Лаборатории

Приглашенный ученый Штыров Юрий Юрьевич Россия

Номер договора

14.W03.31.0010

Период реализации проекта

2017-2019

Сайт лаборатории

По данным на 20.05.2020

Количество специалистов

научных публикаций

Лаборатория поведенческой нейродинамики проводит исследования в области когнитивной нейробиологии процессов научения и восприятия языка. Проект направлен на реализацию масштабной исследовательской программы, а также на создание в СПбГУ современного высокотехнологичного исследовательского центра, позволяющего осуществлять всестороннее изучение речевой функции человека.

Цели лаборатории – расширение существующих на данный момент в этой области представлений и прояснение природы нейропластических изменений, практически мгновенно возникающих в ответ на предъявление новых речевых стимулов в процессе их освоения детьми и взрослыми. Помимо установления механизмов вербального научения, одной из основных целей является уточнение мозговых основ хранения и обработки вербальной информации – посредством оценки работы задействованных в этом процессе структур, временной динамики их активации и взаимодействия между различными участками мозга, а также функциональных и анатомических связей между ними, – с выходом на установление потенциальных причинно-следственных связей.

Название проекта: Когнитивная нейробиология процессов научения и восприятия языка

Приоритет СНТР: ж

Направление исследований: Психология

Цель проекта: Проведение серии комплексных экспериментальных исследований, в которых используется сочетание методов современной нейронауки для изучения мозгового субстрата овладения языком в реальном времени и неинвазивной регистрации нейропластических изменений в коре головного мозга человека в процессе речевого научения и восприятия

Научные результаты:

- разработаны кросс-дисциплинарные экспериментальные парадигмы для поведенческого и нейрофизиологического изучения механизмов, ответственных за освоение новых слов и формирование кортикальных репрезентаций нового языкового материала;

- проведены электрофизиологические эксперименты, показавшие существование двух равно эффективных на поведенческом, но различающихся на нейробиологическом уровне типов усвоения языковой информации – имплицитного и эксплицитного, а также описаны различия в подлежащих им мозговых механизмах;

- проведены экспериментальные работы по изучению нейрофизиологических процессов, лежащих в основе усвоения абстрактной и конкретной речевой информации;

- описаны особенности мозговых механизмов, отвечающих за моментальное речевое научение у детей дошкольного возраста;

- разработаны методы малоинвазивного стимуляционного воздействия на мозг для модификации (ускорения или замедления) процессов усвоения языкового материала;

- ведется дальнейшая проработка методов оптимизации процессов научения при помощи малоинвазивной нейростимуляции.

Внедрение результатов исследования:

Разработаны экспериментальные парадигмы, направленные на изучение процессов, лежащих в основе усвоения абстрактной и конкретной речевой информации, а также на изучение имплицитного и эксплицитного способов речевого научения.
Создан тематический выпуск «Brain-Behavior Interfaces in Linguistic Communication» международного рецензируемого научного журнала Frontiers in Human Neuroscience (Импакт-фактор(WOS)=3.964, Q2).
Запатентована программа для ЭВМ «Программный комплекс для анализа параметров престимульной активности в записях ЭЭГ и последующего сравнения этих параметров с постстимульной активностью» (PREPOST) (№ свидетельства 2019661690, Дата регистрации: 05.09.2019). Благовещенский Е.Д., Штыров Ю.Ю., Перикова Е.И., Щербакова О.В., Кирсанов А.С.

Образование и переподготовка кадров:

Ведется проработка методов для оптимизации процессов научения при помощи неинвазивной нейростимуляции.
Разработан курс «Когнитивная нейробиология языка и речи» (Cognitive Neurobiology of Language and Speech) и включен СПбГУ в компетентностно-ориентированный учебный план основной образовательной программы высшего образования «Общая и когнитивная психология» (General and Cognitive Psychology).
За время реализации проекта членами научного коллектива под руководством старших коллег были подготовлены и защищены:

- диплом бакалавра – Новиковской Надеждой Александровной (научный руководитель – Щербакова О.В.);

- три диплома магистратуры – Мкртычян Надеждой Андреевной (научный руководитель – Костромина С.Н.), Грабовой Екатериной Владимировной (научный руководитель – Щербакова О.В.), Блиновой Екатериной Николаевной (научный руководитель – Щербакова О.В.).

