ОСОБеННОСти ВЗаимОДеЙСтВиЯ БОлЬШиХ ПОлУШариЙ При

ЮЖНЫЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ
ФАКУЛЬТЕТ ПСИХОЛОГИИ
материалы
ВСЕРОССИЙСКой НАУЧНой конференции
«ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ ПРИ РЕШЕНИИ
КОГНИТИВНЫХ ЗАДАЧ РАЗНОГО УРОВНЯ»
Ростов-на-Дону, 8 октября 2010 г.
Москва
ИЗДАТЕЛЬСТВО
КРЕДО
2010
УДК 159.91
ББК 88.2
М 34
Редакционная коллегия
Ермаков П.Н., Воробьева Е.В.,
Бабенко В.В., Дикая Л.А.
Печатается по решению редакционно-издательской комиссии
факультета психологии Южного федерального университета
М 34Материалы Всероссийской научной конференции «Особенности взаимодейст­
вия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня».
Ростов-на-Дону, 8 октября 2010 года, – М.: «КРЕДО», 2010. – 142 с.
ISBN 978-5-91375-018-1
Работа выполнена при поддержке аналитической ведомственной целевой
программы «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 годы)
(«Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных
задач разного уровня»).
ISBN 978-5-91375-018-1
УДК 159.91
ББК 88.2
© Коллектив авторов, 2010
© Издательство «КРЕДО», 2010
Секция
«Взаимодействие
больших полушарий
и проблемы творчества
и одаренности»
Денисова И.А.
Особенности межполушарного взаимодействия
в процессе музыкальной деятельности
у композиторов
С каждым годом растет количество нейрофизиологических исследований
сложных форм когнитивной деятельности человека, и прежде всего, мозговых механизмов творчества. Стремление понять, в чем состоит своеобразие
взаимоотношений двух половин мозга в процессе творческой деятельности,
побудило ученых к изучению особенностей организации полушарий у людей
искусства. Изучение мозговых механизмов творчества долгое время было
затруднено. Действительное развитие психофизиологии творчества оказалось реальным лишь в результате технологической революции, обновившей
традиционные методы в физиологии мозга человека. Количество электроэнцефалографических (Martindale et al, 1975, 1978, 1999; Petsche, 1996, 1997;
Molle, 1996, 1999; Razoumnikova, 2000, 2003; Juasovec, Jausovec, 2000; Данько
и др. 2003) работ и данных ПЭТ исследований [Carlsson, 2000; Бехтерева и др.,
2000, 2001) пока невелико. Это обусловлено сложностью проблемы и малой
вероятностью быстрых успехов в ее сколько-нибудь полном решении. В целом
можно отметить существенный рост исследований посвященных изучению
психологических (личностных и мотивационных) коррелятов творчества,
продуктов творчества, в то время как психофизиологическая сторона этого
явления остается достаточно не раскрытой, до сих пор нет единой точки
зрения на связь мозга и творчества. То есть, если раньше акцент ставился на
изучении творчества как результата (наибольший интерес представлял статистический анализ), то мы будем изучать творчество как процесс (осуществим
его качественный анализ). Если говорить о психофизиологии музыкального
творчества, то в этой области исследования носят фрагментарный характер,
в то время как интерес к этой сфере продолжает расти. Наименее изученным
является процессуальные особенности электрической активности мозга при
сочинении музыки у композиторов.
3
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Исследования специфики межполушарного взаимодействия у музыкантов
показывали, что для обычных людей характерна более строгая латерализация
функций полушарий при большей их билатеральности у музыкантов. Вместе
с тем у одаренных музыкантов двустороннее предста­вительство музыкальных
способностей встречалось чаще, чем обыч­но бывает у менее талантливых
музыкантов. Достаточно много данных есть относительно локализации
активации в полушариях во время восприятия музыки и практически отсутствуют данные относительно мозговых механизмов (в том числе связанных
с внутриполушарными и межполушарными взаимодействиями) истинного,
внутренне мотивированного творческого процесса, спонтанного творческого
акта, которым и является сочинение музыки. Именно этому и было посвящено наше исследование.
В рамках проведенной работы мы постарались приблизиться к ответу на
вопрос: В чем особенности внутриполушарных и межполушарных взаимодействий в процессе творческой деятельности у композиторов? Объектом
исследования стали музыканты-композиторы (студенты ростовской консерватории имени Рахманинова).
В процессе исследования предполагалось изучить значения мощностей
в различных частотных диапазонах в фоне и используемых функциональных
пробах: восприятие музыкального отрывка, воспроизведение услышанного музыкального отрывка, сочинение собственной мелодии, релевантной
определенному эмоциональному состоянию, вызванному прослушанным
отрывком; провести сравнительный анализ показателей мощностей в различных диапазонах при сравнении каждой функциональной пробы с фоном;
выявить специфические зоны мозговой активации, присущие исключительно процессу сочинения музыки на основании сравнительного анализа
показателей мощностей в различных диапазонах при сравнении каждой
функциональной пробы с фоном; изучить внутри- и межполушарные связи
при сочинении музыки.
В результате сравнительного анализа спектральной мощности ЭЭГ между
фоновыми показателями и показателями каждой из функциональных проб
(восприятия, воспроизведения и сочинения мелодий) выявлено, что для всех
исследуемых видов музыкальной деятельности характерно повышение мощности дельта1- ритма во фронтальных зонах левого полушария (F7, F3), бета1и бета2-ритма в префронтальной (Fp2, Fpz) и фронтальной зонах (F8) правого
полушария и в окципитальных зонах коры левого полушария (O1).
Для процесса сочинения музыки, независимо от характера её эмоциональной окраски, характерно повышение мощности дельта1- ритма в задней
темпоральной зоне левого полушария (Т5), т.е. в области стриарной коры
и средней височной извилины, где расположены слуховые ассоциативные
4
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
зоны, связанные с механизмом восприятия ритма и переработки сложных
музыкальных характеристик (гармонии, мелодии, ритма) [5].
Для процесса сочинения музыки с мажорной эмоциональной окраской
характерно возникновение значимых когерентных связей в дельта1 и дельта2
диапазонах между фронтальными, темпоральными и центральными зонами
коры левого полушария (Fp1-Fpz, F7-F3, T3-C3); в тета-диапазоне – между
фронтальными и темпоральными зонами (F7-F3, F3-Fz, F7-T3) левого полушария и в альфа-диапазоне между фронтальными зонами обоих полушарий
(F7-F3, F3-Fz, Fp2-F4,) и темпоральными зонами левого полушария (T3-T5).
При этом число значимых когерентных связей в левом полушарии значительно
больше, чем в правом, что отражает паттерн ЭЭГ- активации, характерный
для переживания положительных эмоций, которые присутствуют в процессе
создания мелодий с мажорной эмоциональной окраской.
В процессе сочинения музыки с минорной эмоциональной окраской
выявлены значимые когерентные связи в дельта1, тета-, альфа- и бета
1-диапазонах во фронтальных (F3-Fz), а в тета-, альфа- и бета1-диапазонах
в темпорально – париетальных (T5-P3) зонах левого полушария, а также во
всех исследованных частотных диапазонах в префронтальных (Fpz- Fp2)
и во всех диапазонах, кроме бета 2, в центральных (Cz-C4) зонах правого
полушария. Кроме того, зафиксировано появление высокой когерентности
между отдалёнными участками фронтально-центральных и темпоральноокципитальных зон коры правого полушария в бета2-диапазоне (Fp2-Cz,
T4-O2, Oz-O2) правого полушария.
Рассматривая результаты сравнения паттернов ЭЭГ-активации, полученные в фоновых и экспериментальных пробах, мы исходим из современных
представлений о дельта-колебаниях не только как коррелятах сниженного
функционального состояния (сон, патология), но и как сопутствующих
компонентов активного состояния. Дельта-ритм отражает деятельность
фронто-лимбической системы мозга. При извлечение из памяти эмоциональных образов в процессе генерации эмоций наблюдается усиление мощности
в дельта-диапазоне (Л.И. Афтанас, Н.В. Рева, А.А. Варламов, С.В. Павлов,
В.П. Махиев). Усиление низкочастотной активности в темено-височных-затылочных областях коры отражает механизмы восприятия ритма, а также
переработку сложных музыкальных характеристик (гармонии, мелодии,
ритма) в этих слуховых ассоциативных зонах [5].
Различные аспекты переработки музыкальной информации связаны
с деятельностью многочисленных мозговых структур, одни из которых обеспечивают восприятие музыки (например, височные доли мозга функционально
связаны с пониманием мелодии), а другие опосредуют развитие эмоциональных реакций (подкорковые структуры и лобные доли коры) [7].
5
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
В нашем исследовании повышение активности и значительной когерентности тета-ритма в теменно-затылочной области мы рассматриваем
как отражение процесса активизации доступа и извлечения из памяти
эмоциональной информации, процесс поиска новых, оригинальных
решений [6].
Активность альфа-ритма ассоциируется с текущим функциональным
состояние человека, на которое оказывает воздействие характер музыки (её мощность, стиль). В нашем исследовании наблюдались паттерны
ЭЭГ–активации в альфа – диапазоне. При сочинении музыки с минорной
эмоциональной окраской возрастала мощность во фронтальных (F4) и заднее-темпоральных (T6) зонах правого полушария.
Известно, что выраженность бета-ритма возрастает при умственном
напряжении, эмоциональном возбуждении. В нашем исследовании повышение активности в бета1– и бета2-частотных диапазонах в префронтальной
области правого полушария и окципитальной области левого полушария
можно рассматривать как отражение активации творческого процесса при
создании музыкального рисунка мелодии. Это подтверждается исследованиями, в которых выявлено, что правильную конструкцию языкового
и музыкального синтаксиса (набора правил, определяющего надлежащее
соединение элементов – нот и слов, соответственно) обеспечивает участок
фронтальной коры, а другие участки отвечают за переработку связанных
с ним компонентов языка и музыки. Н.П. Бехтерева также указывает, что
при решении творческих дивергентных заданий в правой лобной доле (ПБ
10, 11, 44, 45, 46, 47), а также в теменно-затылочных областях слева (ПБ 37,
7, 19) прослеживалось локальное повышение кровотока.
В исследовании О.М. Разумниковой значительное увеличение бета 2
ритма как коррелята успешного дивергентного мышления наблюдалось
во фронтальных и теменных зонах (Pp1, Т3 и T6). При этом наблюдается
мозаичный характер организации нейронных ансамблей с диффузно-представленной синхронизацией в бета2-диапазоне, которая представляет собой
коррелят «дифференцированного внимания», обеспечивающего широко
распределённые по разным участкам коры процессы селекции информации,
необходимые для решения проблем открытого типа – в нашем случае создания
музыкального произведения.
Отмечается, что правое полушарие, участвующее в симультанной обработке информации, обеспечивает восприятие целостной мелодии.
В исследовании эмоционального воздействия на мозг музыкальных
аккордов отмечается, что ответная реакция при восприятии минорных
аккордов по сравнению с мажорными проявлялась в повышенной активности миндалины, ретроспинальной коры, ствола мозга и мозжечка.
6
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
На важности ретроспинальной области в процессе обеспечения эмоций
указывала и Н.П. Бехтерева [1,2].
В заключении стоит сказать, что творческая деятельность вследствие достаточно большого числа включенных в нее мыслительных операций (внимания,
памяти, ассоциативных и логических операций и др.) обеспечивается широкой
сетью нейронных компонентов, распределенных в разных областях мозга.
Особое значение при этом имеют, по-видимому, фронтальная, темпоральная
и окципитальная области коры, которые выполняют интегрирующие функции
организации процессов внимания, эмоциональной регуляции и стратегий решения проблемы в целом. Исследование показало, что для профессиональных
музыкантов харктерна включенность в творческий процесс обоих полушарий.
При этом деятельность полушарий является взаимодополнительной. Каждое
из полушарий регулирует различные функции, но в целом сочинение музыки
обеспечивается интеграцией специализированных когнитивных и эмоциональных процессов, протекающих в обоих полушариях.
Литература
1. Бехтерева Н.П., Медведев С.В., Данько С.Г. Методология исследования
нейрофизиологических механизмов творчества: условия, перспективы
и внутренние сложности // Физиология человека. – 2000. – Т. 26. – № 5. –
C. 12–18.
2. Бехтерева Н.П. Магия творчества и психофизиология. Факты, соображения, гипотезы // Когнитивные исследования: Сборник научных трудов:
Вып. 2 / Под ред. В.Д. Соловьева, Т.В. Черниговской. – М.: Изд-во «Институт
психологии РАН», 2008. – С. 9–31.
3. Карлсон И. Креативность: личностный, нейробиологический и когнитивный аспекты // Психология. Журнал Высшей школы экономики. – 2005. –
Т. 2. – № 4. – С. 122–131.
4. Павлыгина Р.А., Давыдов В.И., Сулимов А.В., Любимова Ю.В., Сахаров Д.С.
Анализ когерентности ЭЭГ при прослушивании музыки // Журнал высшей
нервной деятельности. – 2003. – Т. 53. – № 4. – C. 402–409.
5. Панюшева Т.Д. Музыкальный мозг: обзор отечественных и зарубежных
исследований // Асимметрия (резенцируемый научно-практический
журнал). – 2008. – Т. 2. – № 3.
6. Разумникова О.М. Мышление и функциональная асимметрия мозга. –
Новосибирск: Издательство СО РАМН, 2004. – 272 с.
7. Уэйнбергер Н. Музыка и мозг // В мире науки. – 2005. – № 2.
8. Malvov L. Amusia due to rhythm agnosia in musician with left hemisphere
damage: a non-auditory supramodel defect. – Cortex 1989. – 16: 2. – Р. 331–
338.
7
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
9. Pallsen K.J., Brattico E., Bailey C., Korvenoja A., Koivisto J. Gjedee A., Carlson S.
Ann N. Emotion processing of major, minor, and dissonant chords: a functional
magnetic resonance imaging study // Y. Acad. Sci. – 2005. – 1060:450–3.
10. Patel A.D. Music, Language and the Brain. – Oxford: Oxford University Press,
2008. – 520 p.
11. Petsche H. Approaches to verbal, visual and musical creativity by EEG coherence
analysis // Int. J.Psyhophysiol. – 1996. – Vol. 24. – № 1–2. – P. 145–159.
8
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
Дикая Л.А.
Особенности внутри- и межполушарного
взаимодействия на разных этапах решения
невербальной творческой задачи у учащихся
в зависимости от уровня креативности
Можно выделить три основных взаимосвязанных вектора современных исследований мозговых механизмов творческой активности. В рамках
первого направления изучаются особенности общей корковой активации
(arousal), нейрофизиологические механизмы модуляции творческого процесса
(внимания, эмоций, мотивации и т.п.). Второе направление исследований
сосредоточено на поиске специфичной для творческого процесса, в отличие
от других видов когнитивной деятельности, синхронизации нейронных ансамблей, т.е. на поиске общих, универсальных для любого творческого процесса
в отличие от нетворческого, функциональных связей и наиболее активных
областей мозга. Третье направление исследований сконцентрировано вокруг
поиска гибких звеньев этой функциональной системы, характеризующихся
вариативностью синхронизации нейронных ансамблей в различных зонах
мозга в зависимости как от специфики творческой задачи, так и от индивидуально-типологических особенностей человека – пола, общего уровня
креативности, профиля латеральной организации, наличия признаков общей
и специальной одаренности, уровня профессионализма и т.п., что, в свою
очередь, отражается на стратегии решения творческой задачи.
С психологической точки зрения творческая активность отличается от
других видов когнитивной деятельности совокупностью следующих особенностей: высокой когнитивной сложностью; процессуальностью с практически
не прогнозируемой последовательностью и временем реализации каждого из
этапов творческого процесса – подготовки, инкубации, инсайта, проверки;
внезапным нахождением решения, т.е. инсайтной стратегией; тесным переплетением в неё осознаваемых и неосознаваемых компонентов; наличием высокой
внутренней детерминации, и, вследствие этого, невозможностью вызвать её
в желаемый момент времени по типичному для организации эмпирических
исследований принципу «Стимул – Реакция». Поэтому трудности методического характера в связи с проведением нейрофизиологических исследований
мозговых механизмов творческой активности человека очевидны.
В настоящее время отечественными и зарубежными исследователями накоплено значительное количество результатов изучения мозговых коррелятов
творчества [2–9, 11, 12, 14–17]. Однако, полученные результаты достаточно
противоречивы. Согласно, например, одним данным, активность коры мозга
9
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
у высококреативных испытуемых при выполнении творческих задач по сравнению со спокойным состоянием повышается, согласно другим – снижается
[9, 11, 16]. Также результаты одних исследований показывают, что творческую
активность характеризует тесная межполушарная интеграция, других – правополушарное доминирование, тогда как результаты третьих – независимое
функционирование обоих полушарий [6–8, 12, 14, 15, 17]. Противоречие
получаемых исследователями данных может объясняться тем фактом, что
мозговая организация творческого процесса порой изучается безотносительно
к его этапам – подготовки, инкубации, инсайта, верификации.
Исследования динамики мозговой активности на разных этапах творческого процесса пока не многочисленны и представлены преимущественно
в работах зарубежных исследователей [12, 15, 16]. Между тем, полученные
результаты позволяют считать это направление исследования мозговой
организации творчества перспективным.
Интерес к исследованию психофизиологических механизмов творческой
активности человека заметно повысился в последние годы. Полученные
результаты позволяют определить специфичные для людей разного пола,
с разным уровнем креативности, выполняющих вербальные и невербальные
творческие задания мозговые механизмы творчества [2–9, 11, 12, 14–17].
Работы, направленные на изучение нейрофизиологических коррелятов
невербального творчества, пока немногочисленны. Между тем, такие виды
деятельности, как художественная, конструкторская, музыкальная отличаются
высоким творческим компонентом. В современных нейрофизиологических
исследованиях невербальной творческой активности рассматривается зависимость параметров ЭЭГ от профессиональной подготовки испытуемых,
от степени сложности задания, сравниваются группы художников и лиц, не
имеющих художественного образования, сопоставляются ЭЭГ-корреляты
у музыкантов при сочинении музыки и при выполнении других, не творческих видов музыкальной деятельности [2, 4, 7, 8, 17]. Описаны гендерные
различия параметров ЭЭГ при выполнении образных творческих заданий
с использованием инструкций, стимулирующих и не стимулирующих оригинальное мышление [3, 6].
Мы склонны полагать, что особенности частотно-пространственной организации биопотенциалов коры мозга человека могут отличаться на разных
этапах творческого процесса, причем динамика функциональной организации
коры в процессе выполнения невербальной творческой задачи будет дифференцироваться в зависимости от уровня креативности у испытуемых.
Целью исследования является изучение особенностей внутри- и межполушарного взаимодействия на разных этапах решения невербальной творческой
задачи в зависимости от уровня креативности у испытуемых.
10
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
Методика исследования
В исследовании приняли участие 72 испытуемых-правшей. Это старшеклассники и студенты в возрасте 16–22 лет. В зависимости от уровня
невербальной креативности, диагностируемой при помощи теста Торренса
«Завершение картинок», все испытуемые были разделены на две группы:
со средним (38 человек) и с высоким (34 человека) уровнем невербальной
креативности (р<0.05).
Исследование состояло из 2-х серий. В первой серии в качестве тренировки
испытуемым предлагалось из заданных геометрических фигур – круг, полукруг,
треугольник и прямоугольник – изобразить оригинальным способом заданные
объекты (лицо, дом, клоуна). Во второй серии в качестве творческой задачи им
нужно было из этих же геометрических фигур создать новую оригинальную
картинку, отличающуюся от придуманных в предыдущей серии.
Регистрация ЭЭГ осуществлялась при помощи электроэнцефалографа
«Энцефалан», версия «Элитная-М» производства МТБ «Медиком» (г. Таганрог)
в 21 стандартном монополярном отведении с ипсилатеральными ушными
референтами для шести частотных диапазонов: тета1 (4,0–6,0 Гц), тета2
(6,0–8,0 Гц), альфа1 (8,0–10,5 Гц), альфа2 (10,5–13,0 Гц), бета1 (13,0–24,0 Гц)
и бета2 (24,0–35,0 Гц).
Испытуемым давалась инструкция нажимать кнопку мыши «Идея» всякий раз, когда у них появлялась идея относительно решения задачи. Момент
нажатия кнопки регистрировался на энцефалограмме в виде маркера. После
окончания регистрации ЭЭГ испытуемым предлагалось нарисовать придуманную картинку.
Для анализа выбирались безартефактные отрезки ЭЭГ длительностью
по 10 секунд.
Особенности когерентных связей анализировались в спокойном состоянии с открытыми глазами и на разных этапах решения невербальной
творческой задачи, т.е. во время мысленного создания нового оригинального
рисунка 1) на этапе готовности, при попытке решить задачу известными
из прошлого опыта способами – сразу после предъявления задания; 2) на
этапе решения задачи, непосредственно перед осознанием решения – перед
нажатием копки «Идея» и 3) на этапе проверки найденного решения – после
нажатия кнопки «Идея». На основе анализа работ, в которых представлены
результаты изучения особенностей когерентных связей у испытуемых при
выполнении когнитивной и, прежде всего, творческой деятельности [6, 8,
10], в нашем исследовании все когерентные связи между отведениями для
каждого частотного диапазона были сгруппированы в 12 видов:
–– внутриполушарные коротко-дистантные связи (1 – в передних отделах правого полушария, 2 – в передних отделах левого полушария,
11
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
3 – в задних отделах правого полушария, 4 – в задних отделах левого
полушария);
–– внутриполушарные длинно-дистантные связи (5 – между передними
и задними отделами правого полушария, 6 – между передними и задними отделами левого полушария);
–– межполушарные связи между гомологичными отведениями (7 – между
передними областями, 8 – между задними областями);
–– межполушарные диагональные связи (9 – между передними отделами
правого полушария и задними отделами левого, 10 – между передними
отделами левого полушария и задними отделами правого);
–– межполушарные связи между симметричными отведениями (11 – короткие и 12 – длинные).
Для каждого вида когерентной связи в каждом частотном диапазоне
вычислялись её средние значения. Когерентная связь рассматривалась как
значимая, если её значение не было ниже 0,7.
Для статистической обработки данных применялся многофакторный
дисперсионный анализ ANOVA/MANOVA и сравнительный post hoc анализ
по критерию Фишера. Обработка осуществлялась при помощи пакета компьютерных программ «STATISTICA 6.0».
