Обучение в движении: Участие моторной коры в мгновенном семантическом научении новым словам: 2021 г. этап 1

Проект: исполнение гранта/договораисполнение этапа гранта/договора

Сведения о проекте

описание

Язык является уникальной и фундаментальной человеческой способностью: на протяжении всей жизни человек легко и быстро накапливает словарный запас из десятков тысяч слов. Однако когнитивные и нейронные механизмы процесса усвоения новых слов до сих пор плохо изучены. Традиционно описываются два механизма: лингвистический или символический путь, в котором слова зачастую определяются со ссылкой на другие известные слова (Larson and Segal, 1995; Levin, 1993), и сенсомоторный механизм семантического научения (Anderson, 2010; Barsalou, 2008; Binder, Desai, 2011). Согласно последнему человек сопоставляет значения слов через прямую связь с реальным моторным и перцептивным опытом. Так, маленькие дети во время овладения языком схватывают и манипулируют предметами в процессе познания окружающего мира, накапливая множество сенсомоторных ощущений. В определенный момент своего когнитивного и лингвистического развития дети ассоциируют последовательность звуков, озвученную значимым взрослым, с конкретным предметом и учатся его называть. Таким образом, онтологически дети осваивают язык в движении. Многие исследования сейчас показывают, что обработка родного (и даже второго) языка включает в себя двигательную, зрительную, слуховую и другие сенсорные модальности, связанные с семантикой конкретных слов (Barros-Loscertales et al., 2012; Gianelli et al. ., 2013; Hauk et al., 2008; Meteyard et al., 2010; Vukovic et al., 2016, 2018; Vukovic, Shtyrov, 2014, 2017; Zwaan, 2015). Небольшое количество исследований демонстрируют роль сенсомоторных областей головного мозга в кодировании и усвоении значений новых глаголов (Taylor et al. al., 2017; Vukovic, Shtyrov, 2019), но вопрос с усвоением названий предметов остается открытым. Настоящее исследование устраняет этот важный пробел и представляет своей целью определение причинно-следственных связей моторной коры головного мозга в мгновенном имплицитном и эксплицитном семантическом кодировании новых слов.

описание для неспециалистов

Целью настоящего проекта стало определение причинно-следственных связей активации моторной коры головного мозга (ГМ) с эффективностью мгновенного имплицитного и эксплицитного семантического усвоения новых слов при выполнении заданий с элементами движения. Для решения этой задачи предполагается использование метода транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) для воздействия на моторные области в сочетании с техникой виртуальной реальности (ВР) для экспериментального моделирования реалистичной ситуации научения новым словам.
Доступность оборудования для создания и использования виртуальной реальности (ВР) и эффективность последней в широком спектре образовательных задач (Müns et al., 2014; Alhalabi, 2016; Johnson–Glenberg, Megowan–Romanowicz, 2017) привели к росту числа обучающих программ с использованием ВР технологий, в том числе для изучения языка. Однако когнитивные и психофизиологические основания успешности применения такого рода технологий остаются практически неизученными.
Можно предполагать, что успешность усвоения языка в различных образовательных средах определяется теми основополагающими механизмами семантического научения, которые по-разному проявляют себя в условиях ВР и при традиционном обучении.
Согласно нашим гипотезам, эффективность имплицитного научения может быть значительно выше при вовлечении двигательного компонента в процесс усвоения новых слов за счет высокой контекстуальной обусловленности данной стратегии. При использовании стратегии эксплицитного научения эффективность обучения, напротив, может снижаться при необходимости выполнения движений, увеличивающих когнитивную нагрузку на обучающегося (повышая требования к концентрации и переключению внимания). Мы полагаем, что описанные закономерности в большей степени проявятся при изучении слов в виртуальной реальности за счет естественности двигательной активности в данной обучающей среде, в сравнении с традиционным способом обучения при работе за монитором компьютера. Кроме того, мы ожидаем, что данные эффекты могут модулироваться влиянием ТМС на моторные области коры головного мозга из-за их функциональной значимости в процессах языкового научения.

основные результаты по этапу (кратко)