Организационные и инфраструктурные преобразования:

Впервые в рамках СПбГУ создана современная инфраструктура, сочетающая в себе возможности для мультимодальных неинвазивных экспериментов, нацеленных на изучение работы мозга человека. Она включает в себя возможность записи многоканальной ЭЭГ высокой плотности в условиях электромагнитной и акустической изоляции, применение нейростимуляционных методов транскраниальной электрической и магнитной стимуляции, сбор поведенческих данных, сочетание этих методик, современное аппаратно-программное обеспечение для анализа данных разного типа. Настоящая инфраструктура доступна для использования сотрудниками различных кафедр и факультетов университета и других сотрудничающих организаций.

Сотрудничество:

Центр нейроэкономики и когнитивных исследований НИУ ВШЭ

Нейроиконика Ассистив

Образовательный центр «Сириус»

Центр биоэлектрических интерфейсов НИУ ВШЭ

Национальный медицинский исследовательский центр им. В. А. Алмазова

Нейроботикс Трейдинг

Новосибирский национальный исследовательский государственный университет

Инфомед

Университет Хельсинки — University of Helsinki (Финляндия)

Кембриджский университет — University of Cambridge (Великобритания)

Лундский университет — Lund University (Швеция)

Орхусский университет — Aarhus Universitet (Дания)

Университет Ювяскюля — University of Jyväskylä (Финляндия) ‌‌‍‍

Новый Болгарский Университет — New Bulgarian University (Болгария)

Калифорнийский университет в Сан-Франциско — University of California San Francisco (США)

Нортумбрийский университет — Northumbria University (Великобритания)

Скрыть Показать полностью

Aleksandrov A. A., Memetova K. S., Stankevich L. N., Knyazeva V. M., Shtyrov Y.

Referent’s Lexical Frequency Predicts Mismatch Negativity Responses to New Words Following Semantic Training // Journal of psycholinguistic research, 2020, 49(2), pp. 187–198. DOI: 10.1007/s10936-019-09678-3.

Hyder R, Højlund A, Jensen M, Østergaard K, Shtyrov Y.

Objective assessment of automatic language comprehension mechanisms in the brain: Novel E/MEG paradigm // Psychophysiology. 2020;00:e13543. DOI: 10.1111/psyp.13543.

Щербакова О.В., Филиппова М.Г., Штыров Ю.Ю.

Негативность, связанная с ошибкой, как маркер неосознаваемой чувствительности к многозначности // Zhurnal vysshei nervnoi deyatelnosti imeni I.P. Pavlova, 2019, Vol. 69(3), pp. 334-338. DOI: 10.1134/S0044467719030146.

Kostromina S., Gnedykh D.

Problems and prospects of complex psychological phenomena measurement // Journal of Physics: Conference Series. 2019, № 1379. 012073. DOI: 10.1088/1742-6596/1379/1/012073.

Filippova M. G., Shcherbakova O.V., Shtyrov Y. Y.

It is not what you think it is: ERP-correlates of verbal and non-verbal ambiguity processing // Zhurnal vysshei nervnoi deyatelnosti imeni I.P. Pavlova, 2019, Vol 69(2), pp. 175-186. DOI: 10.1134/S0044467719020060.

Shtyrov Y., Kirsanov A., Shcherbakova O.

Explicitly Slow, Implicitly Fast, or the Other Way Around? Brain Mechanisms for Word Acquisition // Frontiers in human neuroscience, 2019, Vol. 13(116). DOI: 10.3389/fnhum.2019.00116.

Kimppa L., Shtyrov Y., Hut S.C.A., Hedlund L., Leminen M., Leminen A.

Acquisition of L2 morphology by adult language learners // Cortex, 2019, Vol. 116. DOI: 10.1016/j.cortex.2019.01.012.

Blagovechtchenski E., Gnedykh D., Kurmakaeva D., Mkrtychian N., Kostromina S., Shtyrov Y.