Результаты и их обсуждение
Дисперсионный анализ значений когерентности для каждого частотного диапазона проводился с использованием факторов: УРОВЕНЬ
КРЕАТИВНОСТИ (2: высокий, средний), ЭТАПЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ
(4: спокойное состояние, этап подготовки, этап решения, этап проверки)
и ВИД КОГЕРЕНТНОЙ СВЯЗИ (12). Поскольку влияние взаимодействия
этих трёх факторов на уровень когерентности было достоверным для каждого
частотного диапазона, но с разной степенью значимости (F=34,76, p<0,0001
для тета1 диапазона; F= 29,9, p<0,0001 для тета2 диапазона; F= 2,77, p<0,02 для
альфа1 диапазона; F=2,87, p<0,01 для альфа2 диапазона; F=30,086, p<0,0001
для бета1 диапазона; F=17,47, p<0,0001 для бета2 диапазона), мы обратились
к post hoc анализу (по критерию Фишера, p< 0.05) для сравнения динамики
выраженных когерентных связей на этапах решения невербальной творческой
задачи у учащихся с высоким и со средним уровнем креативности.
При выполнении образного творческого задания у всех испытуемых выявлена высокая внутри- и межполушарная когерентность в тета1 частотном
диапазоне, связываемом исследователями с эмоционально-мотивационным
возбуждением и в тета2 диапазоне, связываемом с процессами активации
внимания к внешним стимулам [2, 6]. Сравнительный анализ показал высокий
уровень внутри- и межполушарной когерентности между гомологичными
12
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
областями коры мозга у среднекреативных учащихся в тета1 диапазоне на
этапах готовности и решения творческой задачи, что отражает их высокое
эмоциональное возбуждение на этих этапах. У высококреативных учащихся
на этапе готовности выявлено резкое снижение синхронизации в передних
отделах коры мозга, что может отражать перенос внимания во внутренний
план [17]. Этих испытуемых отличает множество высококогерентных длиннодистантных внутри- и межполушарных связей. При переходе к каждому последующему этапу решения творческой задачи межполушарная когерентность
между гомологичными областями и внутриполушарная в передне–заднем
направлении у них повышается (рис.1).
Подобная синхронизация тета ритма во фронтальных регионах коры
часто наблюдается в ситуациях с когнитивным усилием и нагрузкой на
память [3]. Так же как и в нашем исследовании, большое количество длинно-дистантных связей у испытуемых с высоким уровнем креативности
выявлено представителями коннекционистского подхода, согласно которому индивидуальные различия в креативности определяются сложностью
семантической сети, т.е. количеством связей, соединяющих узлы. Высокая
креативность связывается с обилием взаимосвязей, благодаря чему активация, идущая от одного узла, достигает активации, распространяющейся
от другого узла, даже если они располагаются в отдаленных частях сети.
У высококреативных людей более дальнее распространение информации
в мозге облегчено по сравнению со среднекреативными благодаря тому,
что на основе прошлого опыта у них сформировались «горячие клавиши»
для множества шагов по нервным путям [1, 13]. Основываясь на этой закономерности, можно предположить, что креативные испытуемые высоко
чувствительны к внешним воздействиям, выступающим в роли праймов, и активно используют ресурсы долговременной памяти для поиска
и последующей проверки готовых образов или их элементов, содержащих
предъявленные геометрические фигуры.
У среднекреативных учащихся наиболее высокая синхронизация коры
мозга в альфа1 частотном диапазоне, отражающем общее активационное
состояние [12, 16], наблюдается на этапе подготовки, а далее на каждом
последующем этапе уровень межполушарного взаимодействия снижается. У высококреативных испытуемых уровень снихронизации коры мозга
повышается на этапе решения задачи по сравнению с этапом подготовки
и остается на том же уровне на этапе проверки решения (рис. 2). Схожее
усиление когерентности биопотенциалов в альфа1 диапазоне у испытуемых
с высокими творческими показателями выявлено также в работах других
исследователей, которые подчеркивают роль альфа1 ритма для интуитивных
процессов [3, 8].
13
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Среднекреативные
Высококреативные
1
2
3
4
θ2
θ1
θ2
θ1
Условные обозначения: 1 – спокойное состояние (открытые глаза); 2 – этап подготовки;
3 – этап решения; 4 – этап проверки.
– значимая когерентная связь;
– значимое повышение когерентности по сравнению с предыдущим этапом (p≤ 0.05);
– значимое снижение когерентности по сравнению с предыдущим этапом (p≤ 0.05).
Рис. 1. Динамика значимых когерентных связей в θ1 и θ2 -диапазонах
на этапах решения невербальной творческой задачи у испытуемых
с разным уровнем креативности (уровень когерентности не ниже 0,7)
14
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
Среднекреативные
Высококреативные
1
2
3
4
θ2
θ1
θ2
θ1
Условные обозначения: 1 – спокойное состояние (открытые глаза); 2 – этап подготовки;
3 – этап решения; 4 – этап проверки.
– значимая когерентная связь;
– значимое повышение когерентности по сравнению с предыдущим этапом (p≤ 0.05);
– значимое снижение когерентности по сравнению с предыдущим этапом (p≤ 0.05).
Рис. 2. Динамика выраженных когерентных связей в α1 и α2 -диапазонах на этапах решения невербальной творческой задачи у испытуемых
с разным уровнем креативности (уровень когерентности не ниже 0,7)
15
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Усиление альфа2 ритма отражает специфику обработки информации при
решении когнитивных задач: непосредственное воспроизведение визуальных
образов из семантической памяти связывают с активностью задних отделов
левого полушария, а мыслительно-перцептивные процессы при решении пространственно-временных задач (например, мысленное вращение и конструирование изображений) – правого. Предполагается, что правая фронтальная
область вовлечена в спонтанную продукцию невербальных репрезентаций,
а левая выполняет контроль, дополнительную оценку и вербальный анализ
[3, 6, 7]. Отличительной особенностью высококреативных испытуемых по
сравнению со среднекреативными в альфа2 частотном диапазоне является
усиление когерентности между передними и задними отделами правого
полушария, что способствует интеграции спонтанной продукции образов
и мысленному конструированию из них изображений. У среднекреативных
испытуемых при решении невербальной творческой задачи эти области мозга
взаимосвязаны слабо, поэтому визуальные образы формируются случайно.
В альфа1 и альфа2 частотных диапазонах у среднекреативных учащихся
наиболее высокая когерентность биопотенциалов коры мозга выявлена на
этапе подготовки, а у высококреативных – на этапе решения (рис. 2).
Если в динамике когерентности низкочастотных диапазонов отражается
функциональное состояние ЦНС, на фоне которого происходит выполнение
творческой деятельности, то с динамикой когерентности высокочастотных
диапазонов ЭЭГ соотносятся корреляты самой когнитивной деятельности
[2].
В бета1 и бета2 частотных диапазонах динамика распределения когерентных связей у испытуемых обеих групп схожа, однако значимые когерентные связи выражены у высококреативных испытуемых (рис. 3). На этапах
подготовки и проверки найденного решения у них выражена интеграция
передних и задних областей каждого из мозговых полушарий, что означает
активное вовлечение в совместную работу париетальных, окципитальных
и темпоральных областей. Париетально-окципитальные области левого
полушария отвечают за наглядное представление предмета по его названию;
темпоральные и париетальные области обоих полушарий принимают участие
в извлечении из памяти и обработке образной информации [2].
На этапе решения задачи у высококреативных учащихся внутриполушарная когерентность снижается. Уменьшение когерентности может быть
вызвано новизной и необычностью задания и стимулов [2]. Также процесс
воображения может включать в себя возникновение многих, параллельно
протекающих ассоциативных процессов, что отражается в функциональной обособленности деятельности различных нейронных ансамблей [8].
Ослабление функциональных связей между полушариями у высококреативных
16
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
Среднекреативные
Высококреативные
1
2
3
4
θ2
θ1
θ2
θ1
Условные обозначения: 1 – спокойное состояние (открытые глаза); 2 – этап подготовки;
3 – этап решения; 4 – этап проверки.
– значимая когерентная связь;
– значимое повышение когерентности по сравнению с предыдущим этапом (p≤ 0.05);
– значимое снижение когерентности по сравнению с предыдущим этапом (p≤ 0.05).
Рис. 3. Динамика выраженных когерентных связей в β1 и β2 -диапазонах на этапах решения невербальной творческой задачи у испытуемых
с разным уровнем креативности (уровень когерентности не ниже 0,7)
17
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
испытуемых может также указывать на более независимую работу полушарий,
на раздельную обработку образной информации на этапе решения образной творческой задачи. В исследовании Бехтеревой Н.П., Нагорновой Ж.В.
также, как и в нашем исследовании, выявлена независимая и параллельная
работа полушарий в процессе образного творчества. Авторы полагают, что
уменьшение когерентных связей в высокочастотных диапазонах ЭЭГ между
полушариями при выполнении творческих заданий указывает на уменьшение
влияния левого (контролирующего) полушария в процессе невербального
творчества [2]. Это предположение подтверждает и выявленное в нашем
исследовании снижение когерентности биопотенциалов коры мозга в левом
полушарии.
Таким образом, у высококреативных учащихся можно констатировать
независимое, но параллельное активное функционирование полушарий на
этапе решения образной творческой задачи.
Повышение когерентности ЭЭГ в бета1 бета2 диапазонах у высококреативных испытуемых на этапе проверки найденного решения отразилось
в усилении как внутри-, так и межполушарных взаимодействий с вовлечением передних и задних отделов обоих полушарий мозга. Генерализованное
увеличение когерентности высокочастотных ритмов на этом этапе, вероятно,
связано с процессами сознательного контроля учащимися оригинальности
рисунка [2].
Следует отметить, что межполушарная интеграция у высококреативных
учащихся в бета1 диапазоне выражена на каждом из анализируемых этапов
решения творческой задачи, а в бета2 диапазоне только на этапе проверки
найденного решения (рис. 3).
У среднекреативных учащихся в бета1 и бета2 диапазонах обнаруживается снижение когерентности в лобных областях мозга. Уменьшение синхронизации высокочастотных ритмов в лобных отделах может указывать
на ослабление функциональной организации связей лобных областей и,
соответственно, рассеянии внимания. В ряде работ предполагается, что относительное ослабление лобных отделов мозга может способствовать более
продуктивному творческому мышлению [12, 14, 16, 17]. Возможно, лобные
доли коры могут оказывать тормозное влияние на процесс невербального
творчества, и уменьшение когерентности у среднекреативных учащихся при
решении невербальной творческой задачи свидетельствует о снижении этого
тормозного влияния.
Таким образом, на основании проведенного исследования можно заключить о различной динамике функциональной организации коры мозга
у учащихся с высоким и низким уровнем развития креативности на этапах
решения невербальной творческой задачи.
18
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
Выводы
1.  Усиление длинно-дистантных функциональных связей на этапе решения
невербальной творческой задачи по сравнению со спокойным состоянием
характерно для всех испытуемых. В низкочастотных диапазонах на этапе
решения невербальной творческой задачи более выражено межполушарное,
а в высокочастотных – внутриполушарное взаимодействие между передними
и задними отделами коры мозга.
2.  Высокая функциональная специализация мозга к выполнению невербальной творческой задачи характерна для учащихся с высоким уровнем
креативности. Динамика распределения значимых когерентных связей
биопотенциалов коры мозга на этапах решения творческой задачи выражена
у них более ярко, а синхронизация сильнее во всех частотных диапазонах по
сравнению со среднекреативными учащимися.
3.  У учащихся со средним уровнем креативности значительно больше
высококогерентных связей в низкочастотных диапазонах по сравнению
с высокочастотными, что отражает роль общей активности коры мозга у них
при решении невербальной творческой задачи.
4.  У высококреативных учащихся этап решения творческих задач характеризуется снижением уровня произвольного внимания и степени вербализации
создаваемого невербального образа, усилением интеграции когнитивных процессов и эмоциональной напряжённости, связанной с высокой когнитивной
нагрузкой, что отражается в десинхронизации высокочастотных бета1 и бета2
ритмов в передних и задних отделах левого полушария, в усилении синхронизации альфа1 и альфа2 ритмов в правом полушарии, а также в усилении
межполушарной синхронизации низкочастотных тета1 и тета2 ритмов.
5.  Успешному решению творческой задачи у среднекреативных учащихся
препятствует повышенное эмоциональное напряжение при слабо выраженных
когнитивных процессах, что отражается в регистрируемой на этапе подготовки высокой синхронизации ЭЭГ в низкочастотных диапазонах и низкой
в высокочастотных.
6.  У высококреативных учащихся наиболее сильные когерентные связи
обнаружены в низкочастотных диапазонах на этапе решения задачи; в высокочастотных диапазонах – на этапах подготовки и проверки найденного
решения, тогда как на этапе решения задачи в высокочастотных диапазонах
у них выявлено независимое и параллельное функционирование полушарий
мозга.
Литература
1. Белова С.С., Медынцев А.А. Моделирование творческого мышления на
основе принципа распространения активации по семантической сети //
19
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Четвёртая международная конференция по когнитивной науке: Тезисы
докладов: В 2 т. Томск, 22–26 июня 2010 г. – Томск: Томский государственный университет, 2010. – Т. 1. – С. 165–166.
2. Бехтерева Н.П., Нагорнова Ж.В. Динамика когерентности ЭЭГ при выполнении заданий на невербальную (образную) креативность // Физиология
человека. – 2007. – Т. 33. – № 5. – С. 5–13.
3. Вольф Н.В., Тарасова И.В., Разумникова О.М. Половые различия в изменениях когерентности биопотенциалов коры мозга при образном творческом
мышлении: связь с эффективностью деятельности // Журнал высшей
нервной деятельности. – 2009. – Т. 59. – № 4. – С. 429–436.
4. Дикая Л.А. Нейрофизиологические корреляты музыкальной творческой
деятельности // Сибирский психологический журнал. – Томск, 2010. –
№ 36. – С. 46–52.
5. Дикая Л.А. Современная психофизиология и мозговые механизмы творчества // Российский психологический журнал. – Москва, 2008. – Т. 5. –
№ 4. – С. 65–70.
6. Разумникова О.М. Индивидуальные особенности полушарной активности,
определяющие успешность решения эвристической задачи // Асимметрия
(резенцируемый научно-практический журнал). – 2009. – Т. 3. – № 1. –
С. 37–50.
7. Разумникова О.М., Вольф Н.В., Тарасова И.В. Стратегия и результат:
половые различия в электрографических коррелятах вербальной и образной креативности // Физиология человека. – 2009. – Т. 35. – № 3. –
С. 31–41.
8. Свидерская Н.Е, Таратынова Г.В., Кожедуб Р.Г. ЭЭГ-корреляты изменения стратегии переработки информации при зрительном воображении // Журнал высшей нервной деятельности. – 2005. – Т. 55. – № 5. –
С. 624–632.
9. Старченко М.Г. Различия в мощности ЭЭГ у высоко и низкокреативых
испытуемых // Четвёртая международная конференция по когнитивной
науке: Тезисы докладов: В 2 т. Томск, 22–26 июня 2010 г. – Томск: Томский
государственный университет, 2010. – Т. 2. – C. 537–538.
10. Цицерошин М.Н., Симахин В.Е., Зайцева Л.Г. Становление нейрофизиологических механизмов системной организации межполушарного
взаимодействия в онтогенезе ребенка // Материалы международной
конференции «Физиология развития человека», Москва, 22–24 июня
2009 г. – М.: Вердана, 2009. – С. 115–116.
11. Carlsson I., Wendt P., Risberg J. On the neurobiology of creativity. Differencesin
frontal activity between high and low creative subjects // Neuropsychologia. –
2000. № 38. – Р. 873–85.
20
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
12. Fink A., Neubauer A.C. EEG alpha oscillations during the performance of
verbal creativity tasks: differential effects of sex and verbal intelligence // Int J
Psychophysiol. – 2006. – № 62(1). – Р. 46–53.
13. Heylighen F. Characteristics and Problems of the Gifted: neural propagation
depth and flow motivation as a model of intelligence and creativity // Brussels,
Belgium. URL: http://pespmc1.vub.ac.be/HEYL.html.
14. Jausovec N., Jausovec K. EEG activity during the performance of complex mental
problem // Int J Psychophysiology. – 2000. – № 36(1). Р. 73–88.
15. Jung-Beeman M., Bowden E.M., Haberman J., Frymiare J.L., et al. Neural
activity when people solve verbal problems with insight // PLoS Biology. –
2004. – № 4. – P. 0500–0510.
16. Martindale C., Hines D. Creativity and cortical activation during creative,
intellectual and EEG feedback tasks // Biological Psychology. – 1975. – V. 3. –
P. 71–80.
17. Petsche H. Approaches to verbal, visual and musical creativity by EEG coherence
analysis // Int. J. Psychophysiology. – 1996. № 24(2). – Р. 145–159.
21
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Дикий И.С.
Влияние психологических
и психофизиологических особенностей
абитуриентов высших учебных заведений на
характер проявления физиологических реакций,
регистрируемых при полиграфных проверках
На сегодняшний день опрос с использованием полиграфа является
самым точным методом выявления лжи. Оценка точности и надежности
скрининговых и диагностических процедур, используемых при полиграфных обследованиях и применяемые для этих целей критерии являются
достаточно строгими. В то же время использование этих критериев часто
приводит к разочарованию, поскольку реальные диагностические процедуры
практически никогда не достигают 100-процентрой точности и надежности.
Так, достоверность обнаружения значимых реакций, отражающих признаки
лжи в полиграфических проверках устанавливается на уровне не менее 85 %
(0,85) [13]. В целом усредненная точность стандартных скрининговых обследований с использованием полиграфа в полевых условиях (0.74) совпадает
с точностью психологических скринингов (0.76) [24].
В рамках современных методов детекции лжи сводится к выделению
и анализу вегетативных реакций как на мотивационные и эмоциональные
факторы (страх, эмоциональное напряжение, стремление избежать наказания),
так и на когнитивные факторы (образы событий, хранящиеся в памяти человека, активация мышления и контроль содержания ложных высказываний)
в ситуации сокрытия информации [3, 18].
При этом основным недостатком существующих стандартных методов
обнаружения лжи с использованием полиграфа является то, что, регистрируемые вегетативные могут быть использованы только в качестве непрямого
метода изучения информационных процессов, так как они:
1) достаточно инертны и протекают с задержкой;
2) слишком тесно взаимосвязаны с изменением функционального состояния и эмоциями;
3) неспецифичны в отношении стимулов и задач.
Так как данные физиологические реакции, регистрируемые в ходе полиграфной проверки, не обладают специфичностью, то главной объективной
характеристикой информативности физиологической реакции любого вида
является её устойчивая выраженность в ответ на предъявление ситуационно
значимого стимула. При этом, на качество и информативность признаков при
полиграфных проверках влияет множество факторов, связанных с индивидуаль22
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
ными особенностями обследуемых: возрастом, состоянием сердечно-сосудистой
системы, уровнем развития интеллектуальных способностей, функциональным
состоянием (усталость, дремотное состояние, чрезмерное возбуждение, воздействие алкоголя, наркотиков), наличием психических заболеваний (острый
период шизофрении, психопатии, эпилепсии), половыми особенностями (беременность и менструальный цикл), а также свойствами нервной системы (сила,
баланс нервных процессов), особенностью межполушарной организации мозга,
свойствами темперамента [13]. И хотя многие полиграфологи-практики в основном ведут речь о том, что когнитивные процессы влияют, главным образом, на
формирование показаний, предтестовую и послетестовую беседу, составление
опросника, но не на снимаемые психофизиологические реакции (полиграммы),
предполагается, что на степень выявления скрываемой информации могут
влиять многочисленные факторы: состояние субъекта, его интеллектуальные
и психологические особенности [3, 13]. Так, в литературе имеются сведения,
указывающие на большую выраженность неспецифических активационных
процессов у интровертов по сравнению с экстравертами [21].
В исследовании Грузьевой И.В. [8] выявлено, что выраженный нейротизм, некоторые характеристики стиля саморегуляции (планирование,
самостоятельность), определённые когнитивные стили (гибкость-ригидность познавательного контроля), а также эмоциональная стабильность/
нестабильность и интеллектуальная эргичность могут значительно влиять
на степень прогноза выявления скрываемой информации при проверке
с помощью полиграфа [8].
М.В. Фроловым и Е.П. Свиридовым [17] установлено, что в ситуациях,
связанных с активным обращением к внешней среде, происходит урежение
сердцебиений, а при отключении от внешних стимулов происходит учащение
сердцебиений. При этом характер реакций сердечных сокращений в существенной мере зависит от индивидуально-типологических особенностей.
Например, лица с высоким уровнем тревожности реагируют учащением сердцебиений даже на нейтральные стимулы вместо их урежения, характерного
для лиц с менее выраженной тревожностью [17]. У индивидов с повышенным
уровнем тревожности наблюдаются также более выраженные изменения
амплитуды дыхания при различных функциональных состояниях.
Также, выявлено, что параметры КГР не зависят от степени выраженности
нейротизма и экстра- интроверсии. В то же время, по некоторым данным,
частота и амплитуда КГР отрицательно взаимосвязана с выраженностью
общительности (фактор А) и положительно взаимосвязана с выраженностью
конформизма (фактор Q) по опроснику Кэттелла [16].
Таким образом, среди основных наиболее информативными при полиграфных проверках считается регистрация КГР, уровень которой отражает
23
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
интенсивность внутренних переживаний, вызванных как эндогенными,
так и экзогенными стимулами, и параметры дыхания (частота и глубина
дыхания).
Характерной особенностью информативных признаков инструментальной детекции лжи, в том числе в числе физиологических индикаторов
функциональных состояний (двигательных, вегетативных и энцефалографических) их значительная инерционность, сильная взаимосвязь с изменением
функционального состояния и эмоциями, и неспецифичность в отношении
стимулов и задач.
Действие вербального стимула, предъявляемого в ходе традиционныо
проверки на полиграфе, вызывает включение высших звеньев нейропсихической регуляции и обусловливает возникновение физиологических реакций
наиболее актуальными мотивами поведения, эмоционального состояния
и деятельности обследуемого на момент диагностики лжи, и в значительно
степени
Кроме того, значительное влияние на характер проявления информативных признаков инструментальной детекции лжи оказывают различные
индивидуальные особенности обследуемых: возраст, состояние сердечнососудистой системы, уровень развития интеллектуальных способностей,
функциональное состояние, наличие психических заболеваний, половые
особенности, а также свойства нервной системы, особенности межполушарной
организации мозга, свойства темперамента и стиль мышления.
