивающих глобальный и локальный анализ. Впервые показано, что характер этих нарушений определяется стадией развития заболевания.
Впервые установлено, что на стадии ранних клинических проявлений шизофрении повышена чувствительность магноцеллюлярных зрительных каналов, обеспечивающих глобальный анализ зрительного поля, тогда как чувствительность парвоцеллюлярных каналов, отвечающих за локальный анализ, наоборот, снижена. Соответственно, наблюдается доминирование механизмов глобального анализа изображения над механизмами локального анализа. По мере прогрессирования заболевания снижается чувствительность обоих типов каналов, следовательно, нарушается работа механизмов и глобального, и локального

13 анализа изображений, что ведет к еще более тяжелым дисфункциям зрительного восприятия.
Впервые показано, что функциональное состояние магноцеллюлярной и парвоцеллюлярной зрительных систем, соответственно, процессы глобального и локального анализа изображений у больных шизофренией испытывают влияние антипсихотического лечения. Как типичные, так и атипичные нейролептики снижают чувствительность магноцеллюлярной системы, вероятно, ввиду более или менее выраженной блокады рецепторов дофамина. В условиях применения на начальных стадиях заболевания атипичных нейролептиков в меньшей мере страдает чувствительность в диапазоне высоких пространственных частот, тогда как чувствительность в диапазоне низких пространственных частот достоверно более выражена, чем у пациентов, принимающих типичные нейролептики.
Впервые показано, что измерение уровня внутреннего шума зрительной системы в ходе оценки контрастной чувствительности или помехоустойчивости является информативным методом оценки зрительных функций при шизофрении.
Как у лиц с первым психотическим эпизодом шизофрении, так и у хронически больных наблюдается повышение уровня внутреннего шума зрительной системы, что, вероятно связано с интоксикацией в результате внутреннего патологического процесса и внешнего медикаментозного воздействия, и приводит к нарушениям согласованной работы механизмов локального и глобального анализа.
Впервые научно обоснована необходимость оценки функционального состояния зрительных функций у больных шизофренией на разных стадиях развития болезни, апробированы офтальмологические и физиологические пороговые и надпороговые методы их мониторинга.
Показано, что при исследовании сенсорно-когнитивных функций в надпороговых условиях в задачах сравнения контраста решеток Габора и размера отрезков в иллюзии Мюллера-Лайера необходимо учитывать пространственно- частотный спектр тестового изображения, характеристики полосовой фильтрации в пространственно-частотных каналах первичных отделов зрительной системы и

14 роль высших отделов зрительной системы, осуществляющих построение огибающей на основе предварительной работы рецептивных полей первичной зрительной коры.
Впервые получены данные о физиологических основах одного из основополагающих когнитивных стилей – полезависимость/поленезависимость.
Получены свидетельства доминирования у лиц с полезависимым когнитивным стилем механизмов глобального анализа изображений, у лиц с поленезависимым когнитивным стилем – локального анализа.
Теоретическая и практическая значимость. Впервые удалось экспериментально показать, что глобальный и локальный анализ, нейрофизиологические механизмы, которых включают нейронные сети, образованные магноцеллюлярными и парвоцеллюлярными каналами, имеют терминологический эквивалент в психологии
– полезависимый и поленезависимый когнитивный стиль. Выход из терминологической путаницы открывает новые направления в сенсорной физиологии и в практике, в частности в психологической и клинической оценке состояния зрительной системы человека.
Новые научные данные о функциональном состоянии у больных шизофренией магноцеллюлярной и парвоцеллюлярной систем, являющихся частью нейрофизиологических сетей, обеспечивающих глобальный и локальный анализ изображений, углубляют представления об изменении физиологических механизмов обнаружения и опознания при шизофрении и дополняют современные представления о работе этих механизмов в норме.
Получены свидетельства гиперактивации магноцеллюлярной системы, обеспечивающей глобальный анализ изображений, у лиц с первым психотическим эпизодом. Тем самым дано физиологическое обоснование клинических симптомов, характеризующих восприятие при первом манифесте заболевания.

15
Установлено влияние антипсихотического лечения на состояние магно- и парвоцеллюлярных каналов, соответственно на работу механизмов глобального и локального анализа изображений. Поэтому показатели зрительных функций могут служить прогностическими критериями для оценки эффективности фармакологической терапии и использоваться при тестировании новых антипсихотических препаратов.
Результаты исследований являются научным обоснованием необходимости мониторинга функционального состояния зрительной системы на разных стадиях шизофрении и у лиц с высоким риском развития заболевания. Показано, что особенности работы механизмов глобального и локального анализа при шизофрении могут выступать в качестве маркеров заболевания.
Предложенные физиологические и офтальмологические методы дают в руки офтальмологов и медицинских психологов объект – механизмы глобального и локального анализа (магно- и парвосистемы как их нейрофизиологический субстрат) и инструмент исследования – набор тестов для изучения процессов разного уровня.
Результаты проведенных исследований могут быть использованы в учебном процессе в курсах лекций по физиологии, физиологии высшей нервной деятельности и сенсорных систем, психофизиологии, дифференциальной психологии, общей психологии, патофизиологии, патопсихологии, клинической психологии.

Каталог: Diss-Sovet -> Shoshina
Diss-Sovet -> Структурная кинетика нейронов моллюска Lymnaea stagnalis в диссоциированной культуре ткани 03. 00. 13 физиология 03. 00. 25 гистология, цитология, клеточная биология
Diss-Sovet -> Диссертация была апробирована 16 декабря 2014 года на заседании отдела физиологии и патологии высшей нервной деятельности Института физиологии им.
Diss-Sovet -> Актуальность темы
Diss-Sovet -> Кровоток в сосудах предплечья и кисти у пациентов с артериовенозной фистулой для гемодиализа
Diss-Sovet -> Сократительная функция вен при действии венотоников и антикоагулянтов