Психофизические показатели функционирования зрительной коры

Хотя наши мысли, эмоции, принятие решений, основаны на нейрофизиологических процессах, нейрофизиологические основы этих сложных психологических явлений трудно исследовать. Это более осуществимо для базовых сенсорных функций. Психофизические парадигмы позволяют оценивать нейрофизиологические процессы не измеряя активности мозга. В МЭГ-центре мы используем психофизические показатели функционирования зрительной коры, которые описаны ниже.

Дифференциация направления движения: феномены 'пространственного подавления' и 'пространственного облегчения'

Пространственное подавление (spatial suppression - SS) и пространственное  облегчение (spatial facilitation - SF) - это явления ухудшения (SS) или улучшения (SF) восприятия движения с увеличением размера стимулов. Эти два явления критически зависят от баланса нервного возбуждения и торможения в зрительной коре. В то время как SS доминирует при высоких контрастах, SF проявляется в случае низко-контрастных стимулов из-за преобладания тормозных контекстуальных модуляций при высоком контрасте и возбуждающих модуляций при низком контрасте.

Мы обнаружили, что SS была атипично уменьшена, в то время как SF была аномально усилена у детей с расстройствами аутистического спектра (РАС), что указывает на преобладание возбуждения над торможением в их зрительной коре. Кроме того, индекс SF у детей с РАС коррелировал с выраженностью у них симптомов аутизма и с особенностями их сенсорной сферы. Прямая связь между аномально увеличенным индексом SF и степенью выраженности аутистических черт указывает на важную роль повышенного возбуждения на низкоуровневых стадиях обработки зрительной информации в этиологии РАС (Sysoeva et al., 2017).

Различение ориентаций линий: 'эффект косой линии'

Люди способны четко различать ориентацию линии относительно кардинальных (вертикальных и горизонтальных) осей, в то время как чувствительность к распознаванию ориентации по отношению к наклонным осям гораздо ниже. Такое различие в дискриминационной чувствительности по отношению к  кардинальным и косым осям называется «эффект косой линии» ('oblique effect'). Эффект косой линии – это базовая особенность  зрительной обработки сигналов, которая развивается уже в раннем детстве и в значительной степени основана на зависящей от опыта настройке чувствительных к ориентации нейронов зрительной коры. Важную роль в этой настройке играет локальное (латеральное) торможение в зрительной коре.

Мы обнаружили (Sysoeva et al., 2016), что эффект косой линии значительно редуцирован у детей с расстройствами аутистического спектра (РАС) по сравнению с их типично развивающимися сверстниками. Это в значительной степени объяснялось плохой чувствительностью к ориентациям в области вертикальной оси, тогда как способность различать ориентации наклонных линий по отношению к наклонной оси была нормальной. Такой дефицит чувствительности к вертикальной ориентации может отражать нарушение механизмов обучения, зависящего от опыта, которое имело место в раннем возрасте, в период 'критический' для формирования предпочтения к ориентации. Нарушение такой базовой зрительной функции у детей с РАС может влиять также и на 'высшие' стадии зрительного анализа. Более того, оно указывает на возможность существования более глобальных проблем с нервным торможением при РАС.