Тем не менее, существующие методики детекции джи не позволяют полностью разрешить проблему влияния психофизиологических и психологических
особенностей обследуемых на характер проявления информативных признаков инструментальной детекции лжи, что значительно снижает достоверность результатов и предъявляет высокие требования к качеству подготовки
и профессиональному опыту специалистов полиграфологов. Это позволяет
рассматривать создание новой методики детекции лжи, нивелирующией
влияние побочных факторов, предметом специальной разработки.
Эффективность применения инструментального метода детекции лжи
с использованием полиграфа ограничивает как неспецифичность физиологических реакций, регистрируемых в ходе полиграфной проверки в отношении
стимулов и задач, их высокая зависимость от изменения функционального
состояния обследуемых, так и очень высокие требования к подготовке
и уровню квалификации специалистов полиграфологов.
Кроме того, на характер протекания психофизиологических процессов,
отражающих реакцию лжи в её разнообразных проявлениях, могут оказывать
влияние интеллектуальные особенности, акцентуации характера, характеристики мотивационно-потребностной сферы личности, особенности
24
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
межполушарной функциональной асимметрии мозга и другие факторы [3,
6, 16]. Решить эту проблему смогли бы разработки новых надёжных методов
выявления скрываемой человеком информации, основанных на регистрации
объективных нейрофизиологических реакций, специфических по отношению
к проявлению феномена «лжи» [3, 6, 13, 19]. Тем не менее, теоретические
исследования психофизиологических и нейрофизиологических аспектов,
сопровождающих реакции лжи, и прикладные разработки надёжных альтернативных методов инструментальной детекции скрываемой информации
в современной научной литературе, за редким исключением [8], практически
не представлены, хотя к этому существует достаточно много предпосылок.
Так, в исследованиях нейрофизиологических механизмов сокрытия информации, формирования намерения и принятия решения солгать и сознательной
реализацию ложных ответов, реакция лжи рассматривается как сложный
и многоуровневый когнитивный процесс, использующий больше ресурсов,
чем при правдивых ответах [6, 25] и отражающий высокий уровень развития
когнитивных функций [20]. Установлено, что реакция лжи сопровождается
повышением мозговой активности на участках лобной коры, связанных
с особо сложными процессами переработки информации [6].
Психофизиологические реакции, сопровождающие проявление лжи, тесно
взаимосвязаны с эмоциональными процессами, и могут проявляться как
на сознательном, так и на подсознательном уровнях [14, 18]. Бехтерева Н.П.
с соавторами [1] рассматривает феномен возникновения лжи при помощи
универсального мозгового механизма детекции ошибок, который работает
не только при сознательном намерении солгать, но и при восприятии лжи,
т.е. при возникновении «сознательных» ошибок у другого человека [5]. Поиск
специфических мозговых механизмов, отражающих реализацию ложного
ответа методом регистрации вызванных потенциалов, позволил выявить
характерные признаки мозговой активности, которые являются частным
случаем универсальной реакции мозга на реализацию некорректного действия
[12]. Установлено, что процесс лжи сопровождают изменения вызванных
потенциалов N400 и P300, которые также могут отражать реакцию внимания
на случайный редко встречающийся в последовательности стимул, а также
реакцию узнавания, оценку значимости стимула, перераспределения внимания и переработку информации [22].
Некоторые исследователи отмечают влияние особенностей межполушарной организации на формировании реакций лжи [3]. Ссылаясь на
латеральную организацию функций субъективного восприятия времени
[2], Р.М. Грановская и И.Я. Березная подчёркивают, что правое полушарие,
извлекая скрываемую информацию из прошлого опыта, вызывает «истинное
чувство», а левое отвечает за ложь, в частности, за «подавление, сокрытие
25
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
и симуляцию эмоций, прогноз различных вариантов возможных событий
и их последствий» [7, с. 23]. Выявлено, что левое полушарие мозга играет ведущую роль в процессе сокрытия информации и формировании реакций лжи,
а правое полушарие позволяет обнаруживать проявления лжи в поведении
других людей [4]. П. Экман и В. Фризен, отмечают, что искреннее поведение
вызывает большую ЭЭГ-активность во фронтальной коре левого полушария,
а проявление лжи – во фронтальной коре правого полушария [цит. по: 10].
Отмечается, что формально-динамические характеристики личности (интеллектуальная эргичность, эмоциональность) и когнитивные стили переработки
информации (гибкость/ригидность, полезависимость /поленезависимость)
оказывают влияние на вероятность инструментального обнаружения
скрываемой информации [8]. Тем не менее, несмотря на большой интерес
исследователей к данной проблеме, анализ влияния психологических и психофизиологических особенностей абитуриентов высших учебных заведений
в процессе скрининговых проверок на характер проявления регистрируемых
физиологических реакций практически не проводился. Между тем, высокие
требования к надёжности полученных результатов массовых скрининговых
полиграфических проверок, в частности при приёме на работу и в высшие
учебные заведения, в том числе силовых ведомств, обусловливают необходимость специального изучения этой проблемы.
Целью данного эмпирического исследования стало изучение влияния
психологических и психофизиологических особенностей абитуриентов
высших учебных заведений в процессе скрининга на характер проявления
регистрируемых физиологических реакций.
Ставилась задача сравнить характер физиологических реакций, отражающих признаки скрываемой информации, у абитуриентов вузов с разными
когнитивными стилями мышления и особенностями латеральной организации.
В качестве гипотезы исследования было выдвинуто предположение
о том, что специфичность признаков инструментальной детекции скрываемой информации у абитуриентов вузов в процессе скрининговых проверок
обусловлена выраженностью когнитивных стилей переработки информации,
в основе которых лежат различия особенностей межполушарной функциональной асимметрии мозга.
Методика исследования
В качестве объекта исследования выступили абитуриенты вузов г. Ростована-Дону в количестве 46 чел., проходившие скрининговые проверки на полиграфе. Сенсомоторная асимметрия изучалась при помощи методики определения типа профиля латеральной организации (ПЛО) [2], стиль мышления
26
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
(когнитивный способ обработки информации) изучался при помощи методики
«Выбор стороны» [15]. На основе полученных результатов все абитуриенты
были разделены на разные условные группы с доминированием того или иного
типа ПЛО и когнитивного способа обработки информации (стиля мышления).
Достоверность результатов эмпирического исследования обеспечивалась
применением стандартных методов математической статистики.
Для исследования вегетативных реакций на эмоционально значимые стимулы в процессе скрининговой проверки использовался профессиональный
компьютерный полиграф « ПОЛАРГ-М». Скрининговая проверка включала
в себя: стимуляционно-адаптирующий тест, тест общих контрольных вопросов
(ТОКВ) и основную часть скрининга (проверочный тест). При проведении
обследования регистрировались показатели фазической составляющей кожного-гальванической реакции (КГР); реакций сердечно-сосудистой системы
по каналу плетизмограммы (амплитуда и частота кардиоциклов); грудного
и брюшного дыхания (частота дыхания). Вычислялась количественная метрическая оценка психофизиологических реакций человека на контрольные,
проверочные и нейтральные вопросы, интегральная оценка вероятности выделения значимого стимула (коэффициент Стъюдента и его значимость).
Результаты исследования
В результате сравнительного анализа, установлено, что амплитуда КГР
у леворуких и амбидекстров на контрольные/проверочные вопросы ТОКВ
выражена значительно больше, чем у праворуких и чистых правшей (рис. 1),
и эти различия статистически достоверны (t=2,124, p≤0,05). Так, у обследуемых
с правосторонним типом ПЛО КГР на значимые (контрольные и проверочные)
вопросы по сравнению с нейтральными отличается относительно низкой
амплитудой (до 90±50мВ) и большой длительностью (7,5±4С), а у обследуемых с левосторонним профилем и амбидекстров КГР высокоамплитудная
(до 250±95мВ) и более короткая (6±1,5С). Также установлено, что у чистых
правшей и праворуких характерным признаком значимой вегетативной реакции, сопровождающей ложный ответ на проверочные вопросы, по сравнению
с контрольными и нейтральными, является значительная разность амплитуд,
а у амбидекстров – разность длительности КГР (рис. 2).
Таким образом, у абитуриентов вузов с правосторонним типом ПЛО
информативный признак вегетативной реакции, сопровождающей ложный
ответ на проверочные вопросы, обнаруживается в различии амплитуды КГР
по сравнению с ответами на контрольные и на нейтральные вопросы, а у
абитуриентов с невыраженным и левосторонним профилем – в различии её
длительности. Вероятно, у лиц с правосторонним типом ПЛО с преобладающей активностью левого полушария высокоамплитудные КГР отражают
27
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
)
степень эмоциональной напряжённости и энергозатратности при одновременном протекании нескольких когнитивных процессов, обеспечивающих
подготовку и реализацию ложного ответа, как в доминантном левом, так и в
субдоминантном правом полушарии.
300,0000
(
250,0000
200,0000
150,0000
100,0000
50,0000
0,0000
/
Рис. 1. Различия амплитуды КГР при ответах обследуемых с разным
типом ПЛО на контрольные/проверочные и нейтральные вопросы
в процессе ТОКВ. Достоверность различий p≤ 0,05
)
7
(
8
6
5
4
3
2
1
0
/
Рис. 2. Различия длительности КГР при ответах обследуемых с разным
типом ПЛО на контрольные/проверочные и нейтральные вопросы
в процессе скрининга. Достоверность различий p≤ 0,05
У лиц левосторонним типом ПЛО с преобладающей активностью правого
полушария большая длительность КГР отражает длительность обеспечения
процесса подготовки и реализации ложного ответа за счёт дополнительной
активации субдоминантного левого полушария.
28
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
У абитуриентов с совмещенным и правосторонним стилями переработки
информации длительность латентного периода КГР значительно меньше, чем
у обследуемых с левосторонним стилем переработки информации (t=2,45,
p≤0,05). Вероятно, латентный период реакций КГР как показатель скорости
эмоционального реагирования значительно сокращается за счёт симультанного правостороннего способа переработки информации. У чистых правшей
информативным признаком реакции лжи является значительное урежение
частоты как верхнего, так и нижнего дыхания (t=3,238, p≤0,01).
Кроме того, в результате сравнительного анализа параметров КГР в скрининге у абитуриентов вузов с разным типом ПЛО установлено, что у леворуких
и левшей различия длительности КГР между контрольными и нейтральными
вопросами выражены значительно сильнее, чем у лиц с правосторонними
типами ПЛО (t=2,156, p≤0,05; t=2,222, p≤0,05 и t=2,128, p≤0,05; t=2,061, p≤0,05,
соответственно). По нашему мнению, универсальность этого признака позволяет судить о значимых реакциях при детекции лжи у лиц с левосторониим
типом ПЛО с высокой степенью достоверности.
Выявлено, что вероятность выделения эмоционально значимого стимула
у абитуриентов с правосторонним профилем латеральной организации, а также
с преобладающим левосторонним когнитивным стилем переработки информации
по у признаку амплитуды КГР значительно ниже, а по признаку длительности
КГР – выше, чем у абитуриентов с левосторонним профилем латеральной организации и совмещенным и правосторонним стилем мышления (рис. 3, рис. 4).
1
0,95
0,9
0,85
0,8
0,75
0,7
0,65
0,6
0,55
0,5
:
L
Рис. 3. Вероятность выделения эмоционально значимого стимула
по признакам амплитуды (КГР А) и длительности (КГР L)
у абитуриентов вузов с разным когнитивным стилем переработки
информации. Достоверность различий p≤ 0,05
29
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
1
0,95
0,9
0,85
0,8
0,75
0,7
0,65
0,6
0,55
0,5
:
L
Рис. 4. Вероятность выделения эмоционально значимого стимула
по признакам амплитуды (КГР А) и длительности (КГР L) у абитуриентов
вузов с разным типом ПЛО. Достоверность различий p≤ 0,05
Обсуждение полученных результатов
Таким образом, полученные результаты позволяют говорить о наличии
взаимосвязи некоторых характеристик вегетативного реагирования на эмоциональные компоненты когнитивной деятельности у абитуриентов с их индивидуально типологическими особенностями, в частности с особенностями ФМА,
стиля мышления, свойствами нервной системы и свойствами темперамента.
Как было показано в настоящем исследовании выраженная социальная
эмоциональность оказывает значительной влияние на степень достоверности
детекции эмоционально значимых стимулов в процессе скрининга, так как
высокий уровень социальной эмоциональности обследуемого обусловливает
возникновение значительного числа высокоамплитудных спонтанных реакций
КГР (артефактов), создавая эффект шума, который резко снижает достоверность обнаружения значимого сигнала. То есть, чем выше уровень социальной
эмоциональности, тем чаще при скрининговой проверке субъект способен
реагировать на нейтральный вопрос как на значимый. Этот факт подтверждается исследованиями Симонова П.В. [14] и других авторов [23], в которых
отмечается, что при высокой эмоциональности нейтральные зрительные
стимулы достаточно часто могут восприниматься как аверсивные, а также что
количество и амплитуда спонтанных колебаний КГР взаимосвязаны с общим
напряжением, а также с положительными и отрицательными эмоциями, причем
более сильная связь обнаруживается именно с отрицательными эмоциями.
Что касается стиля мышления, то влияние особенностей стиля мышления
на вегетативное реагирование во многом связано со степенью преобладания
30
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
либо знаково-понятийного способа переработки информации (левосторонний стиль) либо перцептивно-моторного способа (правосторонний стиль),
а также возможностью быстрого переключения с одного способа на другой.
Так когнитивный стиль гибкость-ригидность познавательного контроля
характеризует степень жесткости в организации познавательного контроля,
что иногда проявляется в трудности смены способа деятельности или в переключении с одного информационного алфавита на другой. При этом для
гибких характерна высокая степень автоматизации познавательных функций,
а для ригидных – низкая степень автоматизации. Грузьева И.В. [8], отмечает
что у обследуемых с высокой скоростью переключения при переработке поступающей сенсорно-перцептивной информации обнаружен низкий прогноз
выявления скрываемой информации, т.е. обнаружение признаков лжи по
информативным признакам вегетативных реакций у таких лиц менее достоверно, чем у людей с низкой скоростью переработки информации (высокой
ригидностью). Вероятно в случае, сочетания высокой скорости переключения
с одного когнитивного способа переработки информации на другой (в нашем
исследовании – совмещённый либо смешанный стиль мышления) с хорошей
саморегуляцией и низкой эмоциональностью обследуемых при полиграфической
проверке могут возникать затруднения по детекции признаков лжи, связанные
с противодействием с использованием психологических приёмов (медитация,
произвольный перенос внимания, и др.). Напротив, сочетание низкой скорости
переключения при переработке информации (ригидность) и преобладания
перцептивно-моторного способа переработки информации (правосторонний
стиль) с высокой эмоциональностью может вызывать эффект «ложной тревоги»
при проверке, когда происходит разбалансировка физиологических процессов,
характер вегетативных реакций на любую контрольную тематику становится
нестабильным, неустойчивым, хаотичным (иногда реакции на нейтральные
стимулы становятся ярко выраженными), на полиграмме фиксируется огромное
количество артефактов ассоциативного (психогенного) характера, например,
в виде спонтанных высокоамплитудных КГР, усилении тремора, урежении
дыхания или появления форсированных вдохов [13].
Поэтому разработка надёжной и помехоустойчивоой методики детекции
лжи, минимизирующей влияние этих факторов на достоверность проверки
является принципиально важным.
Выводы
В результате проведённого эмпирического исследования выявлено следущее.
1. У абитуриентов вузов с правосторонним профилем латеральной организации и левосторонним когнитивным стилем мышления реакция на
31
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
ситуационно значимый (проверочный) стимул проявляется в значительном
увеличении амплитуды КГР, а у обследуемых с левосторонним профилем
латеральной организации, а также совмещенным и правосторонним стилем
мышления реакция – в значительном увеличении длительности КГР. При
этом у абитуриентов с правосторонним профилем латеральной организации амплитуда КГР на ситуационно значимый стимул значительно ниже,
а длительность значительно больше, чем у абитуриентов с левосторонним
профилем латеральной организации и амбидекстров. У абитуриентов с выраженным правосторонним профилем латеральной организации (чистых
правшей) характерной особенностью реакции на ситуационно значимый
стимул является значительное урежение дыхания.
2. У всех абитуриентов степень различий эмоционально значимых вегетативных реакций на значимые и нейтральные стимулы положительно
взаимосвязана с выраженностью правостороннего и совмещённого стиля
обработки информации (т.е., с высокой степенью активации правого полушария и с высоким уровнем межполушарного взаимодействия).
Таким образом, на характер проявления информативных признаков
физиологических реакций при инструментальной детекции лжи влияет
выраженность когнитивных стилей переработки информации, в основе
которых лежат различия особенностей межполушарной функциональной
асимметрии мозга. Полученные данные свидетельствуют о том, что изменения вегетативных реакций при протекании когнитивных процессов,
обеспечивающих подготовку и реализацию ложного ответа, многосторонни
и, вероятно, характеризуют перестройки не только общего уровня неспецифической активации, но и условий для протекания информационных
процессов – смены когнитивного стиля и энерго-информационных затрат
мозга. Результаты данного исследования могут быть использованы полиграфологами при анализе полиграмм, при разработке моделей скрининговых
проверок абитуриентов вузов различного профиля, в том числе учебных
заведений МВД, МО, ФСБ.
Литература
1. Бехтерева Н.П., Бундзен П.В., Гоголицын Ю.Л. Мозговые коды психической
деятельности. – Л., 1977.
2. Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А.Функциональные асимметрии человека.
2-е изд. – М.: Медицина, 1988. – 240 с.
3. Варламов В.А., Варламов Г.В. Психофизиология полиграфных проверок. –
Краснодар, 2000. – 239 с.
4. Вассерман Е.Л., Карташев Н.К., Полонников Р.И. Фрактальная динамика
электрической активности мозга. – СПб.: Наука, 2004.
32
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
5. Величковский Б.М. Когнитивная наука: Основы психологии познания
в 2 т. – М.: Смысл: Издательский центр «Академия», 2006. – 448 с..
6. Вендемия Дж. Детекция лжи // Polygraph. – 2003. – № 32(2). – С. 97–106.
7. Грановская Р.М., Березная И.Я. Интуиция и искусственный интеллект. –
Л.: Издательство Ленинградского университета, 1991. – С. 23.
8. Грузьева И.В. Формально-динамические и стилевые особенности индивидуальности как факторы вероятности инструментального выявления скрываемой информации / Дис. … канд. психол. наук: 19.00.01. – М., 2006.
9. Дружинин В.Н. Психология общих способностей. – СПб.: Питер, 1999.
10. Ильин Е.П.Эмоции и чувства. – СПб.: Питер, 2001–752 с.
11. Киреев М.В. «Детекция ошибок» в условиях выполнения ложных действий в норме и под воздействием алкоголя / Автореф. дисс. … канд. биол
наук. – СПб., 2008.
12. Киреев М.В., Старченко М.Г., Пахомов С.В., Медведев С.В. Этапы мозгового
обеспечения заведомо ложных ответов // Физиология человека. – 2007. –
Т. 33. – № 6. – С. 5–13.
13. Оглоблин С.И., Молчанов Ю.А. Инструментальная «детекция лжи»:
академический курс. – Ярославль: Нюанс, 2004. – 264 с.
14. Симонов П.В. Высшая нервная деятельность человека (мотивационноэмоциональные аспекты). – М., 1975.
15. Торренс Е. Всеобъемлющий мир // OMNI. – 1990. – V. 12. – № 10.
16. Угерик А. Психофизиологические механизмы регуляции деятельности //
Психологические исследования познавательных процессов и личности. –
М., 1983. – С. 162–169.
17. Фролов М.В., Свиридов Е.П. Использование амплитуды Т-зубца электрокардиограммы для оценки состояния человека-оператора // Электронная
аппаратура и метод нейрофизиологического эксперимента. – М., 1975. –
С. 36–45.
18. Холодный Ю.И. Опрос с использованием полиграфа и его естественнонаучные основы // Вестник криминалистики. – 2005. – Вып. 1(13). –
С. 39–48.
19. Цагарелли Ю.А. Системная детекция лжи. – Казань, 2001.
20.Черниговская Т.В. Как мы мыслим? Разноязычие и кибернетика мозга // Стенограмма лекции Т.В. Черниговской. URL: http://www.polit.ru/
lectures/2009/11/24/brain.html.
21.Чороян О.Г., Айдаркин Е.К. Индивидуально-типологические особенности
регуляции и взаимодействия функциональных систем в разных режимах
деятельности // Валеология. – 2002. – № 2. – С. 4–15.
22. Farwel L.A., Donchin E. The truth will out: interrogative polygraphy (lie detection)
with event-related potentials // Psychophysiology. – 1991. – № 28. – P. 531–547.
33
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
23. Nikula R. Psychological correlates of nonspecific skin conductance responses //
Psychophysiology. – 1991. – Vol. 28. – P. 86–90.
24. Philip E. Crewson A Comparative Analysis of Polygraph with other Screening
and Diagnostic Tools // Polygraph. – 2003. – № 32(2). – P. 57–85.
25.Yaling Y., Raine A., Todd L., Susan B., Lori L., Patrick C. Prefrontal white matter
in pathological liars // The British Journal of Psychiatry. – 2005. – № 187. –
P. 320–325.
34
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
Дикий И.С.
Роль межполушарной функциональной
асимметрии мозга при выявлении информативных
признаков инструментальной детекции
скрываемой информации
Анализ психофизиологических исследований таких сложных феноменов
как творчество и ложь показал существенное сходство сопровождающих их
когнитивных процессов. Так, Т.В. Черниговская отмечает, что формирование
у детей способности лгать является показателем высокого развития когнитивных функций [3]. Как и при творческом процессе, когнитивные мозговые
механизмы лжи тесно взаимосвязаны с эмоциональными процессами [2].
Значительное влияние на результат детекции эмоционально значимых
состояний, на информативность признаков при выявлении скрываемой
информации могут оказывать состояние субъекта, его интеллектуальные
и мотивационные особенности, акцентуации характера, особенности межполушарной функциональной асимметрии мозга и другие факторы. Между
тем, в современной научной литературе практически не представлены работы,
направленные на изучение роли межполушарной функциональной асимметрии мозга при выявлении информативных признаков инструментальной
детекции скрываемой информации.
Цель эмпирического исследования – сравнительный анализ информативных признаков инструментальной детекции скрываемой информации
у лиц с различными особенностями межполушарной функциональной
асимметрии мозга.
