Саакян О.С. ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ЭЭГ ПРИ РЕШЕНИИ ТВОРЧЕСКИХ ЗАДАЧ У

Саакян О.С.
Аспирант, Южный Федеральный Университет
ОСОБЕННОСТИ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННОЙ
ОРГАНИЗАЦИИ ЭЭГ ПРИ РЕШЕНИИ ТВОРЧЕСКИХ ЗАДАЧ У
ОДАРЕННЫХ С РАЗНЫМ ПРОФИЛЕМ ЛАТЕРАЛЬНОЙ
ОРГАНИЗАЦИИ
Мозговые механизмы творчества по сей день остаются таинственной
загадкой для нейронауки.
Систематическое изучение нейрофизиологии творческих процессов
начинается только в 2000г., когда
появились первые работы,
описывающие изменения регионального мозгового кровотока при
выполнении творческих задач (Бехтерева и др. 2000, Carlsson et al.
2000)[1,2,3]. Эти работы показали вовлечение в творческий процесс
лобных долей билатерально. Попытки исследования нейрофизиологии
творчества посредством ЭЭГ были начаты
Мартиндейлом (Martindale,
1978, 1999), который на основе своих данных пришел к заключению, что
творческий процесс связан со снижением активности в лобных долях. В
работах
же
других
исследователей,
применявших
ЭЭГ
в
исследованиях этой направленнности [Orme-Johnson, Haynes, 1981,
Petshe 1992, Molle et al. 1996] , были отмечены признаки усиления
активности лобных долей коры головного мозга.
По мнению Н.П. Бехтеревой изучение мозговой организации
творчества, как высшего уровня мыслительных процессов, требует
разработки специальных психологических тестов и полиметодичности
физиологического аспекта исследований [3].
Т.о, в
современной науке можно выделить три направления
исследований мозговых механизмов творчества: особенности анатомии и
1
физиологии мозга у творческих людей; творчество при поражении мозга;
мозговые корреляты творчества.
И
если
первые
два
направления
дают
нам
информацию
о
морфологических и физиологических основах и предпосылках творчества с
точки зрения его результата, то мозговые корреляты творческого процесса
стали доступны для исследований относительно недавно. Сегодня в связи с
бурным развитием таких современных методов исследования, как магнитнорезонансная и позитронно-эмиссионная томография и методов ЭЭГ,
накопилось огромное количество данных об отличиях полушарий мозга по
ряду морфологических, функциональных и биохимических параметров у
творчески одаренных людей. Это прежде всего работы, выполненные
в
институте мозга Санкт-Петербурга под руководством Н.П. Бехтеревой
(исследования
Данько,
Старченко),
под
руководством
проф.
О.М.
Разумниковой (Новосибирск).
Не менее дискуссионным и противоречивым остается вопрос о роли
правого и левого мозговых полушарий и о специфике их взаимодействия в
процессе
творчества.
Имеются
доказательства
преимущественного
включения правого полушария в процессы творчества. Другие исследования
свидетельствуют о более тесном взаимодействии полушарий у креативных
персон и менее выраженной у них латеральной асимметрии активности мозга
(Разумникова, 2000; Бехтерева и др., 2000).
Но,
в
современных
работах
описаны
результаты
исследования
особенностей мозговой активности и прежде всего коры мозга в процессе
творческой деятельности в отличие от нетворческой, при решении
творческих задач в зависимости от пола испытуемых, избранной ими
стратегии решения задачи, в зависимости от степени сложности этих задач и
уровня мотивации к нахождению решения. Эти интересные результаты
получены при исследовании мозговых механизмов творческого процесса у
2
праворуких испытуемых, либо у испытуемых вне зависимости от ведущей
руки.
Развернувшаяся в научных изданиях дискуссия о связи леворукости с
одарённостью привлекает к себе как сторонников, так и противников этой
идеи. Наличие высокого творческого потенциала у леворуких – также на
сегодняшний день актуальная тема для научных споров.
Многие исследования говорят о более высоких способностях леворуких к
творческим решениям проблем. Несмотря на противоположное понимание
феномена левшества со стороны многих исследователей, одни считают их
неполноценными и видят возникновение леворукости в родовой травме
(П.Бэкон), патологии развития мозга; другие одаренными и уникальными по
сравнению с правшами, последние данные исследований показывают, что
леворукие люди
представляют специфическую группу в плане их
онтогенеза, развития и закономерности протекания ВПФ, поэтому многие
из
приписываемых
им
«патологических»
черт
(неврозы,
иммунные
расстройства, алкоголизм ит.д.) связанны с недостатком знаний и внимания
к их процессу развития и воспитания.