Первый год реализации проекта был посвящен разработке стимульного материала в формате 3D для исследования процессов языкового научения в виртуальной реальности (аудиальные и визуальные стимулы) и компьютерных программ предъявления стимуляционных последовательностей с элементами движения. Также нами были отобраны психологические тесты для оценки невербального и вербального интеллекта, пространственного мышления и метакогнитивного контроля для учета индивидуальных особенностей респондентов.
Высокая интенсивность работы участников научного коллектива позволила уже осенью провести сбор данных пилотажного этапа исследования, разработать протокол транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС) и приступить к сбору данных основной исследовательсклй серии.
В первый год реализации проекта были выполнены следующие задачи:
1. получено этическое разрешение на проведение исследования, а также составлены формы информированного согласия респондентов на участие в эксперименте (Протокол №9 от 07.10.2021);
2. разработана натуралистичная экспериментальная парадигма исследования механизмов семантического научения эксплицитным и имплицитным способом в условиях виртуальной реальности и в традиционной среде – при работе за монитором компьютера;
3. проведен пилотажный этап экспериментального исследования, позволивший внести корректировки в разработанный экспериментальный дизайн, а также сделать предварительные выводы о функционировании исследуемых нами механизмов;
4. результаты пилотажного этапа исследования представлены на международных научных конференциях, а также оформлены в виде рукописи статьи, поданной в рецензируемый научный журнал (Перикова Е.И., Блинова Е.Н., Андрющенко Е.А. Влияние обучающей среды на имплицитное и эксплицитное научение новым словам: результаты пилотажного исследования // Сибирский психологический журнал)
5. на основе литературного обзора отобраны и апробированы психологические методики для оценки когнитивных способностей участников исследования, а том числе на основе апробации опросника «Метакогнитивная включенность в деятельность» подготовлена публикация в рецензируемый научный журнал (Перикова Е.И., Бызова В.М. Факторная структура русскоязычной версии опросника «Метакогнитивная включенность в деятельность» // Культурно-историческая психология. 2022 (принята в печать);
6. разработан протокол транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), предназначенный для использования на основном этапе исследования;
7. начат сбор данных основной части исследования: на момент 30 декабря 2021 года получены данные 51 участника эксперимента.

описание вклада в работу каждого из участников (учётная форма ЦИТиС)

Перикова Екатерина Игоревна, кандидат наук, старший научный сотрудник (50%) – 1. Подготовка материалов для этического разрешение на проведение исследования, а также составление формы информированного согласия респондентов на участие в эксперименте; 2. Разработка натуралистичная экспериментальная парадигма исследования механизмов семантического научения эксплицитным и имплицитным способом в условиях виртуальной реальности и в традиционной среде – при работе за монитором компьютера с использование сред Presentation (Neurobehavioral Systems, Inc.) и Unity (Unity Technologies); 3. Разработка протокола транскраниальной магнитной стимуляции (ТМС), предназначенный для использования на основном этапе исследования; 3. Подготовка рукописи статьи Перикова Е.И., Бызова В.М. Факторная структура русскоязычной версии опросника «Метакогнитивная включенность в деятельность» // Культурно-историческая психология. 2022 (принята в печать); 3. Статистический анализ, подготовка иллюстраций, а также рукописи статьи Перикова Е.И., Блинова Е.Н., Андрющенко Е.А. Влияние обучающей среды на имплицитное и эксплицитное научение новым словам: результаты пилотажного исследования // Сибирский психологический журнал. 4. Сбор данных основной экспериментальной части проекта (51 респондент). 5. Выступление на конференциях 5th International Conference on Neurobiology of Speech and Language и Международной конференции молодых ученых «Психология – наука будущего» с представлением результатов исследования.

Блинова Екатерина Николаевна, инженер-исследователь (25%) – 1. Апробация визуальных стимулов с использование программной среды ЯндексТолока. Собраны данные 352 носителей русского языка (N = 352); 2. Сбор данных пилотажного эксперимента (16 респондентов); 3. Общая редакция статьи «Перикова Е.И., Блинова Е.Н., Андрющенко Е.А. Влияние обучающей среды на имплицитное и эксплицитное научение новым словам: результаты пилотажного исследования» для Сибирского психологического журнала; 4. Подготовка тезисов «Разработка парадигмы экспериментального исследования эффективности семантического научения в условиях виртуальной реальности» для Международной конференции молодых ученых «Психология – наука будущего»; 5. Сбор данных основной экспериментальной части проекта (51 респондент).

Андрющенко Екатерина Александровна инженер-исследователь (25%) – 1. Подготовка набора вопросительных предложений для предъявления стимулов в условиях эксплицитного и имплицитного научения (320 предложений) и также их запись с использованием программной среды Яндекс.SpeechKit ;2. Сбор данных пилотажного эксперимента (16 респондентов); 3. Подготовка литературного обзора для статьи «Перикова Е.И., Блинова Е.Н., Андрющенко Е.А. Влияние обучающей среды на имплицитное и эксплицитное научение новым словам: результаты пилотажного исследования» для Сибирского психологического журнала; 4. Сбор данных основной экспериментальной части проекта (51 респондент).

передача полной копии отчёта третьим лицам для некоммерческого использования: разрешается/не разрешается (учётная форма ЦИТиС)

не разрешается

проверка отчёта на неправомерные заимствования во внешних источниках: разрешается/не разрешается (учётная форма ЦИТиС)

разрешается

обоснование междисциплинарного подхода

Исследование находится на стыке психологии и психолингвистики.
Короткий заголовокОбучение в движении
АкронимPresidentMK_2021 - 1
СтатусЗавершено
Действительная дата начала/окончания21/04/2131/12/21

Ключевые слова

  • Эксплицитное кодирование
  • имплицитное научение
  • научение
  • язык
  • мозг
  • воплощенное познание
  • укорененное познание
  • транскраниальная магнитная стимуляция
  • первичная моторная кора
  • виртуальная реальность
  • аффорданс