Объект исследования – сотрудники организаций в количестве 46 чел.,
проходившие скрининговые проверки на полиграфе, результаты последующей
проверки которых подтвердили наличие у них фактора риска (склонность
к употреблению наркотических веществ).
Для исследования вегетативных реакций на эмоционально значимые
стимулы в процессе скрининговой проверки использовался профессиональный компьютерный полиграф « ПОЛАРГ-М». При проведении обследования
регистрировались показатели фазической составляющей кожного-гальванической реакции (КГР); реакций сердечно-сосудистой системы по каналу
плетизмограммы; грудного и брюшного дыхания. Сенсомоторная асимметрия у обследуемых изучалась при помощи методики определения типа ПЛО
по показателям «рука-нога-глаз-ухо» [1].
Полученные результаты проведенного исследования позволяют сформулировать следующие выводы.
35
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
1.  Выявлено, что у обследуемых с правосторонним ПЛО характерной особенностью КГР на эмоционально значимый стимул при детекции скрываемой
информации является достоверное увеличение амплитуды, а у обследуемых
с левосторонним ПЛО – длительности КГР.
2.  Показано, что у обследуемых с правосторонним ПЛО амплитуда КГР на
эмоционально значимый стимул достоверно меньше, а длительность достоверно больше, чем у обследуемых с левосторонним ПЛО и амбидекстров.
3.  Установлено, что у обследуемых с выраженным правосторонним ПЛО
(чистых правшей) характерной особенностью реакции на эмоционально
значимый стимул является значительное уменьшение частоты дыхания.
Литература
1. Бабенко В.В., Ермаков П.Н. Определение функциональной межполушарной
асимметрии. Методические указания. – Ростов-на-Дону: издательство
ЮФУ, 2008. – 36 с.
2. Симонов П.В. Высшая нервная деятельность человека (мотивационноэмоциональные аспекты). – М., 1975.
3. Черниговская Т.В. Как мы мыслим? Разноязычие и кибернетика мозга. Стенограмма лекции Т.В. Черниговской // URL: http://www.polit.ru/
lectures/2009/11/24/brain.html.
36
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
Карпова В.В.
Особенности организации мозговых механизмов
художественной творческой деятельности
у испытуемых с разным уровнем креативности
Творческая деятельность является одной из наиболее сложно организованных психических функций, интерес к исследованию которой со стороны
нейрофизиологов заметно возрос в последнее время. Понимание мозговых
механизмов творчества могут иметь важное значение для самого широкого
круга проблем. Их знание может позволить управлять творческим процессом,
развивать его, способствовать саморазвитию.
Среди видов невербальной творческой активности большую роль
можно отнести художественному творчеству. Существует незначительное
количество работ, рассматривающих нейрофизиологические корреляты
выполнения образных творческих заданий. В современных научных работах
описаны результаты исследования особенностей мозговой активности при
решении творческих задач с учётом пола испытуемых, уровня мотивации
к нахождению решения [2]. По некоторым данным творческую деятельность
характеризуют через уровень активации коры. По другим данным уровень
активации коры не является определяющим в характеристике коррелят
творческой деятельности. Состояние творческого поиска в этих работах
связывают с формированием новой системы пространственных отношений
между зонами коры по сравнению с той, которая характеризовала состояния
нетворческой деятельности [1, 3].
Вместе с тем, ряд исследователей подходит к изучению нейрофизиологических коррелят творчества, как к исследованию деятельности, свойственной
человеку почти независимо от его способностей. В современных работах не
учитывается динамика мозговой активности на разных этапах творческого
процесса. Имеется мало данных, где бы в качестве задач предлагались истинно творческие задания.
Поэтому представляет интерес проведение психофизиологического
исследования, в рамках которого необходима оценка результатов работ
исследуемых по критериям оригинальности и качества. К работе следует
привлечь испытуемых, имеющих навык рисования и не имеющих его. При
этом важно изучение мозговых механизмов истинного, внутренне мотивированного творческого процесса.
Поэтому целью проводимого сейчас нами исследования стало изучение
особенностей частотно-пространственной организации биопотенциалов
коры мозга (по показателям ЭЭГ) у испытуемых с разным уровнем худо37
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
жественных способностей на разных возрастных этапах при выполнении
художественной творческой деятельности.
В качестве гипотезы выдвинуто предположение о том, что при выполнении
творческой деятельности у испытуемых с различным уровнем художественных способностей активируются различные системы мозга.
Литература
1. Бехтерева Н.П., Нагорнова Ж.В. Динамика когерентности ЭЭГ при выполнении заданий на невербальную (образную) креативность // Физиология
человека. – 2007. – Т. 33. – № 5. – С. 5–13.
2. Разумникова О.М., Вольф Н.В., Тарасова И.В.. Влияние мотивации на
изменение мощности биопотенциалов коры головного мозга при выполнении образных и вербальных творческих задач // Журнал высшей
нервной деятельности человека. – 2007. – Т. 57. – № 5. – С. 553–561.
3. Свидерская Н.Е., Антонов А.Г., Бутнева Л.С. Сравнительный анализ
пространственной организации ЭЭГ на моделях дивергентного и конвергентного невербального мышления // Журнал высшей нервной деятельности. – 2007. – Т. 57. – № 2. – С. 144–154.
38
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
Кац Е.Б.
Особенности внутри- и межполушарных
функциональных связей, характерных для
учащихся с признаками одаренности
Психофизиологический подход к изучению проблемы развития одаренных детей направлен на анализ взаимодействий, происходящих между
нейрофизиологическими и психологическими уровнями организации психики. Дополнение психологических данных результатами изучения психофизиологических детерминант одаренности могло бы способствовать более
полному раскрытию закономерностей и механизмов развития одаренности
личности, созданию условий для превращения потенциально одаренного
ребенка в одаренного взрослого.
Целью исследования является изучение особенностей внутри- и межполушарных функциональных связей, характерных для учащихся в зависимости от
наличия у них признаков общей одаренности, для учащихся с разной формой
одаренности при решении когнитивных задач разного типа и характера.
Объект исследования – старшеклассники 14–17 лет.
Для изучения особенностей мозговой организации старшеклассников
использовался метод электроэнцефалографии (ЭЭГ). Запись и анализ ЭЭГ
осуществлялись в спокойном состоянии (фоновые пробы) и при решении
когнитивных задач (функциональные пробы). По характеру когнитивные
задачи разделялись на вербальные и невербальные, по типу – на конвергентные и дивергентные, по уровню сложности – на простые и сложные.
Для фрагментов записи ЭЭГ каждой из фоновых и функциональных проб
проводился когерентный анализ.
В результате дисперсионного анализа когерентности биопотенциалов
головного мозга у учащихся – представителей трёх исследуемых групп выявлено, что во всех анализируемых частотных ЭЭГ диапазонах в спокойном
состоянии и при решении когнитивных задач существуют достоверные отличия внутриполушарных когерентных связей у учащихся с признаками и без
признаков одаренности: короткие когерентные связи в передних и задних
право- и левополушарных отделах коры мозга более сильные у учащихся
с признаками одаренности, длинные когерентные связи между передними
и задними право- и левополушарными отделами коры – у учащихся без признаков одаренности (p≤0,05). Также в спокойном состоянии и при решении
когнитивных задач статистически отличаются межполушарные когерентные
связи в передних и задних отделах коры в бета1 и бета2 диапазонах: межполушарные связи учащихся без признаков одаренности более сильные, чем
39
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
у учащихся с признаками одаренности (p≤0,05). Достоверные различия уровня когерентности у учащихся с признаками явной и скрытой одаренности
наблюдаются преимущественно при решении вербальных и невербальных
конвергентных задач. При решении невербальных конвергентных задач
достоверные различия выявлены в передних отделах правого полушария
в тета1, альфа1, альфа2 и бета1 диапазонах. При решении вербальных конвергентных задач достоверные различия выявлены в левом полушарии: в задних
отделах левого полушария в тета2 и альфа1 диапазонах, в передних отделах
левого полушария – в альфа2 и бета2 диапазонах (p≤0,05). Статистически
значимые различия между учащимися с явной и скрытой одаренностью
при решении вербальных и невербальных дивергентных задач выявлены
в бета диапазонах: при решении невербальных дивергентных задач между
передними и задними отделами левого полушария в бета1 диапазоне, при
решении вербальных дивергентных задач в передних отделах левого полушария, между передними и задними отделами левого полушария в бета2
диапазонах. Независимо от характера и типа задач в бета 2 диапазоне уровень
когерентности выше у учащихся с признаками скрытой одаренности. Также
у учащихся с признаками скрытой одаренности он достоверно выше в бета1
диапазоне при решении невербальных дивергентных задач (p≤0,05). Во всех
остальных случаях уровень когерентности достоверно выше у учащихся
с признаками явной одаренности.
Таким образом, в частотно-пространственной организации ЭЭГ у старшеклассников выделены как общие, так и специфичные функциональные связи,
обусловленные наличием у учащихся признаков одаренности, формой одаренности, а также типом и характером решаемых ими когнитивных задач.
40
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
Полянская Е.А., Агаджанова И.Е.
Психофизиологические корреляты
адаптивности сотрудника
в процессе адаптации на новом месте работы
В процессе формировании кадрового состава важнейшей задачей является
адаптация новых сотрудников [1, 2, 5]. Знание её механизмов необходимо для
грамотного построения системы адаптации сотрудников. В литературе описан
целый ряд свойств личности, являющихся показателями адаптивности [4, 5].
С другой стороны, ряд исследований свидетельствуют о важной роли межполушарной функциональной асимметрии в механизме адаптации [3,7].
Объектом исследования стали сотрудники организации ОАО «Нефтегаз­
геотерм» (17 человек). Данное исследование является пилотным и проводится
с целью выявления особенностей адаптивности у лиц с различным профилем
латеральности и её взаимосвязи с показателями мотивации и личностными
особенностями.
Мотивационный компонент изучался с помощью мотивационных
опросников Т. Элиаса и Марлоу – Крауна. Показатели профиля латеральности – с помощью опросника Аннет. Использовались также Hand-теста
Вагнера и 16-факторного личностного опросника Р. Кэттелла. Адаптивность
исследовалась методом экспертной оценки по трём показателя, каждый
из которых оценивается по 10-балльной шкале:
–– успешность вхождения в коллектив;
–– степень освоения профессионального поля;
–– степень принятия организационной культуры.
Результаты подверглись математико-статистической обработке.
По результатам исследования профиля латеральности среди испытуемых
было выделено три группы. Это так называемые «чистые правши», «праворукие», «леворукие». 41 % составили чистые правши, в профиле латеральности которых содержатся значения, соответствующие правому глазу, ноге
и руке (ППП). Аналогичным по процентному содержанию является группа
праворуких – 41 % с ведущим левым полушарием. 18 % составила группа
леворуких с доминантным правым полушарием. В дальнейшем мы описали
особенности мотивации и личностный профиль по каждой группе.
Характеризуя мотивационную сферу группы «чистых правшей», можно
отметить, что эти люди ориентированы на успех и достижение высоких целей,
однако у них присутствует страх неудач и высока зависимость от общественного мнения и социальных норм. Они предпочитают малый или, наоборот,
чрезмерно большой риск, где неудача не угрожает престижу.
41
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Относительно личностных особенностей испытуемых можно выделить
следующие черты: подчиненность, доверчивость, беспокойство о возможных
ошибках, благожелательность по отношению к другим лицам и ориентация
на социальное одобрение.
Результаты изучения мотивационной сферы группы «праворуких» показали, что они всеми силами пытаются достичь высоких показателей своей
деятельности и стремятся показать себя как полностью соответствующих
социальным нормам и требованиям общества.
Исследование личностных особенностей данной группы с помощью 16ти факторного опросника Р. Кеттелла продемонстрировало преобладание
таких черт, как прямолинейность, уверенность в себе и некоторая наивность,
непосредственность поведения. Согласно экспертной оценке, сотрудники
данной группы хорошо вошли в коллектив, освоили профессиональное поле
и довольно успешно приняли правила и нормы предприятия.
42
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
9
8
7
6
5
4
3
2
1
0
Свои особенности имеет и группа «леворукие». Они рассудительны
и практичны, способны к сотрудничеству, но вместе с тем неуверенны в себе,
непостоянны, обладают конфликтностью представлений о себе. К сожалению, ввиду малочисленности данной группы (3 человека) сложно говорить
о валидности показателей.
Подведя итог, можно сказать, что успешность адаптации зависит от таких
черт личности, как ответственность, способность к эмпатии и пониманию
других, терпимость и уживчивость, практичность, уверенность в себе, дипломатичность, радикальность взглядов и конформизм, а так же высокая
нормативность поведения. Так же можно сказать, что человеку, ориентированному на успех важно осознавать себя соответствующим социальным
нормам. Подобные черты характера наиболее ярко продемонстрировали
представители с доминантным левым полушарием.
10
8
6
4
2
0
A
B C E
F G H
I
L M N O Q1 Q2 Q3 Q4
Дальнейшее исследование коррелятов адаптивности углубит наше знание
о механизмах адаптации, что позволит предприятиям разрабатывать адекватные критерии подбора персонала и эффективные системы вхождения
в должность.
43
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Литература
1. Волина В.А. Методы адаптации персонала // Управление персоналом. –
1998. – № 13. – С. 46.
2. Кибанов А.Я. Управление персоналом организации. – М.: Изд. ИНФРА,
2003. – С. 359.
3. Леутин В.П., Николаева Е.И. Психофизиологические механизмы адаптации и функциональная асимметрия мозга. – Новосибирск: Наука СО,
1988. – 192 с.
4. Чепусов А. Адаптация на новом месте работы // Работа сейчас. – 2002. –
№ 28(28).
5. Маслов Е.В. Управление персоналом предприятия. Глава 8. Адаптация
работника на производстве. URL: http://enbv.narod.ru/text/Econom/maslov/
str/10.html
6. Леутин В.П. Функциональная асимметрия мозга и адаптация. URL: http://
cerebral-asymmetry.narod.ru/Leutin.htm
7. Жаворонкова Л. Правши и левши // Школа: день за днем. Педагогический
альманах. URL: http://www.den-za-dnem.ru/page.php?article=382
44
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
Пушкин А.А.
Частотно-пространственная организация ЭЭГ
у студентов с разным уровнем креативности
при решении вербальных когнитивных задач
Творческая деятельность является одной из наиболее сложно организованных психических функций, интерес к исследованию которой со стороны нейрофизиологов заметно возрос в последнее время (Molle et al., 1999;
Petsche et al., 1996, 1997; Jausovec, Jausovec, 2000; Бехтерева и др, 2000, 2001;
Bechtereva et al, 2004, 2005; Razoumnikova et al, 2000, 2004, 2005; Carlsson et al.,
2000; Battacharya et al, 2002, 2005; Howard-Jones et al., 2005; Шемякина и др.,
2007, Fink, 2007). Изучение нейрофизиологических коррелят творческой
деятельности проходит при использовании адаптированных психологических техник и методик, которые в психологии используются для определения
уровня креативности (Guilford, 1956, 1975; Mednick, 1964; Torrance, 1967;
Wallach, Kogan, 1965; Wallach, 1986; Sternberg, Lubart, 1999; Дружинин, 1999)
в рамках психофизиологического подхода.
Формирование представлений о психической природе и специфике творческой деятельности связано в основном, с именами психологов: Guilford
(1957), Mednick (1962, 1964), Torrance (1963), Kogan (1965), Пономарева (1976),
Брушлинского (1979), Богоявленской (1983, 1997), Sternberg (1985, 1999),
Wallach (1986), Выготского (1986), Lubart (1995, 1999), Шадрикова (1997),
Дружинина (1999).
Изучение же мозговых коррелят творчества еще только начинается.
В исследованиях психофизиологии творчества можно выделить несколько направлений. Активно обсуждается вопрос о нейрофизиологических
коррелятах выполнения творческих задач испытуемыми с разным уровнем
творческих способностей (Martindale, Armstrong, 1974; Martindale, Hines, 1975;
Jausovec, Jausoveс, 2000; Razoumnikova, 2000; Carlsson et al., 2000). Вместе с тем,
ряд исследователей подходит к изучению нейрофизиологических коррелят
творчества, как к исследованию деятельности, свойственной человеку почти
независимо от его способностей. В этих работах деление испытуемых по
уровню креативности обычно не проводится (Petsche et al., 1996; Mölle et al.,
1997; Бехтерева и др., 2000, 2004).
Творческую деятельность характеризуют через уровень активации коры
(Martindale, Armstrong, 1974; Martindale, Hines, 1975),. Согласно этому подходу, по одним данным, уровень активации коры при реализации творческой
деятельности ниже, чем в состоянии спокойного бодрствования. По другим
данным (Павловой, Романенко, 1988; Petsche, 1996; Mölle, 1997, 2000; Бехтеревой
45
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
и др., 2000, 2004) уровень активации коры не является определяющим в характеристике коррелят творческой деятельности. Состояние творческого поиска
связывают с формированием новой системы пространственных отношений
между зонами коры по сравнению с той, которая характеризовала состояния
нетворческой деятельности.
Все больше нейрофизиологических данных, полученных в последнее
время (Бехтерева и др., 2000, 2004, 2006; Razoumnikova, 2000; Howard-Jones
et al., 2005), свидетельствует в пользу необходимого взаимодействия обоих
полушарий мозга при выполнении творческих задач (Bogen, Bogen, 1988;
Hoppe, 1988; Atchley, 1999) в противовес обсуждению доминирующей роли
правого полушария мозга в процессах творчества (Rotenberg, 1994; Miller,
1996, 1998, 2000; Murai, 1998 и др.).
В современной психологии представлено немало работ, посвященных
поиску психофизиологических и, прежде всего, мозговых механизмов творчества. Можно выделить три основных научных направления исследований
мозговых механизмов творчества:
–– исследование особенностей анатомии и физиологии мозга у творческих людей;
–– исследование творчества при поражении мозга;
–– изучение мозговых коррелятов 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 в связи с бурным развитием таких
современных методов исследования, как магнитно-резонансная и позитронно-эмиссионная томография, с повышением доступности проведения
ЭЭГ-исследований.
Данная работа по исследованию психофизиологической проблемы творчества скорее придерживается последнего подхода.
В качестве объекта исследования выступили студенты факультета
психологии ЮФУ г. Ростова-на-Дону 18–22 лет в количестве 36 человек.
На основе результатов психологического тестирования они были разделены
на две группы – со средним (20 человек) и с высоким (16 человек) уровнем
вербальной креативности.
Запись ЭЭГ осуществлялась при помощи электроэнцефалографа
«Энцефалан», версия «Элитная-М» производства МТБ «Медиком» (г. Таганрог)
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.
46
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
С целью подавления артефактов были установлены полиграфические каналы
(ЭОГ- вертикальная, ЭМГ, ЭКГ, ФПГ, КГР).
Запись и анализ ЭЭГ осуществлялись в спокойном состоянии (фоновые
пробы) и при решении когнитивных задач (функциональные пробы), также
учитывалось состояние готовности к решению когнитивных задач. По характеру когнитивные задачи были вербальные, по типу разделялись на конвергентные и дивергентные, по уровню сложности – на простые и сложные.
Для статистической обработки данных применялся метод сравнительного анализа с помощью post hoc анализа, с помощью критерия LSD, метод
дисперсионного анализа ANOVA/MANOVA. Обработка осуществлялась
с помощью пакета компьютерных программ «STATISTICA 6.0».
На основе результатов проведенного эмпирического исследования частотно-пространственной организации ЭЭГ у студентов с разным уровнем
вербальной креативности в состоянии готовности к решению когнитивных
задач и на разных этапах решения вербальных конвергентных и дивергентных
задач могут быть сделаны следующие выводы.
1.  Показано, что при решении вербальных простых и сложных конвергентных задач уже на этапе готовности происходит перестройка функциональных связей коры мозга у всех обследованных студентов по низкочастотным
диапазонам (тета и альфа), что отражает изменение общей корковой активации у испытуемых. У высококреативных студентов происходят изменения
активации правого и левого полушария. Во фронтальных зонах правого
полушария в тета диапазоне уровень когерентности у них достоверно выше
по сравнению со среднекреативными студентами. У среднекреативных студентов по сравнению с высококреативными студентами на этапе готовности
к решению конвергентных задач достоверно сильнее межполушарные связи –
между левой лобной зоной и правой затылочной, между лобными отделами
полушарий, а также симметричные короткие связи, что может означать
режим общей высокой мобилизации всего мозга.
2.  На этапе решения вербальной простой конвергентной задачи у высококреативных испытуемых выявлено достоверно более высокое значение
спектральной мощности в центральной затылочной области по всем частотным диапазонам, что отражает образную стратегию решения ими простой
конвергентной задачи. У среднекреативных студентов значимо сильнее
по сравнению с высококреативными функциональные лобно-затылочные
внутриполушарные связи в обоих полушариях и межполушарные в передних отделах мозга связи, что отражает постоянное осмысление и высокий
контроль поступающей образной информации.
3.  Доказано, что на этапе проверки решения вербальной сложной
конвергентной задачи у среднекреативных студентов короткие симмет47
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
ричные межполушарные связи значимо сильнее, чем у высококреативных
студентов, что отражает совмещенную работу обоих полушарий у них на
этом этапе.
4.  На этапе готовности к решению дивергентной задачи у высококреативных студентов активность левополушарных лобных и центральных
зон коры в тета1 диапазоне, а также правополушарных центральных и затылочных зон в альфа2 диапазоне значимо выше, чем у среднекреативных
студентов. Уровень когерентности в правополушарных лобных областях
у них также выше, что отражает их готовность к последовательной аналитической работе с образной информацией. У среднекреативных студентов
когерентные связи между правыми лобными и левыми затылочными областями (так называемая ось творчества) выше, чем у высококреативных
испытуемых, что отражает релевантное заданным условиям состояние
коры мозга.
5.  На этапе решения простой дивергентной задачи у среднекреативных
студентов также актуализирована ось творчества (правый лоб – левый
затылок) в тета 1 диапазоне. Связи между передними отделами левого
полушария и обоих полушарий по альфа 2 диапазону у них значимо выше
по сравнению с высококреативными студентами, что отражает высокий
сознательный контроль процесса решения простой дивергентной задачи у среднекреативных студентов. На этапе проверки решения простой
дивергентной задачи у высококреативных испытуемых активность левополушарных и центральных лобных зон в тета1 диапазоне значимо выше,
чем у среднекреативных.