Сегодня на базе Института нейрохирургии им. Н.Н.Бурденко РАМН
академиком А.Н.Коноваловым было проведено исследование специфики
межполушарной организации мозга левшей. Он предположил следующее,
что атипичность развития леворуких людей заключается в особом типе их
мозговой организации. Проведя исследования со здоровыми взрослыми
левшами и детьми , А.Н.Коновалов выявил следующее:
1.У праворуких имеет место четкая межполушарная асимметрия обеспечения
психических функций( например, речь- левое полушарие, соматогнозисправое), по этому параметру праворукие составляют гомогенную и
прогнозируемую
группу;
у
леворуких
межполушарная
организация
психической деятельности приобретает более амбивалентный, диффузный ,
менее упорядоченный характер. Они
составляют гетерогенную, мало
3
прогнозируемую группу. Т.е. правши с точки
зрения
межполушарной
функциональной организации относительно «повторяемы» от случая к
случаю, а левши этим свойством обладают в меньшей степени.
2. У леворуких видоизменяется и внутриполушарная
психических процессов, у праворуких
организация
она характеризуется достаточно
жесткой соотнесенностью конкретных психологических звеньев, факторов с
конкретной зоной передних и задних отделов мозга. У леворуких
внутриполушарная недифференцированность, диффузность.
Подобную гипотезу высказала М.М.Безруких. Согласно её представлению
леворукие обладают более пластичными внутриполушарными и
межполушарными связями, которые могут изменяться и перестраиваться; в
то время как у правшей они более жесткие.
3.Уникальной
характеристикой
мозгового
обеспечения
психической
деятельности леворуких является специфическая именно для них картина
взаимодействия корковых и подкорковых систем мозга; у праворуких данное
взаимодействие протекает в последовательном, рецепроктном, асинхронном
режиме: большая активность подкорки приводит к меньшей активности коры
в лобных отделах и наоборот.
А.Н.Коновалов делает вывод о том , что мозговая организация психических
процессов у леворуких представляет собой особую специфическую систему
основу которой составляют следующие характеристики:
-функциональная амбивалентность, диффузность;
-недостаточная дифференцировка подкорко-корковых отношений.
Целью
нашего
исследования
выступило
выявление
специфики
межполушарного и внутриполушарного взаимодействия при решении
творческих задач у студентов, имеющих творческие достижения, с разными
профилями латеральной организации (ПЛО).
В исследовании приняло участие 46 здоровых испытуемых мужского и
женского пола в возрасте 18-21 года.
4
Экспериментальную группу составили представители выборки с левым
парциальным ПЛО (локализацией центра речи в правом полушарии и
ведущей левой рукой), контрольную с правым парциальным ПЛО
(локализацией центра речи в левом полушарии и ведущей правой рукой).
Испытуемые
и экспериментальной и контрольной групп отличаются
высокими творческими достижениями в музыке, живописи и т.д.
В нашей работе мы использовали метод ЭЭГ. Запись ЭЭГ проводилась
по международному стандарту установки электродов по схеме 10%-20%. Для
регистрации электрической активности мозга устанавливался 21 электрод
(Fpz, Fz, Cz, Pz, Oz, Fp1, Fp2, F7, F3, F4, F8, T3, C3, C4, T4, T5, P3, P4, T6, O1,
O2), применялась монополярная схема с ипсилатеральными ушными
референтами.
В
процессе
функциональные
записи
ЭЭГ
испытуемым
пробы – вербальная задача -
давались
следующие
придумать рассказ с
фигурированием трех не связанных между собой слов (творческая) и задача
невербальная, которая состояла в том, что испытуемому предлагалась
картинка и с изображением геометрических фигур и давалось задание,
составить из ник как можно больше предметов (из теста Туник) (рис.1).
Рис.1. Пример стимульного материала невербальной задачи.
Далее проводился анализ участка ЭЭГ путем выделения среднего
временного интервала для решения задачи, и относительно этого интервала
времени происходило получение данных. Сравнительный анализ по каждой
5
группе проводился в частотных диапазонах: тета, альфа, бета1 и бета2.