Transcranial Direct Current Stimulation (tDCS) of Wernicke’s and Broca’s Areas in Studies of Language Learning and Word Acquisition // Journal of visualized experiments, 2019, ISSUE 149. DOI: 10.3791/59159.

Mkrtychian N., Blagovechtchenski E., Kurmakaeva D., Gnedykh D., Kostromina S. and Shtyrov Y.

Concrete vs. abstract semantics: From mental representations to functional brain mapping // Frontiers in human neuroscience. 2019, Vol.13(267). DOI: 10.3389/fnhum.2019.00267.

Vukovic N., Shtyrov Y.

Learning with the wave of the hand: Kinematic and TMS evidence of primary motor cortex role in category-specific encoding of word meaning // Neuroimage, 2019, Vol. 202, № 116179. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2019.116179.

Vasilyeva M.J., Knyazeva V.M., Aleksandrov A.A., Shtyrov Y.Y.

Neurophysiological correlates of fast mapping of novel words in the adult brain // Frontiers in human neuroscience. 2019, Vol.13(304). DOI: 10.3389/fnhum.2019.00304.

Berthelsen S., Horne M., Brannstrom K. J., Shtyrov Y., Roll M.

Neural processing of morphosyntactic tonal cues in second-language learners // Journal of Neurolinguistics, 2018, Vol. 45, pp. 60-78. DOI: 10.1016/j.jneuroling.2017.09.001.

Gansonre С., Højlund А., Leminen А., Bailey С., Shtyrov Y.

Task‐free auditory EEG paradigm for probing multiple levels of speech processing in the brain // Psychophysiology. 2018, Vol: 55 (1) pp. 1-18. DOI: 10.1111/psyp.13216

Kimppa L., Shtyrov Y., Partanen E., Kujala T.

Impaired neural mechanism for online novel word acquisition in dyslexic children // Scientific Reports. 2018. Vol: 8, № of article: 12779. DOI: 10.1038/s41598-018-31211-0.

Partanen E.J, Leminen A., Cook C. and Shtyrov Y

Formation of neocortical memory circuits for unattended written word forms: neuromagnetic evidence // Scientific Reports, 2018, Vol. 8. DOI:10.1038/s41598-018-34029-y.

Shcherbakova О., Nikiforova E.

Fables Comprehension in Healthy Adults: Does IQ Matter? // Psychology. Journal of the Higher School of Economics. 2018. Vol. 15. No. 2. P. 222–231. DOI: 10.17323/1813-8918-2018-2-222-231.

Vukovic N., Fardo F., Shtyrov Y.

When words burn – language processing differentially modulates pain perception in typical and chronic pain populations // Language and cognition, 2018, Vol. 10(4). pp. 626-640. DOI: 10.1017/langcog.2018.22.

Partanen E., Leminen A., de Paoli S., Bundgaard A., Kingo O.S., Krojgaard P., Shtyrov Y.

Flexible, rapid and automatic neocortical word form acquisition mechanism in children as revealed by neuromagnetic brain response dynamics // NeuroImage, 2017, Vol. 155, pp. 450–459. DOI: 10.1016/j.neuroimage.2017.03.066.

Kostromina S.N., Mkrtychian N.A., Kurmakaeva D.M., Gnedykh D.S.

The interrelationship between cognitive control and academic success of first-year students: An interdisciplinary study // Psychology in Russia: State of the Art, 2017, Т. 10, №4, С. 60-75. DOI: 10.11621/pir.2017.0406.

Вторник , 03.12.2019

3 фото

Смотреть все

Лаборатория, принимающая организация	Область наук	Город	Приглашенный ученый	Период реализации проекта
Международная лаборатория социальной нейробиологии Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики"	Психология	Москва	Яскелайнен Ииро Пентти Тапани Финляндия	2019-2021
Лаборатория экономического поведения Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Российская академия народного хозяйства и государственной службы при Президенте Российской Федерации"	Психология	Саратов	Азар Офер Израиль	2018-2020
Лаборатория междисциплинарных исследований развития человека Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Санкт-Петербургский государственный университет»	Психология	Санкт-Петербург	Григоренко Елена Леонидовна США	2014-2018