6.  На этапе решения дивергентной сложной задачи у среднекреативных
студентов значимо выше уровень когерентности связей между передними
и задними отделами левого полушария в альфа 2 диапазоне и межполушарных
связей (правый лоб- затылок) в альфа 1 диапазоне, что отражает их обращение
к имеющемуся опыту, а также одновременное осознание поступающей образной информации. У высоко креативных студентов сильнее выражены короткие
симметричные межполушарные связи в альфа диапазоне. Следовательно,
высококреативные студенты максимально задействуют ресурсы обоих полушарий мозга при решении дивергентной сложной задачи.
7.  На этапе проверки решения дивергентной сложной задачи у среднекреативных испытуемых активность затылочных зон в тета 1 диапазоне значимо
выше, чем у высококреативных. У них также выше уровень когерентных связей
в левой лобной зоне в альфа 2 диапазоне, левополушарных переднее-задних,
а также межполушарных (левый лоб – правый затылок) когерентных связей
в альфа 2 диапазоне. Вероятно, и на этапе проверки найденного решения они
продолжают его поиск.
48
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
Литература
1. Афтанас Л.И. Эмоциональное пространство человека: психофизиологический анализ. – Новосибирск: Изд-во СО РАМН, 2000.
2. Годфруа Ж. Что такое психология? В 2 т. – М.: Мир, 1992.
3. Григоренко Е.А., Кочубей Б.И. Исследование процесса выдвижения
и проверки гипотез близнецами // Новые исследования в психологии. –
М., 1989. – C. 7–17.
4. Данько С.Г., Старченко М.Г., Бехтерева Н.П. Локальная и пространственная
синхронизация ЭЭГ при тестировании стратегии решения вербальных
креативных задач // Физиол. человека. ‑2003. – Т. 29. – № 4. – С. 129–132.
5. Дружинин В.Н. Психология общих способностей. – СПб.: Питер Ком,
1999. – 360 с.
6. Дружинин В.Н., Хазратова Н.В. Экспериментальное исследование формирующего влияния среды на креативность // Психологический журнал. –
1994. – Т. 15. – № 4. – С. 83–93.
7. Дунчев В.Н., Палей И.М. Когнитивный стиль и дивергентное мышление. –
Ленинград, 1992. – 86 с.
8. Ломброзо Ч. Гениальность и помешательство.‑ СПб., 1992. – С. 1–23.
9. Маслоу А. Самоактуализирующаяся личность // Психология личности /
Под ред. Ю.Б. Гиппенрейтер, А.А. Пузырея. – М., 1985.
10. Методы психологической диагностики. Выпуск 2 / Под ред. Воронина А.Н. –
М.: Институт психологии РАН, 1994. – С. 5–82.
11. Овчинников Б.В., Павлов К.В., Владимирова И.М. Ваш психологический
тип. – СПб: Андреев и сыновья, 1994.
12. Олах А. Творческий потенциал и личностные перемены // Общественные
науки за рубежом. Серия Науковедение. – 1968. – № 4. – С. 69–73.
13. Разумникова О.М. Особенности пространственной организации ЭЭГ
у людей с разными личностными характеристиками // Журн. высш. нерв.
деят. – 2000. – № 6. – С. 921–932.
14. Разумникова О.М. Отражение черт темперамента в частотно-пространственной организации ЭЭГ // Физиол. человека. – 2001. – № 4. – С. 31–41.
15. Разумникова О.М. Частотно-пространственная организация активности
коры мозга при конвергентном и дивергентном мышлении в зависимости
от фактора пола. Сообщение I. Анализ мощности ЭЭГ // Физиол. человека. – 2004. – № 5. – С. 28–38.
16. Разумникова О.М. Отражение личностных свойств в функциональной
активности мозга. – Новосибирск: Наука, 2005.
49
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Шиварева С.Ю.
ЭЭГ-корреляты творческого процесса у лиц,
занимающихся научной и литературной
деятельностью
На сегодняшний день стоит немало вопросов о том насколько важную роль
играют в процессах творческой актуализации процессы связанные с внутриполушарными и межполушарными связями. Сегодня в аспекте межполушарных
взаимодействий, интенсивно изучаются проявления невербальных творческих
процессов, таких как создание музыкальных и художественных произведений.
Но кроме этого существуют и вербальные проявления творческой активности, которые так же связываются с взаимодействиями полушарий головного
мозга. В связи с этим нами были проведены пилотажное исследования целью
которого было сравнить поэтапное течение творческого процесса научной
и литературной направленности с творческим активностью в повседневной
жизни по ЭЭГ – коррелятам.
Процессы вербального творчества к которым относится литературное
и научное творчество, рассматривались в литературе многими авторами
(Н.П. Бехтерева, С.В. Медведев, С.Г. Данько, О.М. Разумникова).
Объект исследования: нами были избраны люди, ведущие активную,
внутренне мотивированную, научную деятельность: научные сотрудники,
аспиранты, соискатели и люди, связанные с литературным творчеством:
философы, литераторы и журналисты(9 человек), все праворукие.
Нами была выдвинута гипотеза, что процессы научного творчества,
литературного творчества и процессы творчества в обыденной жизни будут
отличаться факторами мозговой организации, соответственно ЭЭГ – корреляты будут разниться в частотно-пространственной конфигурации.
Методика. Наше исследование проводилось с помощью электроэцефалограф Энцефалан. Испытуемые выполняли задания, связанные с вербальным
творчеством(придумывание рассказов, на свободную тематику и тематику
профессиональной направленности).Анализировались спектральный профиль и когерентные показатели внутримозговых связей.
Результаты. При проведении спектрального анализа выявилась тенденция
смещения полюса активности во всех диапазонах (а именно α1, α2, β1, β2, δ,
τ) в лобную долю левого полушария. Наиболее интенсивно это проявлялось
для α-диапазона.
При анализе когерентных связей выяснилось, что преобладающими являются короткие внутриполушарные связи, наиболее интенсивно представленные в диапазонах от 0.5ГЦ-2.00 ГЦ, 2.00 ГЦ- 4.00ГЦ, 4.00–8.00Гц. Однако
50
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
на фоне этих взаимодействий выявлены и межполушарные связи. Причем
было выявлено, что количество как внутриполушарных, так и межполушарных связей, увеличивается с изменением сложности творческого задания при
переходе от произвольного творчества к творчеству профессиональному,
в указанных выше диапазонах. Кроме этого было отмечено, что в диапазонах
8.00ГЦ-13.00Гц, 13.00Гц-24.00ГЦ, 24.00ГЦ-35.00Гц имеется лишь небольшое
количество коротких внутриполушарных связей, преобладающих в левом
полушарии, и количественно симметрично расположенных у других.
51
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Щербина А.П.
Анализ когерентности ЭЭГ при выполнении
невербальной креативной деятельности после
прослушивания музыкальных отрывков разного
стиля и эмоциональной окраски
В последнее десятилетие актуальным является изучение мозговых механизмов творческой деятельности и факторов, влияющих на нее. Одним
из таких факторов, как отмечают многие авторы, является музыка. Целью
нашего исследования было изучение влияния музыкальных отрывков разного
стиля и эмоциональной окраски на выполнение невербальной творческой
деятельности (рисование). Мы сравнивали попарно значения Ког в фоновой
записи ЭЭГ с открытыми глазами (ОГ), при придумывании решения (ДИ-до
идеи) и его доработке (ПИ-после идеи) при выполнении заданий без предварительной музыкальной стимуляции и после предварительного прослушивания музыкальных отрывков рок-мажор, рок-минор, классики-мажор,
классики-минор, звуков природы (6 проб). Сравнительный анализ (критерий
LSD, p<0,05) показал следующее. При выполнении невербального задания:
1) без предварительной музыкальной стимуляции значимых различий
в значениях Ког для пар ОГ-ДИ, ОГ-ПИ и ДИ-ПИ нет;
2) после прослушивания отрывка рок-мажор зафиксировано повышение
значений когерентности при придумывании и додумывании рисунка по
сравнению с фоном в заднем отделе правого полушария, между задними
отделами обоих полушарий и в дальних симметричных связях;
3) после прослушивания отрывка рок-минор зафиксировано значимое
повышение значений когерентности при придумывании рисунка по
сравнению с фоном только в дальних симметричных связях;
4) после прослушивания отрывка классики-мажор отмечено значимое
снижение сочетанности биопотенциалов в типе связей, соединяющих
передние и задние отделы внутри правого полушария, при доработке
рисунка (ПИ) по сравнению с придумыванием рисунка (ДИ);
5) после прослушивания отрывка классики-минор отмечено значимое
повышение сочетанности биопотенциалов в переднем отделе правого
полушария и в типе связей, соединяющих передний отдел правого
полушария и задний отдел левого при придумывании рисунка (ДИ)
по сравнению с ОГ. Выявлено значимое снижение показателей Ког
в типе связей, соединяющих передние и задние отделы внутри правого
полушария при доработке рисунка (ПИ) по сравнению с придумыванием рисунка (ДИ);
52
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
6) после прослушивания отрывка звуки природы в симметричных
дальних отделах мозга зафиксировано значимое повышение Ког при
придумывании рисунка (ДИ) по сравнению с фоном.
Таким образом, значимое повышение внутри- и межполушарной когерентности в локальных и дистантных областях при выполнении невербальной
креативной деятельности отмечено после предварительного прослушивания отрывков рок-мажор, рок-минор, классики-минор и звуков природы.
Заметим, что предварительное прослушивание рок-музыки мажорной
и минорной окраски, а также звуков природы, вызывало повышение сочетанности биопотенциалов в симметричных дистантно расположенных отделах
конвекситальной коры мозга при выполнении невербальной творческой
деятельности. Классическая мелодия с минорной окраской стимулировала
повышение показателей когерентности в диагональных связях. Творческая
деятельность также характеризуется тесной интеграцией полушарий [1, с. 38].
Отсюда следует, что предварительное прослушивание указанных музыкальных
отрывков может положительно влиять на процесс невербальной творческой
деятельности, а, следовательно, и на ее результат.
Литература
1. Разумникова О.М. Индивидуальные особенности полушарной активности, определяющие успешность решения эвристической задачи. //
Асимметрия (резенцируемый научно-практический журнал). – 2009. –
Т. 3. – № 1. – С. 37–48.
53
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Языков К.П., Островский В.А.
О технической реализации нового подхода
к управлению когнитивными способностями
человека
Мы уже сообщали о результате анализа данных проведенного нами
диагностического мониторинга, подтвердившем истинность гипотезы
о положительном характере влияния интенсификации межполушарного
взаимодействия (МПВ, ИМПВ) в головном мозге конкретного индивида на
рассматриваемый в ипостаси психического состояния уровень его персональных когнитивных способностей [1, с. 130–134].
В контексте стремления к овладению средствами менеджмента последними
нельзя не отметить, что обнаружение подчеркнутой нейропсихологической
закономерности предоставляет исследователям дополнительные возможности
при отыскании способов воздействия на человеческий организм, являющихся
релевантным инструментами в отношении достижения эффекта ИМПВ.
В подтверждение сказанному представляем вниманию краткое изложение
четырех найденных нами технических решений, которые успешно прошли
статистический контроль на релевантность в качестве инструментальных
способов ИМПВ.
Первый способ – это организация аутогенной тренировки индивидом
его способности к сознательному управлению текущим значением интенсивности МПВ, производимая посредством биологической обратной связи
в реальном времени.
Второй способ – это организация монокулярной презентации индивиду
текстуальной информации, отличающаяся перманентным чередованием глаза, воспринимающего соседствующие фрагменты текста по мере прочтения,
с частотой, превышающей характерную для обычных условий восприятия частоту чередования у реципиента глазодоминантности. Примером реализации
способа может служить чтение с помощью красно-зеленых анаглифических
очков текста, соседние презентирующие его знаки (буквы, иероглифы или
целые соседствующих) окрашены поочередно в красный и зеленый цвета.
Третий способ – это организация моноауральной презентации индивиду
потока звуковой информации, отличающаяся перманентным чередованием
уха, воспринимающего соседствующие фрагменты звукового потока по
мере прослушивания, с частотой, превышающей характерную для обычных
условий восприятия частоту чередования у реципиента уходоминантности.
Примером реализации способа может служить прослушивание с помощью
стереонаушников звучания эстрадной песни, монофонически устроенного
54
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
и, с целью получения эффекта чередования с частотой 2Гц левого и правого
ауральных каналов доставки в мозг, специально обработанного на компьютере программой звукового редактора.
Четвертый способ – это организация и оптимизация (по дозе, по времени
осуществления, по сочетаемости с другими веществами и методами воздействия на организм человека) перорального, перназального, или другого
вида инъекций химических препаратов. Релевантным в отношении ИМПВ,
например, оказалось употребление испытуемыми пирацетама – известного
представителя класса препаратов “Smart Pills”.
Отметим, что количественными маркерами интенсивности МПВ во всех
наших экспериментах служили значения порогового угла сохранности стереопсиса испытуемых [2].
Литература
1. Островский В.А. Технологии интенсификации межполушарного взаимодействия в головном мозге человека как акмеологический когнитвный
ресурс // Вестник ТГПУ. – Томск: Изд-во ТГПУ, 2009. – Выпуск 9(87).
2. Островский В.А. Способ определения интенсивности межполушарного взаимодействия головного мозга человека. Патент на изобретение
№2348344. – Москва, 2009.
55
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Янишевская М.Г.
Ээг-корреляты вербального и невербального
творческого мышления у испытуемых с разным
уровнем креативности
На сегодняшний день психофизиология творчества является новым,
непрерывно развивающимся, актуальным направлением в современной
науке. В отечественной и зарубежной психологии высказывались самые различные взгляды на сущность, свойства и особенности творческого процесса.
Наиболее известные теории творчества связаны с именами Богоявленской Д.Б.,
Пономарева Я.А., Шадрикова В.Д., Выготского Л.С., Брушлинского А.В.,
Guilford J., Mednick S., Torranc E. Знание мозговых механизмов творческого
процесса позволит регулировать этот процесс с помощью психофизиологических приборов (БОС-тренинг), а так же самоорганизовывать творчество.
Цель моего исследования: выявление ЭЭГ-коррелятов вербального и невербального творческого мышления.
Гипотеза исследования: специфика частотно-пространственных характеристик ЭЭГ при решении учащимися когнитивных задач будет определяться
характером решаемых задач (конвергентные и дивергентные) и уровнем
вербальной и невербальной креативности у учащихся.
Методы исследования: ЭЭГ и психологического тестирования.
В исследовании принимают участие испытуемые в возрасте от 18 до 23 лет
(56 человек). В зависимости от характера и уровня креативности они были
разделены на условные группы: по вербальной и невербальной креативности,
с низким, средним и высоким уровнями креативности соответственно.
В процессе записи ЭЭГ испытуемым давались фоновые (открыть, закрыть
глаза) и функциональные пробы.
В соответствии с полученными результатами были сделаны следующие
выводы.
1.  Наибольшее количество отличий по показателям мощности ЭЭГ
в фоновых пробах «открыть глаза» (ОГ) и «закрыть глаза» (ЗГ), обнаружено
и у испытуемых, разделенных по уровням вербальной креативности, и у
испытуемых, разделенных по уровням невербальной креативности, в альфа
1 и альфа 2 диапазонах.
2.  Отмечается увеличение мощности ЭЭГ в высокочастотных бета 1
и бета 2 диапазонах при выполнении дивергентных заданий испытуемыми
с высоким уровнем вербальной и невербальной креативности, что может
отражать процессы именно творческого мышления. Возможно также, что
увеличение мощности ЭЭГ в высокочастотных диапазонах, более выраженное
56
«Взаимодействие больших полушарий и проблемы творчества и одаренности»
при выполнении дивергентных сложных заданий, связано с более выраженными попытками испытуемых быть оригинальными при выполнении этого
задания, так как им дается инструкция «выполнить задание оригинальным
способом».
3.  Отмеченное увеличение мощности тета и бета ритмов ЭЭГ у высококреативных испытуемых может свидетельствовать об эмоциональной
составляющей задания (Уолтер, 1966; Ray, Cole, 1985; Razoumnikova, 2000
и др.), увеличение мощности биопотенциалов коры мозга в бета диапазоне –
об активизации процессов произвольного внимания (Кропотов и др.,2001,
2004).
Данный эксперимент находится на стадии накопления эмпирических
результатов. В дальнейшем, при использовании результатов данного исследования могут быть созданы условия для оптимизации и активации
творческой деятельности.
Литература
1. Богоявленская Д.Б. Психология творческих способностей. – М.:
Издательский центр Академия, 2002. – 320 с.
2. Разумникова О.М., Ларина Е.Н. Полушарное взаимодействие при поиске оригинальных вербальных ассоциаций: особенности когерентности
биопотенциалов коры у креативных мужчин и женщин. // Журнал ВНД. –
2005. – Т. 55. – № 6.
57
СЕКЦИЯ
«Когнитивные процессы
и взаимодействие больших
полушарий»
Бабенко В.В., Явна Д.В., Соловьёв А.А.
Неопределённость зрительной цели как
фактор, влияющий на латерализацию корковых
генераторов вызванных потенциалов
Преаттентивная обработка зрительной информации не сводится к выделению множества локальных признаков. На этом этапе осуществляется также
объединение пространственно распределенной локальной информации. Так,
пространственные модуляции текстур при зрительном поиске обнаруживаются без привлечения ресурсов избирательного внимания. Структуры, обеспечивающие такое обнаружение, объединяющие множество выходов локально
реагирующих нейронов, принято именовать зрительными механизмами
второго порядка. Существует ряд моделей зрительных механизмов второго
порядка, основанных на данных психофизических исследований. Однако
вопрос о мозговом субстрате этих механизмов практически не разработан.
Целью настоящего исследования явилось определение степени участия
полушарий в решении задач зрительного поиска. Мы анализировали независимые компоненты ЭЭГ, записанной при 4-х видах зрительного поиска (ЗП)
текстур: (1) в условиях определённости цели первого и (2) второго порядка,
(3) в условиях неопределённости цели второго порядка при постоянстве
целевого признака (модуляция контраста), а также (4) в условиях неопределённости как самой цели, так и целевого признака. В случае (3) случайным
образом менялись несущая (случайный точечный паттерн или габоровский
микропаттерн) и огибающая (вертикальная или горизонтальная синусоидальная функция, позитивная или негативная концентрическая габоровская
функция). В случае (4) помимо случайного изменения несущей и огибающей,
менялся также и модулируемый параметр: контраст, ориентация или пространственная частота элементов текстуры.
При всех типах ЗП поисковая задача ставилась предъявлением набора
стимулов-текстур в количестве от 2 до 8. Набор с равной вероятностью мог содержать или не содержать целевой стимул. Количество предъявлений наборов
58
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
разного размера составляло 40, т.о. всего осуществлялось 280 предъявлений.
Последовательность предъявлений была случайной. В задачу испытуемого
входило определить, присутствует ли среди предъявленных немодулированных текстур (дистракторов) модулированная текстура (цель), причём ошибочные ответы не учитывались. В случае ошибочного ответа предъявленный
набор повторно встраивался в случайную последовательность. Стимулы
располагались на условной окружности диаметром 7,4°. Центр окружности,
в котором располагалась точка фиксации взора, соответствовал центру
экрана. Фоновая яркость стимула составляла около 140 кд/м2 при яркости
белого фона порядка 290 кд/м2. В исследовании приняло участие 14 человек
в возрасте от 17 до 40 лет, все правши с нормальным зрением.
Все испытуемые демонстрировали параллельную стратегию поиска во всех
опытах, т.е. время ответа практически не зависело от числа одновременно
предъявляемых текстур (рис. 1). Традиционно параллельный зрительный
поиск интерпретируется как процесс, протекающий без привлечения ресурсов внимания. Поскольку изначальная неопределённость цели не влияла на
эффективность зрительного поиска, можно сделать вывод, что задача во всех
описанных случаях решалась на уровне преаттентивных механизмов.
В ходе выполнения испытуемым экспериментального задания производилась
регистрация ЭЭГ. Запись осуществлялась через усилитель «Нейровизор-БММ40»
по системе 10/20 (отведения Fp1, Fp2, F7, F3, Fz, F4, F8, T3, C3, Cz, C4, T4, T5, P3,
Pz, P4, T6, O1, Oz, O2). Использовался референтный монтаж «связанные уши».
При каждом виде зрительного поиска было записано не менее 280 эпох длиной
в 500 мс, следовавших друг за другом с промежутком случайной длительности, но не менее 1 с. Начало эпохи соответствовало моменту показа стимула.
Подготовка и анализ сырой ЭЭГ выполнялись в системе EEGLAB – свободно
распространяемом пакете инструментов для среды MATLAB, разработанном
Центром вычислительной нейронауки фонда Шварца, Институт нейронных вычислений Калифорнийского университета, Сан-Диего (подробнее см.
Delorme and Makeig, 2004). Применялся метод независимых компонентов
и дипольный анализ.
Анализ независимых компонентов (ICA, independent component analysis) –
один из методов слепого разделения сигналов, – заключается в поиске линейного преобразования, минимизирующего статистическую взаимосвязь
между компонентами случайного вектора (Comon, 1994). Метод позволяет
разделять множественный сигнал на независимые аддитивные составляющие, распределение которых максимально далеко от нормального. Есть все
основания полагать, что каждое ЭЭГ-отведение получает смешанный сигнал
от некоторого числа одновременно работающих структур мозга. Применение
метода анализа независимых компонентов к неусреднённым многоканальным
59
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
ЭЭГ-данным имеет целью выделение независимых во времени сигналов, в той
или иной степени регистрируемых в каждом отведении.
а
б
в
Примечание:Каждое значение на графике получено в результате усреднения 400 проб.
По оси абсцисс – количество текстур, по оси ординат – время поиска (мс). Сплошной
линией и квадратами обозначены значения, полученные при наличии цели в изображении
(ответ «да»), пунктиром и ромбами обозначены значения, полученные при отсутствии
цели в изображении (ответ «нет»). а – цель второго порядка определена, б – цель второго
порядка не определена при постоянстве целевого признака (модуляции контраста), в –
цель и целевой признак второго порядка не определены.
Рис. 1. Зависимость времени поиска цели второго порядка от числа
одновременно предъявляемых текстур. Данные испытуемого Д.Я.
Так как выделяемые из многоканальной ЭЭГ независимые компоненты
аддитивны, мы можем оценить их вклад в формирование канальных ВП, проведя когерентное усреднение временных эпох, следующих за моментом подачи
стимула. Усреднённые компоненты, связанные с вызванной активностью мозга,
в отличие от связанных со спонтанной активностью или артефактными составляющими, будут характеризоваться локальными всплесками (пиками).