Сравнение проводилось путем сопоставления данных когерентного анализа в
обеих группах. Обработка данных проводилась путем однофакторного
ANOVA.
При
решении
вербальной
задачи,
нами
получены
следующие
результаты:
анализ бета1 диапазона показал, что в экспериментальной группе
локализация длинных, средних межполушарных и внутриполушарных связей
связана с фронтальными, центральными, париетальными, темпоральными
отделами обоих полушарий (F3-T6; T6-C3; T3-O2;T6-Cz, T6-F3).
Локус
активности приходится на центральный и темпоральный отделы правого
полушария. В данном диапазоне отмечается снижение мощности бета1 ритма
во
фронтальных,
темпоральных,
париетальных
отведениях
левого
полушария, что может быть связано со стратегией решения задачи. В данном
случае, исходя из отчетов испытуемых, для них было характерно образное
представление;
для
контрольной
группы
испытуемых
характерна
локализация
когерентных связей преимущественно во фронтальной и темпоральной зоне
левого послушания (F7-P3, F7-O1, F7-C3) (рис.2).
данные экспериментальной группы
данные контрольной группы
6
Рис.2. Специфика локализации когерентных связей у представителей с левым
парциальным ПЛО и правым парциальным ПЛО при решении вербальной творческой
задачи в бета1 диапазоне.
При анализе бета2 диапазона в экспериментальной группе отмечено
усиление взаимодействия между лобными, темпоральными и фронтальными
отделами обоих полушарий, так были выделены средние и длинные
межполушарные связи (T4-Fp1; O2-Fpz; O2-T3; C4-F7).
Локус активности
приходится на передние отделы мозга и центральные. У леворуких
испытуемых наблюдалось снижение ритма бета2 по всем отведениям, причем
его
снижение
в
соответствующих
зонах
мозга
нарушает
принцип
реципрокного взаимодействия, которое имело место в контрольной группе;
В контрольной группе испытуемых локус активности приходится на
центральный отдел правого полушария. По характеру это длинные (FzP4,Fp2-P4) и средние когерентные связи (Fz-C3, Cz-T6) (рис.3).
данные экспериментальной группы
данные контрольной группы
7
Рис.3. Специфика локализации когерентных связей у представителей с левым
парциальным ПЛО и правым парциальным ПЛО при решении вербальной творческой
задачи в бета2 диапазоне.
Далее, используя функцию, когерентности нами были рассмотрены
другие диапазоны, которые так же являются показателями активности мозга
при решении задачи.
В альфа диапазоне у испытуемых с левым парциальным ПЛО
обнаружено скопление средних и коротких когерентных связей между
фронтальными,
темпоральными,
центральными,
париетальными
и
окципитальными отделами мозга обоих полушарий (P4-Fz, C4-F4, P3-F7, O1T3, O1-P3). Данное скопление когерентных связей может говорить об
интенсивном
межполушарном
взаимодействии.
Локус
активности
приходится на центральные и париетальные зоны мозга обоих полушарий;
В контрольной группе локус активности приходится на париетальный
отдел правого полушария (рис.4).
данные экспериментальной группы
данные контрольной группы
8
Рис.4. Специфика локализации когерентных связей у представителей с левым
парциальным ПЛО и правым парциальным ПЛО при решении вербальной творческой
задачи в альфа диапазоне.
При анализе тета диапазона у леворуких
длинных
участками
межполушарных
обоих
когерентных
полушарий
(T5-F3;
наблюдалось наличие
связей
T5-Fz;
между
T5-Fp2)
отдаленными
и
длинных
внутриполушарных (T6-Fp2, T6-Fpz); что может быть связанно с более
интенсивным ориентировочным процессом,
деятельностью оценивающих
механизмов мозга, центральных и париетальных зонах мозга (F4-F3; C3-C4;
P4-P3). Локус активности приходится на париетальные и окципитальные
отделы левого полушария и лобно-фронтальные зоны правого полушария;
у праворуких испытуемых отмечается наличие средних (C3-C4, T5F7) когерентных связей и длинных (T5-F4, P3-F4). Локус активности
сосредоточен во фронтальном отделе левого полушария (рис.5).