60
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Локализация источников выделенных компонентов сигнала определялась с использованием однодипольной модели (программное обеспечение,
созданное Робертом Оостенвельдом, поставляется как дополнение к EEGLAB;
см. напр. Oostenveld, Oostendorp, 2002). Не брались в расчет компоненты,
остаточная дисперсия модели для которых составляла более 15 %, а также
те, чьё происхождение по критерию локализации и характеристикам спектра
идентифицировалось как внемозговое (миограмма, сетевая наводка).
а
б
Рис. 2. Пространственное распределение дипольных источников, полученных при зрительном поиске в условиях определённости цели первого (а) и второго (б) порядка. Синий кружок – источник, красный – центроид всех источников
а
б
Рис. 3. Пространственное распределение дипольных источников, полученных при зрительном поиске в условиях неопределённости цели (а)
и цели/целевого признака (б) второго порядка. Синий кружок – источник, красный – центроид всех источников
61
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Из оставшихся компонентов отбирались два, амплитуда которых после
когерентного усреднения была максимальной в период от момента подачи
стимула до 350 мс (т.о. их вклад в вызванную активность был наибольшим).
Анализировалось пространственное распределение рассчитанных для них
дипольных источников и их центроидов («центров масс») для всех испытуемых в пределах каждой задачи.
Рис. 4. Проекция центроида дипольных источников, полученных при
решении задачи (1), на область задней сингулярной извилины
Центроиды дипольных источников, рассчитанные для каждой из четырёх
задач, всегда приходятся на область задней сингулярной извилины (см. напр.
рис. 4). Разброс центроидов между задачами относительно сагитальной,
фронтальной и аксиальной плоскостей находится в пределах 7, 6 и 9 мм
соответственно. Наибольшее смещение центоида вправо от сагитальной
плоскости – 9 мм, – имеет место при решении задачи зрительного поиска
в условиях неопределённости цели и целевого признака (рис. 3б). В условиях
определённости цели первого и второго порядка центроиды локализуются
в 2 мм правее сагитальной плоскости (рис. 2). В условиях неопределённости
цели второго порядка правосторонняя латерализация центроида составила
5 мм (рис 3а).
Непараметрический анализ разброса дипольных источников во фронтальной плоскости (критерий Манна-Уитни) показал, что наблюдаемое правостороннее смещение (рис. 3б) облака диполей в задаче с неопределённостью цели
и целевого признака (4) не является случайным. Локус вызванной активности
достоверно (p<0,05) смещается в сторону правого полушария в сравнении
с задачами, предполагающими определённость цели первого и второго
порядка. Распределение диполей, полученных при решении задачи поиска
неопределённой контрастно-модулированной цели, занимает промежуточное
положение между ситуациями определённости цели и неопределённости
62
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
цели и целевого признака. Тот факт, что почти 80% дипольных источников,
зарегистрированных при решении задачи зрительного поиска в условиях неопределённости цели и целевого признака, локализуется в правом полушарии,
позволяет сделать вывод о преимущественно правополушарной стратегии
решения поисковых задач в условиях неопределённости цели.
Литература
1. Comon P. Independent Component Analysis, a new concept? // Special issue on
Higher-Order Statistics. Signal Processing. – 1994. – № 36(3). – Р. 287–314.
2. Delorme A., Makeig S. EEGLAB: an open source toolbox for analysis of singletrial EEG dynamics including independent component analysis // Journal of
Neuroscience Methods. – 2004. – № 134(1). – Р. 9–21.
3. Oostenveld R., Oostendorp T.F. Validating the boundary element method for
forward and inverse EEG computations in the presence of a hole in the skull //
Hum. Brain Mapp. – 2002. – № 17. – P. 179–192.
4. Электронный анатомический атлас Talairach project (по изданию Talairach
J., Tournoux P. Co-planar stereotaxic atlas of the human brain. Thieme, New
York, 1988). URL: http://www.talairach.org.
63
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Воробьева Е.В., Буданова И.Ю.
Профиль латеральной организации
и интеллект близнецов
Проблемой изучения функциональной межполушарной асимметрии
и, в частности, профиля латеральной организации занимается большое
количество ученых [2, 4, 11, 26]. По данным финских ученых Vuoksimaa E.,
Koskenvuoa M., Rosea R.J., Kaprioa J. (2009) частота встречаемости леворукости среди близнецов (8,1 %) и тройняшек (7,1 %) значимо выше, чем среди
одиночнорожденных (5,8 %) [26].
Попытки создания модели, объясняющей происхождение функциональной асимметрии у человека и животных не теряют своей актуальности.
В последние годы известность приобрела и модель М. Аннетт, согласно которой праворукость наследуется как признак с неполной доминантностью.
Ген, отвечающий за праворукость, М. Аннетт назвала геном правого сдвига
(rs+). М. Аннет предположила, что доминантные гомозиготы (rs+ rs+) являются правшами и с локализацией речевых функций в левом полушарии.
Рецессивные гомозиготы (rs- rs-) – левши с локализацией речи в правом
полушарии. Гетерозиготы (rs+ rs-) могут быть как правшами, так и левшами
и иметь любую локализацию речи. М. Аннет получены данные о сходстверазличии мануальной асимметрии у родственников первой степени родства
(пары родители-дети) (Annett M., 2008) [11].
В 2002–2003 г.г. появились молекулярно-генетические исследования рукости,
в которых делаются попытки найти конкретные локусы, отвечающие за асимметрию рук. Франкс с коллегами (2002, 2003), используя для оценки фенотипа Peg
Moving Test M. Аннетт, провели анализ сцепления для локусов количественного
признака (QTL) на выборке из 105 пар взрослых братьев. Авторы пришли к заключению, что имеется, по крайней мере, один полиморфный локус, который
оказывает генетическое влияние на этот признак и располагается, скорее всего,
на хромосоме 2 [15, 16].
Исследования функциональной асимметрии у близнецов позволяют приблизиться к пониманию природы этого феномена (Gurd J.M. et al., 2006) [17]. Получены
данные о возрастной динамике параметров мануальной асимметрии. Так, Luis
A. Teixeira на выборке, в которой были представлены лица обоих полов трех возрастных групп (20, 40 и 60 лет) с использованием моторных тестов получил данные
об увеличении выраженности степени мануальной асимметрии с возрастом (в
частности, полученная закономерность наиболее отчетливо прослеживается для
теста, в котором испытуемые должны были рисовать правой и левой рукой по 10
окружностей диаметром 1 см в максимально возможном темпе) [24].
64
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Обучение человека происходит в основном с использованием вербального канала передачи информации, что способствует развитию вербальной
составляющей общего интеллекта. В настоящее время не вызывает сомнений
факт непосредственного влияния наследственности и среды на становление
и развитие интеллекта. Однако неясными остаются причины различий
степени вклада обоих факторов (наследственности и среды) в межиндивидуальную вариативность вербального и невербального интеллекта. Новый
подход к интерпретации полученных в психогенетике данных о степени
наследственной и средовой обусловленности вербального и невербального
интеллекта предложен Д.В. Ушаковым, который в качестве объяснительного
принципа более высокой наследственной обусловленности той или иной
интеллектуальной способности применяет частоту ее востребованности
в индивидуальном опыте [9].
В последние годы во многих странах проводится большая работа по поиску «генов-кандидатов», связанных с теми или иными признаками, в том,
числе, и психологическими. Так, во многих современных работах показано,
что индивидуальные различия в когнитивных характеристиках связаны
с экспрессией генов, регулирующих метаболизм катехоламина (М. Alfimova
et al., 2009) [10].
Многие исследователи (Anokhin A.P., 2009) задаются вопросом о том,
как гены влияют на поведение, при этом на основании современных работ
можно с уверенностью сказать, что такое влияние осуществляется через
воздействие на мозговые процессы. Внимание фокусируется на эндофенотипах (промежуточных фенотипах), что позволяет связать гены и поведение
[12]. В работах Ю.И. Александрова показано, что при изменении алгоритма
научения изменяется нейронное обеспечение данного поведения [1].
Продолжающийся в последние годы интерес к изучению когнитивной проблематики в работе мозга показал эффективность синтеза междисциплинарных
знаний. Так, результаты изучения генетики поведения животных позволили
установить, что соотношение генотип-средовых факторов у представителей
различных ветвей эволюционного древа существенно различается (от практически полной генетической детерминации поведения у дрозофил, по принципу – один аллель – один поведенческий паттерн, до встраивания в генетическую
программу сенсорных воздействий, которые поступают из окружающей среды
в критические периоды развития, – у млекопитающих). Большой интерес также
привлекают работы, в которых приводятся результаты изучения «генов культуры»,
обуславливающих успешность усвоения животными одного вида сложившихся
обычаев и традиций поведения [22]. В то же время изучение влияния мутаций
генов на нарушения когнитивной функции у крыс показало, что мутации генов
вызывают нарушения обучения, памяти и подкрепления [14].
65
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
В работе Sommer I.E., A. Aleman et al. (2008) проведен мета-анализ распределения «рукости» в зависимости от принадлежности к определенной
популяции (сопоставлялись «Западные» популяции – США, Австралия,
Европейские страны и «Незападные» популяции – Азия, Африка, ближний
Восток) и фактора пола. Полученные результаты свидетельствуют о значимо
большем количестве леворуких среди мужчин, чем среди женщин (средневзвешенное соотношение 1,25 (p<0.0001)) [23].
Особенности латеральных профилей могут быть связаны с особенностями
интеллектуальных функций своих носителей. Так, в работе исследователей из
США Chiarello С., S.E. Welcome, L.K. Halderman, C.M. Leonard (2009) принимали участие по сто студентов мужского и женского пола (средний возраст
21,6 года). Для определения ведущей руки использовался опросник Bryden,
что позволило выделить испытуемых с ведущей правой (103 человека, из
них 44 – мужского пола) и левой рукой (5 человек), а также со смешанной
«рукостью» (97 человек, из них 56 – мужского пола), среди последних, однако, большинство также чаще используют правую руку. Для диагностики
интеллекта использовался тест Д. Векслера WASI (Wechsler, 1999). Также
использовалась батарея тестов на распознавание слов. Средний показатель
вербального интеллекта составил 108.7 (стандартное отклонение =11.0, разброс 78–143), средний показатель невербального интеллекта составил 108.8
(стандартное отклонение =11.4, разброс 76–138). Группы испытуемых с выраженной и невыраженной ведущей рукой не имели значимых различий по
невербальному интеллекту (107.6 против 110.0, p>.10). Однако, испытуемые
с выраженной ведущей рукой имели несколько более низкие показатели вербального интеллекта (107.1) по сравнению с испытуемыми с невыраженной
ведущей рукой (110.5), t (198)=2.18, p<.05 [13].
Интересны данные о частоте встречаемости различных типов мануальной
асимметрии среди близнецовых выборок в сравнении с одиночнорожденными.
В работе финских ученых Vuoksimaa E., M. Koskenvuoa, R.J. Rosea, J. Kaprioa
(2009) приняли участие 30161 взрослых испытуемых в возрасте 18–69 лет,
среди них были представлены однополые моно- и дизиготные близнецы
(привлеченные к исследованию на основании данных Финского близнецового регистра) (n=25810), тройни (n=283) и одиночнорожденные (n=4068).
Зиготность близнецов определялась с использованием высоковалидных
опросников. В результате было установлено, что частота встречаемости
леворукости среди близнецов (8,1 %) и тройняшек (7,1 %) значимо выше,
чем среди одиночнорожденных (5,8 %). При этом амбидекстрия чаще всего
встречается у тройняшек (6,4%) по сравнению с близнецами (3,4%) и одиночнорожденными (3,5%). Мужчины, по сравнению с женщинами, чаще
обнаруживали предпочтение левой руки. Применение метода структурного
66
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
моделирования позволило определить, что наибольший вклад в различия
по рукости вносит индивидуальная (неразделенная) среда. При этом, в зависимости от используемой статистической модели, вклад неразделенной среды
в более молодом возрасте (18–19 лет) составляет 92–100 % (вклад аддитивного
генетического компонента составляет 2–8 %). В старшем возрасте (60–69 лет)
вклад неразделенной среды составляет 74–86 % (вклад аддитивного генетического компонента составляет 19–26 %) [26].
В работе Medland S.E. et. al. (2009) проведен мета-анализ результатов
близнецовых исследований рукости у австралийских и голландских близнецов, а также их сиблингов. Общее количество респондентов составило
54270 человек из 25732 семей. Общая фенотипическая вариативность в данной работе суммировалась из следующих составляющих: А – аддитивный
генетический компонент; Е – неразделенная среда; и три компонента разделенной среды: F – семейная разделенная среда; T – близнецовая разделенная
среда; S – сиблинговая разделенная среда. В результате применения метода
структурного моделирования была подтверждена эффективность модели,
включающей аддитивный генетический компонент (23.64 %) и компонент
неразделенной среды (76.36 %) [20].
Интересны работы, в которых исследуются взаимосвязи интеллектуальных
особенностей и спектрально-амплитудных характеристик электрической
активности головного мозга. В работе Новиковой С.И., Малаховской Е.В.,
Пушиной Н.П., Цетлина М.М., Филатова А.И., Посикера И.Н., Строгановой Т.А.
(2009) проводилось изучение взаимосвязи спектральной амплитуды θи α-диапазонов ЭЭГ с оценками когнитивных способностей на материале
83 детей 5–6 лет, членов близнецовых пар г. Москвы. Оценка уровня интеллекта детей проводилась с применением теста К-АВС А.С. Кауфмана,
который включает 8 субтестов, складывающихся в интегральные шкалы
последовательной и симультанной обработки информации. Регистрация ЭЭГ
у детей осуществлялась с использованием 12 отведений (4 фронтальных, и по
2 центральных, париетальных, окципитальных и темпоральных отведений)
в ситуациях покоя с закрытыми глазами, «зрительного внимания» (ребенку
предлагалось внимательно следить за привлекательными для его возраста
зрительными стимулами), а также «речевой стимуляции» (во время которой
экспериментатор читал ребенку незнакомые для него детские стихи). Для
оценки взаимосвязи между параметрами ЭЭГ и данными тестирования интеллекта использовался корреляционный (по Пирсону) и регрессионный анализ,
что позволило установить наличие взаимосвязей спектральной амплитуды
ЭЭГ θ- и α-диапазонов только с показателями симультанной обработки информации. Так, для ситуации «зрительное внимание» значимые корреляции
были установлены для всех отведений тета-диапазона (R=0,23–0,45, p<0,01),
67
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
а для ситуации речевой стимуляции значимые корреляции спектральной
амплитуды ЭЭГ θ-диапазона с показателем результативности симультанного
мышления были установлены для латеральных фронтальных и задне-темпоральных областей (R=0,27–0,31, p<0,05). В альфа-диапазоне количество
значимых корреляций существенно меньше, чем в тета-диапазоне. А именно,
для ситуации «зрительное внимание» значимые корреляции были установлены
для левого переднее-фронтального и правого задне-темпорального отведений (R=0,25–0,26, p<0,05), а для ситуации речевой стимуляции значимые
корреляции спектральной амплитуды ЭЭГ альфа-диапазона с показателем
результативности симультанного мышления были установлены для переднефронтальных и правого латерально-фронтального отведений (R=0,27–0,34,
p<0,05). В работе не приводятся психогенетические результаты [5].
В последнее время на материале российской выборки получены данные
о зависимости уровня развития вербального интеллекта у дошкольников от
профиля функциональной сенсомоторной асимметрии, при этом вербальный
интеллект девочек 5,0–5,11 со смешанным профилем выше, чем у девочек
с полярными профилями (t=-1,95, p<0,05) (Николаева Е.И., Борисенкова Е.Ю.,
2009). Авторы предполагают, что наиболее высокому интеллектуальному
развитию в данном возрасте соответствует созревание мозговых структур
обоих полушарий и формирование их связывающих комиссур [4].
В работе Neubauer A.C., A. Fink (2009) было установлено, что более высокий
уровень невербально-пространственного интеллекта связан с более низким
уровнем активации мозга (или более низким уровнем событийно-связанной
десинхронизации в ЭЭГ) и более сильной фазовой синхронизацией между
коротко удаленными областями лобной коры. Анализируя полученные этими авторами данные, можно сделать вывод о том, что у мужчин выявлены
обратные значимые корреляционные зависимости между уровнем депрессии
альфа ритма (в терминологии авторов «событийно-связанной десинхронизации» альфа ритма и уровнем невербального интеллекта (IQ) при решении
невербально-пространственных задач преимущественно для фронтальных
областей мозга, при этом данная закономерность существенно более выражена
для левого полушария (так, в префронтальных областях левого полушария
R=-0.51 (p<0,01), правого R=-0.43 (p<0,05); во фронтальных областях левого полушария R=-0.71 (p<0,01), правого R=-0.39 (p<0,05)). Таким образом, у мужчин
более высокий уровень невербально-пространственного интеллекта связан
с более высокой «нейронной эффективностью» фронтальных областей коры
обоих полушарий с преимуществом левого полушария. У женщин указанная
закономерность не достигает статистически значимых значений, что может
быть объяснено, по-мнению авторов, тем, что интеллектуальные различия
у женщин скорее обусловлены индивидуальными различиями в качестве
68
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
миелинизированных нейронных связей [21].
В то же время вопрос о степени наследственного контроля выраженности асимметрии в работе мозга остается недостаточно исследованным. Так,
в работах Tramo M.J. et al. (1995), Lohmann G. et al. (1999) было показано, что
левое полушарие находится под более выраженным генетическим контролем
[25, 19].
Hirnstein M., Hausmann M., Güntürkün O. (2008) подвергли экспериментальной проверке предположение о том, что функциональная асимметрия
мозга развилась как результат естественного отбора в ходе эволюции, что
позволяет выполнять две задачи одновременно. Однако их результаты показали, что испытуемые с менее выраженной латерализацией мозга быстрее
справлялись с предлагаемыми задачами, активирующими правое и левое
полушария, и допускали меньше ошибок [18].
Нами было проведено исследование, направленное на изучение показателей вербального и невербального интеллекта и профиля латеральной
организации среди МЗ и ДЗ однополых близнецов в возрасте от 14 до 26 лет.
Выборку составили 102 пары МЗ близнецов и 98 пар ДЗ близнецов.
Целью исследования было оценить частоту встречаемости разных типов
профилей латеральной организации среди близнецов и оценить значимые
влияния профиля латеральной организации на показатели интеллекта.
Для оценки вербального и невербального и общего интеллекта использовался тест интеллекта Д. Векслера (WAIS). Для оценки моторной и сенсорной
асимметрии использовалась компьютерная программа «Профиль» (НИИ
Валеологии, Россия), включающая батарею тестов, позволяющих оценить
моторную, сенсорную, психическую и общую функциональную асимметрию.
Моторная асимметрия оценивалась с использованием тестов, направленных
на оценку моторной асимметрии рук и ног. Для оценки моторной асимметрии
рук использовался блок тестов, включающий опросник Аннет для определения ведущей руки, теппинг-тест, для оценки показателей зрительно-моторной координации – трек-тест, для определения силы кисти правой и левой
руки – динамометрия. Результаты опросника Аннет оценивались по шкале:
от +24 до +13 баллов – правша; от +13 до -13 баллов – амбидекстр; от -13
до -24 баллов – левша. В остальных тестах для определения ведущей руки
использовалась констатация абсолютного преимущества одной из рук. Для
определения ведущей ноги использовались следующие тесты: «закидывание
ноги на ногу», «толчковая нога при прыжках», «удар по мячу», «направления поворота». Сенсорная асимметрия оценивалась с применением проб
на определение ведущего глаза (тест «подзорная труба», проба Розенбаха
в модификации Брагиной-Доброхотовой), ведущего уха (тест «часы», тест
«телефон», дихотический тест), тактильной асимметрии (распознавание
69
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
предметов при их ощупывании пальцами с закрытыми глазами – доски
Сегена). Психическая асимметрия оценивалась с помощью теста Г. Айзенка,
направленного на оценку образного и вербального мышления. По результатам тестирования формируется заключение о типе профиля латеральной
организации: правом, правом парциальном, парциальном сбалансированном
(равнораспределенном), левом парциальном, левом [6].
Для диагностики зиготности близнецов использовался опросник для
родителей, разработанный Н.Ф. Талызиной, С.В. Кривцовой, Е.А. Мухамату­
линой [8].
Для оценки вклада генетических и средовых факторов в фенотипическую
вариативность мощности ритмических составляющих ЭЭГ при выполнении
вербальных операций и показатели индивидуальной профильной асимметрии использовался коэффицент наследуемости Игнатьева и следующие
уравнения:
h²= 2(r(МЗ) – r(ДЗ)); c²= r(МЗ) – h²; e²=1- h²- c², если r(ДЗ)<0 или
r(МЗ)>2r(ДЗ), h2 приравнивается к r(MЗ); если r(MЗ)<r(DЗ), h2=0; если r(MЗ)<0,
h2 не вычисляется; где r(МЗ) – внутрипарная корреляция монозиготных близнецов; r(ДЗ) – внутрипарная корреляция однополых дизиготных близнецов;
c² – общесемейная среда; e² – индивидуальная среда [3].
Результаты. По итогам тестирования МЗ и ДЗ близнецов с помощью
теста Д. Векслера необходимого для измерения уровня интеллектуального
развития нами были получены следующие данные.
На Рисунке 1 представлено частотное распределение показателей вербального, невербального и общего интеллекта по тесту Д. Векслера у монозиготных
и дизиготных близнецов (в %).
60
50
"
"
40
30
20
10
0
.,
.,
.,
.,
,
,
Рис. 1. Частотное распределение показателей вербального (верб.), невербального (неверб.) и общего интеллекта по тесту Д. Векслера у монозиготных (МЗ) и дизиготных (ДЗ) близнецов (в %)
70
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Из Рисунка 1 видно, что большинство близнецов, как монозиготных (54,2),
так и дизиготных (59,2 %), показали средний уровень развития вербального
интеллекта. Любопытным является тот факт, что у монозиготных близнецов
уровень «хорошей нормы» (19,3 %) является более выраженным, чем у дизиготных близнецов (13,6 %), а уровень «сниженной нормы», в свою очередь,
преобладает у последних (18,2 %). У монозиготных близнецов показатели по
этому параметру немного ниже (13 %), зато более выражен уровень «высокого
интеллекта» (8,3 %). Оценка «весьма высокий интеллект», как и «умственный
дефект» была диагностирована у монозиготных близнецов (1,04 %).