данные экспериментальной группы
данные контрольной группы
Рис.5. Специфика локализации когерентных связей у представителей с левым
парциальным ПЛО и правым парциальным ПЛО при решении вербальной творческой
задачи в тета диапазоне.
9
Т.о., у представителей с левым парциальным профилем латеральной
организации при решении вербальной задачи характерна слабовыраженная
специфичность
в
активности
зон
мозга.
Локус
активности
преимущественно сосредоточен во фронтальных и центральных зонах обоих
полушарий. Когерентные связи между соответствующими участками правого
и левого полушарий могут говорить, о том, что активация зон правого
полушария в данной группе испытуемых связана с созданием образов в
процессе решения вербальной задачи.
Решение невербальной задачи показало:
бета1 диапазоне у представителей с левым парциальным ПЛО связи
между
лобными,
отделами мозга
фронтальными,
темпоральными
и
окципитальными
преимущественно локализованы в левом полушарии, по
характеру это длинные (O1-Fp1; O1-F7), средние (P3-Fz; C3-Pz), короткие
(C3-F3; C3-P3O1-Oz); также есть длинные межполушарные связи (P3-Fp24
P3-F8; O1-T4).
Локус активности связан с окципитальным и париетальным
отделом левого полушария. Так же, в ходе когерентного анализа в
экспериментальной группе выделены наиболее активные зоны – это
затылочный отдел левого полушария. Также у леворуких возрастает
мощность в окципитальном, темпоральном, париетальном, центральном и
фронтальном отделах правого полушария, которое является ведущим, что
может
говорить
о
доминировании
правого
полушария
в
решение
невербальной задачи;
в контрольной группе испытуемых локус активности сосредоточен в
центральной отделе
левого полушария. По своему характеру можно
выделить следующие когерентные связи длинные (O1-Fpz, O1-Fz, C3-F4, C3F8), средние (C3-C4) и короткие (C3-F3) (рис. 6).
10
данные экспериментальной группы
данные контрольной группы
Рис.6. Специфика локализации когерентных связей у представителей с левым
парциальным ПЛО и правым парциальным ПЛО при решении невербальной творческой
задачи в бета1 диапазоне.
В экспериментальной группе в бета2 отмечается та же тенденция в
локализации связей как и при анализе бета1 диапазона. Локус активности
приходится на лобно –фронтальные и центральные зоны мозга обоих
полушарий. Наличие когерентных связей между отдаленными участками
коры может быть показателем дивергентного мышления.
Повторяется
аналогичное явление как и в предыдущей пробе;
В контрольной группе преимущественно можно выделить средние
когерентные связи (T3-Fp1, Cz – Fp1) и короткие (F3-C3, F3-Cz, F3-Fz),
локализованные во фронтальном отделе левого полушария (рис.7).
11
данные экспериментальной группы
данные контрольной группы
Рис.7. Специфика локализации когерентных связей у представителей с левым
парциальным ПЛО и правым парциальным ПЛО при решении невербальной творческой
задачи в бета2 диапазоне.
Далее
проводился
аналогичный
анализ
остальных
частотных
диапазонов.
В альфа диапазоне между контрольной и экспериментальной группой
особых различий не выявлено. В обеих группах отмечается наличие длинных
внутриполушарных и межполушарных связей между окципитальными,
лобными и фронтальными отделами мозга (O2-F3; O2-F4; F4-Fp1; O2-T3).
Локус активности расположен в париетальной и окципитальной зонах
правого полушария (рис.8).
12
данные экспериментальной группы
данные контрольной группы
Рис.8. Специфика локализации когерентных связей у представителей с левым
парциальным ПЛО и правым парциальным ПЛО при решении невербальной творческой
задачи в альфа диапазоне.
Анализ тета диапазона показал, что в экспериментальной группе
длинные и средние когерентные межполушарные и внутриполушарные
связи
отражают
взаимодействие
между
лобными,
фронтальными,
центральными темпоральными и окципитальными отделами мозга обоих
полушарий (O2-F3; O2-Fp1; T5-F3C4-Fp1);
в
контрольной
группе
испытуемых
короткие
и
среднее
внутриполушарные связи ( T5-Fz; T3-F3; F7-Fp1; F3-Fz)локализованные
преимущественно в левом полушарии. Локус активности связан с лобными,
фронтальными, центральными и париетальными зонами, преимущественно
левого полушария (рис. 9).