У большинства близнецов средний уровень развития невербального интеллекта (40,1 % у монозиготных и 50 % у дизиготных близнецов). Обращает
на себя внимание тот факт, что показатели «хорошей нормы» значительно
более выражены у монозиготных близнецов (29,2 % против 13,6 % у дизиготных). Как видно на Рисунке 1, полученные данные свидетельствуют о том, что
уровень развития невербального интеллекта в целом выше у монозиготных
близнецов, а у дизиготных имеется тенденция к более низким показателям
(«сниженная норма», «пограничный уровень», «умственный дефект»).
Частотное распределение показателей общего интеллекта монозиготных и дизиготных близнецов соответствует нормальному, т.к. больше всего испытуемых
как среди монозиготных (52,6 %), так и среди дизиготных (54,5 %) близнецов
обладают средними показателями общего интеллекта. Уровень хорошей нормы
общего интеллекта наиболее выражен среди монозиготных близнецов (28,6 %),
является также выраженным и среди дизиготных близнецов. (18,2 %) Обратная
ситуация наблюдается относительно сниженной нормы интеллекта – у МЗ – 4,7 %,
у ДЗ – 9,2 %. Высокий общий интеллект преобладает в группе монозиготных
близнецов (8,3 %), у дизиготных близнецов он выражен в меньшей степени
(4,5 %). Пограничный уровень общего интеллекта значительно преобладает
у дизиготных близнецов (13,6 %) и менее выражен у монозиготных. (4,2 %).
Весьма высокий общий интеллект наблюдается в группе монозиготных близнецов (0,6 %) и полностью отсутствует в группе дизиготных (0 %). Умственный
дефект наблюдается только в группе монозиготных близнецов (1 %).
Частотное распределение показателей интеллекта как монозиготных
и дизиготных близнецов соответствует нормальному.
Частота встречаемости разных типов профилей латеральной организации
как среди МЗ, так среди ДЗ близнецов практически совпадает (таблица 1).
Как у монозиготных, так и у дизиготных близнецов чаще встречается правый
парциальный профиль (57,1 % и 60,7 % соответственно). Однако, количество
близнецов с левыми признаками в ПЛО достаточно велико – 10,7 % и 14,3 %. Это
соответствует литературным данным о том, что среди близнецов чаще встречаются леворукие, чем среди одиночнорожденных (Vuoksimaa E., 2009) [26].
71
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
В таблице 2 представлены результаты корреляционного анализа внутрипарного сходства МЗ и ДЗ близнецов по показателям теста на интеллект
Д. Векслера.
Таблица 1
Процентное соотношение типов профилей латеральной организации
сенсомоторных функций среди МЗ и ДЗ близнецов
Левый
Равнорас- Правый парТип близнецов/
Левый
Правый
парциальный пределенный циальный
Профиль
МЗ
10,7
3,6
3,6
51,7
25,0
ДЗ
14,3
3,6
3,6
60,7
10,7
Таблица 2
Внутрипарные корреляции показателей теста Д.Векслера МЗ и ДЗ близнецов, вклад генетической (h²), общесемейной (с²) и индивидуальносредовой (е²) составляющих фенотипической дисперсии
(*p<0,05; **p<0,01; ***p<0,001) *
Субтесты
Невербальные
субтесты
Вербальные
субтесты
r(МЗ)
Осведомленность (Информированность) 0,83***
Понятливость
0,85***
Арифметический
0,79***
Сходство
0,71***
Повторение цифр
0,76***
Словарный
0,81***
Шифровка
0,59***
Недостающие детали
0,78***
Кубики Косса
0,81***
Последовательные картинки (Сортировка) 0,67***
Складывание фигур
0,67***
Вербальный IQ
0,88***
Невербальный IQ
0,77***
Общий IQ
0,85***
Значения
r(ДЗ) h²
c²
0,42** 0,82 0,01
0,54** 0,62 0,23
0,37** (0,79) 0
0,39** 0,64 0,07
0,54** 0,44 0,32
0,38** (0,81) 0
0,29** (0,59) 0
0,55** 0,46 0,32
0,55** 0,52 0,29
0,45** 0,44 0,23
0,38** 0,58 0,09
0,53** 0,7 0,18
0,51** 0,52 0,25
0,53** 0,64 0,21
e²
0,17
0,15
(0,21)
0,29
0,24
(0,19)
(0,41)
0,22
0,19
0,33
0,33
0,12
0,23
0,15
* Примечание: если r(ДЗ)<0 или r(МЗ)>2r(ДЗ), h² приравнивается r(МЗ); если r(МЗ)< r(ДЗ),
h²=0; если r(МЗ)< 0, h² не вычисляется [3, с. 288].
Анализируя приведенные в таблице 2 данные, следует отметить значимые
внутрипарные корреляции у МЗ и ДЗ близнецов по всем показателям вербального и невербального интеллекта. На основе внутрипарных коэффициентов
корреляции были получены оценки наследуемости показателей интеллекта,
а также влияния на фенотипическую вариативность интеллектуальных показателей общей и разделенной среды.
72
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
В результате получено, что на фенотипическую вариативность как вербальных, так и невербальных показателей наибольшее влияние оказывают
наследственные факторы, при этом наследуемость как отдельных вербальных
субтестов, так и вербального интеллекта выше, чем невербального (различия
для общих показателей значимы на уровне p<0.05).
Влияние факторов общей среды выше для показателей по субтестам
«Понятливость», «Повторение цифр», «Недостающие детали», «Кубики Косса»,
а влияние индивидуальной среды выше по субтестам «Арифметический»,
«Шифровка» (различия значимы на уровне p<0.01) «Словарный», «Последова­
тельные картинки», «Складывание фигур».
При оценке конкордантности по типам профилей латеральной организации
в парах близнецов было обнаружено, что сходство между монозиготными
близнецами (83 %) выше, чем между дизиготными (77 %).
В результате проведенного многофакторного дисперсионного анализа
было выявлено значимое влияние сочетания факторов профиля латеральной
организации и типа зиготности на показатели вербального (F=3,60**; р=0,007)
и невербального интеллекта (F=2,97*; р=0,02). При этом достоверно более
высокие показатели как вербального, так и невербального интеллекта – у монозиготных близнецов (рис. 2).
В результате проведенного однофакторного дисперсионного анализа было
получено значимое влияние ПЛО на показатели невербального интеллекта
у ДЗ близнецов (F=4,01*; р=0,01). Причем невербальный интеллект достигает
наиболее высокого уровня у близнецов с правыми признаками (Рисунок 3).
Для монозиготных близнецов достоверного влияния профиля латеральной
организации на показатели интеллекта не выявлено. В результате многофакторного дисперсионного анализа получено значимое влияние сочетания
факторов зиготности близнецов и пола на показатели вербального (F=9,04***;
р=0,0004) и невербального интеллекта (F=6,87**; р=0,002).
При этом вербальный и невербальный интеллект достоверно выше
у монозиготных близнецов мужского пола. Сочетание факторов пола, типа
зиготности и профиля латеральной организации сенсомоторных функций оказывает значимое влияние на показатели интеллекта (вербального
(F=3,31***; р=0,008), невербального (F=2,52*; р=0,03) и общего (F=3,26***;
р=0,008)). По данным литературы, испытуемые с выраженной ведущей
рукой имеют несколько более низкие показатели вербального интеллекта
по сравнению с испытуемыми с невыраженной ведущей рукой (С. Chiarello
et al., 2009) [13]. На материале российской выборки также получены данные
о зависимости уровня развития вербального интеллекта у дошкольников
от профиля функциональной сенсомоторной асимметрии (Е.И. Николаева,
2009) [4].
73
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Рис. 2. Влияние типа зиготности близнецов на показатели
вербального и невербального интеллекта
Обозначения: 1-левый профиль (ПЛО), 2-левый парциальный, 3-равнораспределенный,
4-правый парциальный, 5-правый
Рис. 3. Соотношение невербального интеллекта (в IQ) у ДЗ близнецов
и профилей латеральной организации.
74
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Литература
1. Александров Ю.И. Системная структура индивидуального опыта как отражение истории его формирования // Альманах «Новые исследования».
Материалы международной научной конференции «Физиология развития
человека». – М.: Вердана. – 2009. – № 2(19). – С. 15–16.
2. Данилова Н.Н. Психофизиология: Учебник для вузов. – М.: Аспект Пресс,
2001. ‑373 с.
3. Егорова М.С., Зырянова Н.М., Паршикова О.В., Пьянкова С.Д., Черткова Ю.Д.
Генотип. Среда. Развитие. – М.: ОГИ, 2004. – 576 с.
4. Николаева Е.И., Борисенкова Е.Ю. Выраженность латеральных признаков у дошкольников с разным уровнем интеллекта // Психологический
журнал. – 2009. – Т. 3. – № 4. – С. 47–55.
5. Новикова С.И., Малаховская Е.В., Пушина Н.П., Цетлин М.М., Филатов А.И.,
Посикера И.Н., Строганова Т.А. Взаимосвязь спектральной амплитуды θи α-диапазонов ЭЭГ с оценками когнитивных способностей в дошкольном
возрасте // Физиология человека. – 2009. – Т. 35. – № 4. – С. 20–27.
6. Практикум по валеологии для высших учебных заведений / Под ред.
Г.А. Кураева. – Ростов-на-Дону: Изд-во ООО «ЦВВР», 2001. – С. 156–160.
7. Равич-Щербо И.В., Марютина Т.М., Григоренко Е.Л. Психогенетика. – М.:
Аспект-пресс, 1999. – 447 с.
8. Талызина Н.Ф., Кривцова С.В., Мухаматулина Е.А. Природа индивидуальных различий: опыт исследования близнецовым методом. – М.: МГУ,
1991. – 192 с.
9. Ушаков Д.В. Интеллект: структурно-динамическая теория. – М.: Изд-во
ИП РАН, 2003. – 263 с.
10. Alfimova M., Michail Monakhov, Galina Korovaitseva, Vera Golimbet Genes
involved in the catecholamine metabolism and individual differences in attention
and working memory // 11th European Congress of Psychology ECP09 Oslo,
Norway 7–10 July 2009.- ABSTRACTS PAPER SESSIONS. – P. 37.
11. Annett M. Tests of the right shift genetic model for two new samples of famil
handedness and for the data of McKeever // Brain and Cognition. – 2008. –
№ 13(2). – Р. 105–123.
12. Anokhin A.P. Genetics and development of frontal brain function in adolescence:
implications for self-regulation of behavior // Альманах «Новые исследования». Материалы международной научной конференции «Физиология
развития человека». – М.: Вердана, 2009. – № 2(19). – С. 14–15.
13. Chiarello С., Welcome S.E., Halderman L.K., Leonard C.M. Does degree of
asymmetry relate to performance? An investigation of word recognition and
reading in consistent and mixed handers // Brain and Cognition. – 2009. –
Vol. 69. – P. 521–530.
75
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
14. Fehér Olga, Haibin Wang, Sigal Saar, Partha P. Mitra & Ofer Tchernichovski
De novo establishment of wild-type song culture in the zebra finch // Nature,
published online ahead of print May 3, 2009. URL: http://www.wired.com/
wiredscience/2009/05/songbirdculture/#more-4418.
15. Francks C., Fisher S.E., MacPhie I.L., Richardson A.J., Marlow A.J., Stein J.F.,
& Monaco A.P. A genomewide linkage screen for relative hand skill in sibling
pairs // American Journal of Human Genetics. – 2002. – № 70. – Р. 800–805.
16. Francks C., DeLisi L.E., Fisher S.E., Laval S.H., Rue J.E., Stein J.F., & Monaco A.P.
Confirmatory evidence of linkage of relative hand skill to 2p12-q11. American
Journal of Human Genetics. – 2003. – № 72. – Р. 499–502.
17. Gurd J.M., J. Schulz, L. Cherkas, G.C. Ebers Hand preference and performance
in 20 pairs of monozygotic twins with discordant handedness // Cortex. – 2006. –
Vol. 42. – Issue 6. – P. 934–945.
18. Hirnstein M., Hausmann M., O. Güntürkün The evolutionary origins of
functional cerebral asymmetries in humans: Does lateralization enhance parallel
processing? // Behavioural Brain Research. – 2008. – V. 187. – P. 297–303.
19. Lohmann G., von Cramon D.Y., Steinmetz H. Sulcal variability of twins // Cereb.
Cortex. – 1999. – V. 9. – P. 754–763.
20. Medland S.E., D.L. Duffy, M.J. Wright, G.M. Geffen, D.A. Hay, F. Levy,
C.E.M. van-Beijsterveldt, G. Willemsen, G.C. Townsend, V. White, Al.W. Hewitt,
D.A. Mackey, J.M. Bailey, W.S. Slutske, D.R. Nyholt, S.A. Treloar, N.G. Martin,
D.I. Boomsma Genetic influences on handedness: Data from 25,732 Australian
and Dutch twin families // Neuropsychologia. – 2009. – V. 47. – P. 330–337.
21. Neubauer A.C., A. Fink Intelligence and neural efficiency: Measures of brain
activation versus measures of functional connectivity in the brain // Intelligence. –
2009. – V. 37. – P. 223–229.
22. Reznikova Zh.I. Сognitive and non-cognitive aspects of social learning // Третья
международная конференция по когнитивной науке: Тезисы докладов:
В 2 т. Москва, 20–25 июня 2008 г. – М.: Художественно-издательский
центр, 2008. – Т. 1. – C. 136–137.
23. Sommer I.E., A. Aleman, M. Somers, M.P. Boks, R.S. Kahn Sex differences in
handedness, asymmetry of the Planum Temporale and functional language
lateralization // Brain research. – 2008. – V. 1206. – P. 76–88.
24. Teixeira Luis A. Categories of manual asymmetry and their variation with
advancing age // Сortex. – 2008. – № 44. – P. 707–716.
25. Tramo M.J., Loftus W.C., Thomas C.E., Green R.L., Mott L.A., Gazzaniga M.S.
Surface area of human cerebral cortex and its gross morphological subdivisions:
in vivo measurements in monozygotic twins suggest differential hemisphere
effects of genetic factors // J. Cogn. Neurosci. – 1995. – V. 7. – P. 292–301.
26.Vuoksimaa E., M. Koskenvuoa, R.J. Rosea, J. Kaprioa Origins of handedness:
A nationwide study of 30 161 adults // Neuropsychologia. – 2009. – V. 47. –
P. 1294–1301.
76
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Дунаев А.Г., Дунаева О.Г.
Психофизиологические изменения
при алкоголизме
Проблемы межполушарных отношений очень важны для понимания
нервных механизмов тех или иных психических процессов и функций и решение данных вопросов позволяет понять нейрофизиологические основы
психопатологических явлений, характерных для наркологических заболеваний.
В данном контексте интересен прежде всего вопрос о действии алкогольной
интоксикации на межполушарные функциональные отношения.
Наиболее важными являются работы, направленные на выяснение
особенностей межполушарного взаимодействия при острой и хронической
алкогольной интоксикации. В литературе имеются весьма противоречивые
данные о влиянии алкоголя на межполушарные отношения у человека.
По данным Т.А. Доброхотовой и Н.Н. Брагиной клиническая картина алкогольного опьянения по структуре близка к психопатологической симптоматике
функционального дефицита правого полушария (эйфория, эмоциональная
размягченность, заметное снижение критики). Авторы делают выводы
о влиянии алкоголя на структуры правого полушария. Вместе с тем, имеются
указания, что прием алкоголя ведет к исчезновению асимметрии зрительных
вызванных ответов (L. Rhodes, F. Obitz, D. Grul).
Lewis и др., регистрируя вызванные ответы на зрительные и соматосенсорные раздражители на фоне приема алкоголя, обнаружили снижение
амплитуды вызванного ответа в обоих полушариях, но более значительное – в правом; однако это снижение не было подтверждено статистически.
Оказалось, что угнетение потенциала, хотя и было диффузным, в левом
и правом полушариях на буквенные стимулы оно было выражено неодинаково. Преимущественное угнетение коркового ответа в правом полушарии
выражалось в явно большем, чем слева, удлинении его латентного периода
и в уменьшении амплитуды.
Существует точка зрения о том, что у лиц, страдающих алкоголизмом,
существенно нарушен зрительно-пространственный анализ, причем тем
сильнее, чем длительнее злоупотребление алкоголем (B. Jones); этот феномен
также можно связать с нарушением функций правого полушария.
Исследования И.Л. Наговициной показали, что алкоголь в большей степени угнетает функции правого полушария головного мозга. Обнаружено
снижение активности коры головного мозга за счет удлинения скрытого
периода электрического ответа и уменьшения его амплитуды. А.А. Абакумова
доказала, что у больных героиновой наркоманией имеет место достоверно
77
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
более выраженное подавление электрической активности в правом полушарии мозга, у них также более сглажена межполушарная асимметрия мозга по
сравнению с группой больных алкоголизмом.
Данные Двирского А.Е. и Кучера Ю.А. свидетельствуют о том, что леворукость встречается при алкоголизме достоверно чаще, чем в общей
популяции. Повышение частоты леворукости при алкоголизме происходит
за счет учащения ее среди больных с выраженнопрогредиентным течением
заболевания. У больных с леворукостью раньше формируется алкоголизм
и протекает он неблагоприятнее.
Нейрофизиологическое обследование подростков с семейной отягощенностью наркоманией и алкоголизмом, проведенное в Национальном научном
центре наркологии выявили нарушения в развитии у них когнитивной сферы
и уровня формирования способности к высокой концентрации внимания.
Нарушения выражались в снижении корковой активности и ухудшении
работы правого полушария. Снижение корковой активности проявлялась
как в уменьшении величин, так и в увеличении скрытых периодов поздних
положительных компонентов вызванного потенциала коры мозга – Р500
и Р600. Указанные изменения свидетельствуют об отставании в развитии
важных составляющих поведенческой и когнитивной деятельности, прежде
всего выбора поступающей информации, способности к быстрой и правильной систематизации и обработке, правильности принятия решения.
Дальнейшее изучение процессов нарушений корковой деятельности на этапе
формирования высшей когнитивной сферы чрезвычайно актуально и важно
для выявления лиц, относящихся к группе «высокого риска» заболеваний
наркоманиями и алкоголизмом.
Учеными Санкт-Петербургского научно-исследовательского психоневрологического института обнаружены сходные нарушения когнитивных
функций и у больных с зависимостью от героина, алкоголя и с сочетанной
зависимостью (выявленные при использовании серии компьютеризированных
тестов), что подтверждает общность механизмов действия психоактивных веществ и их нейротоксических эффектов на определенные структуры голоного
мозга. Однако в группе больных с зависимостью от героина отмечен более
короткий период задержки и меньшее количество ошибок в распознавании
зрительных образов, несколько лучшая зрительная память и способность
к обучению, а также более эффективное решение проблем и более высокие
уровни переключения реакции и когнитивной гибкости. При этом отмечен
низкий уровень принятия решений и более длительный период скорости
реакции и выбора вариантов поведения с высоким риском. Доказательство
специфичности перечисленных нарушений требует дальнейших исследований
и является задачей последующих работ.
78
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Большинство психофизиологических исследований указывают на явно
большее угнетение правого полушария мозга по сравнению с левым при
употреблении спиртных напитков, что говорит о выраженном латерализованном эффекте алкоголя. При экзогенно-органическом поражении правого
полушария мозга в клинике определяется индифферентное отношение
больных к своему состоянию, отсутствие критики, беспечность, эйфория,
беззаботность, что в свою очередь приводит к формированию алкогольной
анозогнозии. Большему угнетению правого полушария способствует также
более развитая в нем сосудистая система по сравнению с левым, что содействует большему проникновению алкоголя в данное полушарие мозга. Имеются
также данные об ухудшении работы правого полушария мозга у детей из
семей с алкогольной отягощенностью, что гипотетически также может быть
использовано в качестве маркера предрасположенности к алкоголизму.
Однако правополушарная гипотеза поддерживается не всеми исследователями. Так, J. Iohman, O. Parson изучали речевую функцию у больных
хроническим алкоголизмом с помощью CLAT (Conceptual Level Andoqies
Test). Больные алкоголизмом хуже выполняли этот тест, чем здоровые,
когда требовалась сложная обработка информации. Авторы считают, что
ухудшение выполнения вербального теста определенной сложности, равно
как и тестов на невербальное абстрагирование, является доказательством
гипотезы об общем, диффузном поражении коры головного мозга у больных
алкоголизмом.
Использование компьютерной электроэнцефалографии как перспективного метода диагностики состояния функций орбитофронтальной коры показало,
что у наркологических больных отмечена корреляция теста «отсроченное изменение», чувствительного к состоянию функций орбитофронатальной коры,
с частотой биоэлектрической активности в β-диапазоне, преимущественно
в лево-полушарных лобно-височных отведениях. По данным Московского
научно-практического центра наркологии наиболее сильным коррелятом
функций орбитофронтальной коры явились коэффициенты когерентности
β1– и β2-активности между левым височным и правым лобными регионами
мозга испытуемых.
Для обнаружения мозговой дефицитарности в Санкт-Петербургском
научно-исследовательском психоневрологическом институте предложен стандартизованный нейропсихологический метод с использованием 42-х тестов,
сгруппированных по топико-диагностическому принципу. Использование
данного метода позволяет обнаружить нарушения различных функциональных структур левого и правого полушарий головного мозга, связанных
с хронической алкогольной интоксикацией. Метод довольно чувствителен
также и для оценки степени выраженности дефицита мозговой деятельнос79
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
ти, процессов диффузности, локализации и преимущественной стороны
поражения. Анализ перечисленных показателей позволяет определить специфичность выявленных расстройств для алкогольной зависимости и, таким
образом, дифференцировать их от преморбидной и коморбидной патологии
головного мозга неалкогольного генеза.
Исходя из сказанного, можно сделать вывод, что правополушарная
гипотеза нуждается в дальнейшей экспериментальной проверке. При этом
необходимо учитывать, что в формировании алкоголизма, несомненно, играют
важную роль подкорковые структуры головного мозга человека.
Литература
1. Абакумова А.А. Вызванные потенциалы коры головного мозга и подкорковых структур у больных алкоголизмом и героиновой наркоманией:
Автореф. дис…..канд. психолог. наук. – М., 1999. – 21 с.
2. Анохина И.П., Винникова М.А., Борисова Е.В., Дробышева В.Я. Результаты
научно-исследовательских работ, координируемых научным советом
по наркологии РАМН за 2009 г. // Вопросы наркологии. – 2010. – № 2. –
С. 3–17.
3. Двирский А.Е., Кучер Ю.А., Моторный С.М., Власов Г.В. Особенности
функциональной ассиметрии головного мозга при различных типах
лечения алкоголизма и алкогольном делирии // Вопросы наркологии. –
1990. – № 3. – С. 45–46.