13
данные экспериментальной группы
данные контрольной группы
Рис.9. Специфика локализации когерентных связей у представителей с левым
парциальным ПЛО и правым парциальным ПЛО при решении невербальной творческой
задачи в тета диапазоне.
Т.о., при решении данной задачи у испытуемых с левым парциальным
ПЛО когерентные связи отражают большую активацию отдаленных участков
коры соответствующих зон мозга обоих полушарий, а также в центральных
зонах, отражая интенсивность межполушарного взаимодействия. Локус
активности связан с лобным отделом, париетальным и окципитальным
отделами. У представителей с правым парциальным данная тенденция в
основном сопряжена с ведущем левым полушарием.
При сопоставлении данных когерентного анализа
обоих задач –
вербальной и невербальной у леворуких можно выделить, что локус
активности, при решении вербальной задачи связан с фронтальными и
центральными зонами обоих полушарий; при решении невербальной
смещается в лобные, париетальные и окципитальные отделы обоих
полушарий. У праворуких испытуемых локус контроля при решении обоих
задач приходился на лобные, фронтальные отделы, преимущественно левого
полушария.
14
Полученные нами данные ЭЭГ исследования подтверждают тот факт,
что мозг
испытуемых, обладающих высоким творческим потенциалом, с
правым парциальным ПЛО отличается большей специализацией, чем у лиц с
левым парциальным ПЛО, для которых характерна функциональная
амбивалентность, диффузность.
В заключении хотелось бы сравнить наши данные с известными в
литературе данными о механизмах творчества. Так в обеих группах
испытуемых
отмечается активация передних отделов левого и правого
полушарий, что связанно с логической проверкой и отбором гипотез
(Симонов П.В.). Так же согласно исследованиям
Старченко в наших
исследованиях обнаружена активация обширных зон мозга
выраженная
активацией межполушарных, особенно у леворуких, и внутриполушарных
связей; изменения пространствеено-временных взаимодействий между
различными
областями
мозга
более
выражено
у
представителей
экспериментальной группы. Данная тенденция может быть связана, как уже
упоминалось
выше
с
характерной
для
леворуких
диффузностью
межполушарных и внутриполушарных связей, а так же, следуя самоотчетам
испытуемых, связана с поиском нестандартного решения задач, на которое
испытуемые данной группы затрачивали больше времени. Так, например при
решении невербальной задачи леворукие рисовали более оригинальные
образы, но уступали по количеству праворуким. В основе данного явления
может лежать
специфика внутренней
мотивации поиска решения,
внутренняя познавательная активность (Богоявленская) [4].
Литература
1. Бехтерева Н.П. Магия мозга и лабиринты жизни. М.: АСТ; СПб.: Сова,
2007.
15
2. Бехтерева Н.П., Гоголицин Ю.Л., Кропотов Ю.Д., Медведев С.В.
Нейрофизиологические механизмы мышления. Л.:Наука, 1985.
3. Бехтерева Н.П.,
Данько С.Г. Старченко М.Г. Исследование мозговой
организации творчества. // Физиология человека. 2001. Т 27. № 4.
4.
Богоявленская
Д.Б.
Интеллектуальная
активность
как
проблема
творчества. Ростов-на-Дону: Изд-во Рост. ун-та., 1983.
5. Брагина Н.Н, Доброхотова Т.А. Левши. М.: Книга, 1994. 213с.
6 .Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Функциональная асимметрия человека.
7 .Голдберг Э. Управляющий мозг. Лобные доли. Лидерство и цивилизация.
Москва, «Смысл», 2003.
8.Жаворонкова
Л.А.
Правши-левши.
Межполушарная
асимметрия
электрической активности мозга человека. Москва, Наука, 2006.
9. Леутин В.П., Николаева Е.И. Функциональная асимметрия мозга: мифы и
действительность. – Спб., Речь, 2005.
10. Разумникова О.М. Мышление и функциональная асимметрия мозга.
Новосибирск: Изд-во СО РАМН, 2004.
11.Симонов В.П. Созидающий мозг: нейробиологические основы творчества.
М.,1993
12. Старченко М.Г., Воробьев В.А., Ключарев В.А., Бехтерева Н.П.
Исследование мозговой организации творчества.// Физиология человека. 200.
Т26. №2.
16