4. Доброхотова Т.А., Брагина Н.Н. Клиническая картина алкогольного
опьянения // Вопросы наркологии. – М., 1995. – №2. – С. 60.
5. Наговицкая И.Л. Нарушение электрической активности мозга у больных алкоголизмом и их детей: Автореф. дис… кандид. мед. наук. – М.:
1999. – 22 с.
6. Lewis E.J. The effects of alcohol on visual and sometosensory evoked responsesEEG and clinic // Neurophysiology. – 1970. – V. 28. – P. 30–35.
7. Rhodes L., Grul D. // Brit. Pharmacol. – 1995. – V. 50. – P. 489–498.
80
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Ермаков П. Н., Бабенко В.В.
Пространственно-временная организация ээг при
зрительном поиске разной эффективности
Вопрос о механизмах параллельной и последовательной обработки информации продолжает оставаться дискуссионным. Удобным инструментом разделения процессов зрительной обработки на параллельные и последовательные
являются задачи зрительного поиска. При этом основным анализируемым
показателем является наклон функции, связывающей время обнаружения
цели с числом одновременно предъявляемых стимулов. Различия в наклоне
этой функции послужили основой использования данного показателя для
разделения процессов обработки на параллельные (эффективный поиск)
и последовательные (неэффективный поиск) [2, 3].
Цель нашего исследования – изучение особенностей пространственновременной организации ЭЭГ при «простом» (параллельном) и «сложном»
(последовательном) зрительном поиске.
Методика
Аппаратура. Регистрацию электрической активности мозга осуществляли посредством сертифицированного электроэнцефалографа-анализатора
«Энцефалан-131–03» версия «Элитная-М» 5.4–10-2.0 (20.04.2006), производства
МТБ «Медиком», г. Таганрог.
Стимуляция. В качестве стимулов были использованы изображения,
состоящие из переменного числа изолированных текстурных паттернов.
Количество одновременно предъявляемых паттернов варьировало от 2 до 10.
Каждая текстура была округлой формы и имела диаметр 2 угл. град. Текстуры
появлялись в случайной позиции на условной окружности диаметром 3,7 угл.
град. Минимально возможное расстояние между текстурами составляло 0,2 угл.
град. В центре этой условной окружности находилась точка фиксации взора.
Эффективный поиск предусматривал обнаружение целевой немодулированной текстуры («простого» стимула), отличающейся от дистракторов
ортогональной ориентацией всех патчей (рис. 1). Этот тип зрительного
поиска предполагал возможность использования локальных механизмов
обнаружения базового отличительного признака (т.е. механизмов низкого
уровня), способных обеспечить параллельный поиск.
Для создания условий неэффективного поиска также использовались
патчевые текстуры. В этих паттернах вертикально ориентированные патчи
формировали фон, а горизонтально ориентированные образовывали определенную конфигурацию: в целевом стимуле – букву «Э», в дистракторах – букву
81
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
«Є» (рис. 1). В данном случае обнаружение цели («сложного» стимула) не могло
быть осуществлено на основе выделения определенного базового признака,
и решение задачи предполагало использование последовательного поиска.
Таким образом, сложность поиска определялась степенью пространственной вариативности целевого стимула.
Процедура. Испытуемый фиксировал взгляд на перекрестье в центре
экрана и нажатием клавиши запускал предъявление изображения. Число
одновременно появляющихся текстур варьировало в случайном порядке.
В задачу испытуемого входило определить, присутствует ли среди предъявленных однородных паттернов (дистракторов) целевая текстура, и сообщить
о своем решении нажатием соответствующей клавиши.
Регистрация. Регистрацию ЭЭГ осуществляли с соблюдением единообразия
условий непрерывно в течение всего исследования монополярно (по системе
10–20) с использованием 21 отведения относительно ипсилатеральных ушных
референтов. Полоса фильтрации сигнала составляла 0,5–70 Гц. Подэлектродное
сопротивление не превышало 5–7 кОм. Для отслеживания мигательных артефактов параллельно производилась запись электроокулограммы. Предъявление
изображений с помощью специального устройства синхронизовалось с отметками генератора вспышек энцефалографа (предъявления вспышек при этом не
производилось). Частота предъявления изображений регулировалась в ходе
эксперимента самим испытуемым нажатием на соответствующую клавишу.
Регистрация ЭЭГ начиналась с записи фоновой пробы (глаза открыты), далее
чередование задач в рамках одного эксперимента было случайным.
A1
A2A
Б1
Б2
Условные обозначения: А1, А2 – текстуры, используемые при зрительном поиске «простого» стимула; Б1, Б2 – при зрительном поиске «сложного» стимула.
Рис. 1. Примеры использованных текстур
82
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Обработка психофизических данных. Строились зависимости времени
реакции от числа одновременно предъявляемых паттернов (отдельно
для случаев наличия и отсутствия целевой текстуры в изображении). На
графиках, отражающих индивидуальные показатели испытуемых, каждое
значение получено в результате усреднения 400 проб.
Обработка электрофизиологических данных. Обработку ЭЭГ осуществляли в постреальном времени с использованием пакета прикладных
программ энцефалографа «Энцефалан-131–03». Устранение артефактов
осуществлялось в ручном режиме. Для каждой экспериментальной
пробы, а также состояния спокойного бодрствования (глаза открыты)
вычисляли спектры когерентности на 10-секундных интервалах для следующих частотных диапазонов: дельта 1 (0.50–2.00 Гц), дельта 2 (2.00–4.00
Гц), тета (4.00–8.00 Гц), альфа (8.00–13.00), бета 1 (13.00–24.00), бета 2
(24.00–35.00 Гц). Усредненные для каждого ритма спектры когерентности
(Ког) рассчитывали для всех (210) пар отведений (по числу сочетаний
из 21 по 2). Статистическую обработку результатов осуществляли
с использованием однофакторного дисперсионного анализа (ANOVA)
для зависимых выборок. Учитывали только достоверные изменения
значений когерентности (р≤0,01) по отношению к фоновым данным.
Строили графические карты изменений когерентности для каждой из
трех проб экспериментального раздела, соответствующих зрительному
поиску разной сложности.
Испытуемые. В исследовании приняли участие 15 практически здоровых человек мужского и женского пола с уровнем образования от
неполного высшего до высшего. Возрастной диапазон составил от 18
до 50 лет.
Результаты исследования
Показатели эффективного и неэффективного
зрительного поиска
В ходе каждого эксперимента определялась зависимость времени
зрительного поиска целевого стимула от числа текстур в предъявляемом
изображении. Результаты свидетельствовали о том, что использованные
нами паттерны действительно обеспечивали зрительный поиск различной
эффективности. Когда в задачу испытуемого входило обнаружение целевой
текстуры, отличающейся от дистракторов ориентацией всех ее элементов,
время поиска практически не зависело от числа одновременно предъявляемых
текстур. Когда использовались текстуры, элементы которых формировали
фигуру и фон, время поиска существенно возрастало при увеличении числа
предъявляемых паттернов (рис. 2).
83
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
поиск «сложного» стимула
поиск «простого» стимула
Рис.2. Результаты поиска «простого» и «сложного» стимулов
Пространственно-временная организация ЭЭГ при
эффективном зрительном поиске
На рисунке 3 представлены графические карты, характеризующие изменения когерентности при решении задачи параллельного зрительного
поиска.
Рис. 3. Графические карты изменений когерентности
при зрительном поиске «простого» стимула
84
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Эффективный (параллельный) зрительный поиск сопровождается ослаблением внутри и межполушарных связей левой окципитальной области
всех диапазонов частот, кроме дельта. В дельта-, преимущественно дельта2диапазоне, наблюдается усиление межполушарных связей. В альфа-диапазоне
отмечается снижение Ког внутриполушарных связей симметричных пунктов
коры (височные отведения Т5, Т6), причем в левом полушарии это выражено
сильнее. Наблюдается также снижение уровня Ког между левым затылочным
и фронтальными отведениями правого и левого полушарий.
В тета-диапазоне отмечается наибольшее количество когерентных взаимодействий. Все они характеризуются снижением уровня когерентности
относительно фона. С целью детализации этого вопроса выявленные в тета-диапазоне связи разделены на: межполушарные и внутриполушарные
(рис. 4). Внутриполушарные разделены, в свою очередь, на связи с короткими,
средними и длинными межэлектродными расстояниями [1].
А
Б
В
Г
Условные обозначения: А – межполушарные когерентные взаимодействия; Б – короткие,
В – средние, Г – длинные внутриполушарные взаимодействия.
Рис. 4. Графические карты изменений когерентности
в тета-диапазоне частот при зрительном поиске «простого» стимула
Изменения межполушарных взаимодействий наблюдаются в теменоцентрально-височном комплексе коры, а также касаются левой затылочной
и правых лобных областей. Связи с короткими межэлектродными расстояниями отмечаются в височно-центральных областях левого, а также в теменно-центральных зонах правого полушарий. Когерентные взаимодействия
со средними межэлектродными расстояниями наблюдаются между симметричными затылочно-центральными зонами (в правом полушарии выражены
сильнее). Отмечается также снижение когерентности в височно-центрально-лобном комплексе левого полушария, а также в теменно-лобной области
правой гемисферы. Длинные когерентные взаимодействия отмечаются между
затылочно-лобными областями обоих полушарий.
85
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Таким образом, для зрительного поиска «простого» стимула характерно:
усиление связей в дельта-диапазоне частот и наибольшее ослабление в диапазоне тета.
Пространственно-временная организация ЭЭГ
при неэффективном зрительном поиске
На рисунке 5 представлены графические карты, характеризующие изменения когерентности относительно фона при решении задачи зрительного
поиска «сложного» стимула.
Как видно из рисунка, неэффективный зрительный поиск характеризует
более сильное, по сравнению с эффективным, увеличение синхронизации
в лобной коре в диапазоне дельта1. Причем характерно усиление как внутри,
так и межполушарных связей. Появляется усиление связей также и в тетадиапазоне. Оно наблюдается между лобными областями как правого, так
и левого полушарий. Ослабление связей преимущественно правого полушария
происходит в диапазонах дельта2, тета и альфа. В дельта2-диапазоне это не
касается затылочной коры, тогда как в тета- и альфа- диапазонах ослабления
не наблюдается в лобной коре. В диапазонах бета1 и бета2 происходит ослабление связей задней части правого с передними областями левого полушария.
Кроме того, в бета1-диапазоне наблюдается снижение когерентности внутриполушарных связей заднее-височной части правого полушария.
Рис. 5. Графические карты изменений когерентности
при зрительном поиске «сложного» стимула
86
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Таким образом, для последовательного поиска характерно: наибольшее
усиление Ког в дельта1-диапазоне, наибольшее ослабление в диапазоне бета
и впервые наблюдается ослабление связей в дельта2-диапазоне частот.
Обусжение результатов
Сравнение задач эффективного и неэффективного зрительного поиска
между собой позволило обнаружить следующие закономерности: при переходе
от параллельного к последовательному поиску усиливается синхронизация
в лобной коре в дельта и тета-диапазонах.
При этом усиление межполушарных связей в задаче поиска «сложного»
стимула наблюдается в диапазоне дельта1. В альфа-диапазоне ослабление
внутри- и межполушарных связей сильнее выражено в «простой» задаче.
В диапазоне бета1 ослабление взаимодействий выражено максимально при
реализации поиска «сложного» стимула. В диапазоне бета2 ослабление внутриполушарных связей более выражено при зрительном поиске «простого»
стимула, а снижение Ког межполушарных связей – при поиске «сложного»
стимула.
Таким образом, выполнение любой из задач зрительного поиска протекает
на фоне преимущественного повышения когерентности биопотенциалов
в области низких (дельта- диапазон) и снижения в области высоких (альфа-,
бета-) частот. В тета-диапазоне изменение когерентности характеризуется
двусторонней направленностью, что определяется сложностью задачи. Однако
параллельный и последовательный зрительный поиск обнаруживают принципиальные отличия в паттернах пространственно-временной организации
ЭЭГ, проявляющиеся практически в каждом диапазоне частот.
Литература
1. Иванов Л.Б. Прикладная компьютерная энцефалография. 2-е изд. – М.:
НМФ «МБН», 2004. – 352 с.
2. Kinchla R.A. Detecting target elements in multi-element arrays // A confusability
model. Percept. Psychophys. – 1974. – № 32(15). – Р. 149–158.
3. Neisser U. Cognitive Psychology. – New York: Appleton-Century-Crofts,
1967. – 351 p.
87
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Ермаков П.Н., Воробьева Е.В.
Спектральные характеристики ээг при выполнении
вербальных операций и индивидуальная
профильная асимметрия у близнецов
Для многих исследователей сегодня весьма актуален вопрос о том, как
гены влияют на поведение, при этом на основании современных работ можно
с уверенностью сказать, что такое влияние осуществляется через воздействие
на мозговые процессы (Anokhin A.P., 2009, и др.). Последние выступают в качестве эндофенотипов (промежуточных фенотипов) психических функций,
что позволяет связать гены и поведение [18]. В работах Ю.И. Александрова
показано, что при изменении алгоритма научения изменяется нейронное
обеспечение данного поведения. При этом формирование нового опыта
(научение) проявляется в процессах нейронального, поведенческого и молекулярного уровней. Так, на нейрональном уровне научение выражается
в модификации импульсной активности нейронов. Изменения генетической
экспрессии в нейронах непосредственно обеспечивают их специализацию
относительно элементов индивидуального опыта [1].
О.Е. Сварник, К.В. Анохин, Ю.И. Александров, выделяют следующие
нейрогенетические особенности формирования индивидуального опыта:
формирование нового опыта проявляется в процессах разных уровней:
нейрональном; поведенческом; молекулярном; причем на нейрональном
уровне научение выражается в модификации импульсной активности нейронов. Выявленная поведенческая специализация нейронов формируется
относительно функциональных систем – элементов индивидуального опыта,
возникающих при научении. Формирование поведенческой специализации
нейронов относительно элементов индивидуального опыта осуществляется
посредством изменения генетической экспрессии в нейронах. Полученные
данные подтверждают селекционную теорию научения, согласно которой
активация одних генов и подавление экспрессии других после научения
в большом количестве нейронов позволяет сложиться системам для обеспечения нового поведения [14].
В экспе­риментах по изучению отражения вербальной деятельности в ЭЭГ
было выяснено следующее: при воспроизведении конкретных слов увеличивается синхронизация колебаний биопотенциалов между передней и задней
частями коры для всех частотных диапазонов за исключением альфа-частот,
причем лучшим показателям воспроизведения соответствует нарастание
когерентности между более дистантно расположенными областями коры;
изменения в левом полушарии были представлены в большей степени, чем
88
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
в правом, что можно объяснить вербальной природой задания. Для более
эффективного воспроизведения как конкретных, так и абстрактных слов
было характерно увеличение синхронизации тета-ритма между передней
и задней частями коры [13].
Г.А. Иваницкий, А.Р. Николаев и А.М. Иваницкий отмечают участие
фронтальных и темпоро-париетальных областей в выполнении вербальных
задач, причем предполагается, что фронтальная кора обусловливает внимание
к входящей информации, а также к входным словам в процессах их генерации, а левая темпоро-париетальная зона может быть вовлечена в сложные
семантические процессы, в том числе понимание утверждений [6].
О.М. Разумникова отмечает, что в ситуации генерации слов на заданную
букву отмечено увеличение мощности биопотенциалов тета1-диапазона при
широко представленном усилении когерентности этого ритма, что можно
рассматривать как ЭЭГ – коррелят адекватной концентрации внимания,
требуемой ментальной нагрузкой. Выполнение вербального задания связано
с более генерализованным повышением мощности биопотенциалов этого
диапазона [12].
В последние годы с помощью электроэнцефалографических и томографических методов было проведено большое количество исследований
функциональной активности мозга при выполнении математических задач.
Оказалось, что вычислительные операции требуют интеграции многих широко распределенных областей коры, так как необходимым условием для
этого вида деятельности является удержание внимания на определенной
последовательности действий, извлечение информации из рабочей памяти
и промежуточное сохранение в ней текущих результатов, вербализация
и зрительное представление числовых символов и т.п. [13].
Анализ динамики ЭЭГ в ходе выполнения арифметических вычислений
показал либо левостороннюю активацию темпорально-центрально-париетальной коры [Inouye et al., 1993], либо билатеральную активацию височных
областей и взаимодействие правой фронтальной коры и темпорально-центрально-париетальных областей. Другие исследования паттернов реактивности
ЭЭГ при выполнении математических действий выявили значимость тетаи дельта-ритмов в правой posterior области и бета-ритма – во фронтальных
областях (Fernandez et al., 1995) [24, 23].
В результате томографических исследований арифметических действий
Т. Рикард были выделены специфические области активации коры: билатеральная активация в 44 зоне Бродмана, в дорзолатеральной префронтальной
коре (поле 9, 10), в нижней и верхней париетальных областях, в язычковой
и веретеновидной извилинах, причем в 44 зоне Бродмана и париетальной коре
левосторонняя активация была выражена сильнее (Rickard et al., 2000) [29].
89
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Еще одно исследование функциональной организации мозга, необходимой
для выполнения арифметических операций, выявило активацию, как париетальной коры, так и нижней, и средней фронтальной извилин, правого
полушария в средней части мозжечка, правой премоторной коры и левого
хвостатого ядра (Menon et al., 2000) [26].
Картирование активности мозга с помощью позитронно-эмисионной
томографии при различных вычислительных операциях показало, что
при выполнении операции умножения чисел обнаружена билатеральная
активация нижних париетальных областей, а также левых веретенообразной, язычковой областей и чечевицеобразного ядра. Предполагается, что
активация последних обусловлена использованием вербальных операций,
а к функциям нижних париетальных областей относят представления чисел
как абстрактного внутреннего количества или кода величины. В то же время
при операциях сравнения чисел и их зрительном представлении билатерально
включаются окципитальная кора и прецентральная извилина. Кроме того
было установлено, что в математических заданиях, требующих точного ответа, наблюдалась активация левой нижней фронтальной коры, а в заданиях
с аппроксимацией данных – билатеральная внутрипариетальная активация
(Dahaene et al., 1999) [21].
Взаимодействие полушарий, необходимое для выполнения математических
операций и вербально-ассоциативной деятельности, осуществляется в широком диапазоне частот, и особенности этой функциональной частотно-пространственной организации корковых областей определяются целым рядом
факторов, в том числе сложностью решаемой задачи и индивидуальными
стратегиями ее выполнения. В зависимости от того, какая стратегия используется: вербальная или зрительно-пространственная – в ментальные процессы
включаются те области коры, которые обеспечивают эти функции.
При вербальном мышлении оказываются задействова­ны оба полушария. Например, было показано, что первичный анализ словесной категории
выполняет левое полушарие, а постлексический процесс осуществляется
в правом полушарии. Кроме того, правое полушарие играет центральную
роль на начальных этапах развития вербальных функций, а затем выполняет ряд дополнительных фонетических, лексических и других языковых
операций. К функциям правого полушария относят понимание основного
смысла суждения или метафор, лексически несвязанных категорий, а также
интеграцию новой информации в заданное суждение. Причем переработка
семантической информации идет в правом полушарии более медленно, чем
в левом [7, 16].
А.Н. Шеповальников, М.Н. Цицерошин отмечают, что вербально-мнестическая деятельность сопровождается специфическими по отношению
90
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
к виду выполняемых речевых заданий изменениями межрегиональных
связей биопотенциалов с обязательным участием различных отделов коры
обоих полушарий мозга. Пространственная структура межполушарных взаимодействий и локализация вовлекаемых в речемыслительную деятельность
отделов коры левого и правого полушарий проявляет существенные различия
в зависимости от специфики речевой деятельности [17].
В последние десятилетия не ослабевает интерес к изучению природы
фенотипической вариативности частотно-пространственных характеристик электрической активности головного мозга, для решения этой задачи
используются методы психогенетики, позволяющие выделить в общей
фенотипической вариативности признака аддитивную и доминантную
генетические составляющие, а также доли влияния факторов общей и индивидуальной среды.
Так, в работе Tang Y. и др. (2007) проводилась оценка наследуемости пока­
зателей спектральной мощности ЭЭГ покоя на материале сиблинговых пар
(не близнецов). Полученные оценки наследуемости располагались в диапазоне
между 0.220 и 0.647 и имели высокие значения для всех 38 пар электродов
в диапазонах: тета (3–7 Гц), низкочастотного альфа диапазона (7–9 Гц),
высоко­частотного альфа диапазона (9–12 Гц), низкочастотного бета диапазона
(12–16 Гц), среднечастотного бета диапазона (16–20 Гц) и высокочастотного
бета диапазона (на 20–28 Гц). При этом в диапазоне тета-частот более высокие показатели наследуемости были получены для фронто-центральных
отведений. Оценки наследуемости в низко- и высокочастотном альфа диапазоне, а также низкочастотном бета диапазоне были относительно высоки
в фронто-центральных областях с увеличением показателя наследуемости
от центрального к париетальным и затылочным областям. В средне- и высокочастотном бета диапазоне в центральной области коры (электрод Cz)
оценка наследуемости выше, чем в той же области на периферии (p-values
<0.000001) [32]. В последние годы в психогенетических исследованиях применяется метод магнитно-резонансной спектроскопии (Pell G.S., R.S. Briellmann,
K.M. Lawrence, D. Glencross, R.M. Wellard, S.F. Berkovic, G.D. Jackson, 2009)
[27]. Использование fMRI в исследованиях семантической памяти позволило установить, что активация правого полушария предшествует активации
левого, тем самым облегчая семантический поиск (Assaf M. и др., 2009) [19].
Хорошо известна роль мозговой асимметрии в генезе различных психопатологических состояний, а также аддикций. Так, например, в работе
Egorova A.Y., Vetvitskaya T.V. (2008) показано, что гиперактивность правого
полушария может являться нейропсихологической базой возникновения
алкогольной либо наркотической зависимости с преобладающим отрицательным эмоциональным фоном [22].
91
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Асимметрия в ЭЭГ может служить электрофизиологическим маркером
различных расстройств. Так, например, в работе Smit D.J.A., D. Posthuma,
D.I. Boomsma, E.J.C. De Geus (2007) на материале 732 близнецов и их одиночнорожденных сиблингов был определен вклад генетических и средовых
факторов соотношение фронтальной асимметрии в ЭЭГ и риска развития
тревожности и депрессии. Многомерное генетическое моделирование показало, что фронтальная асимметрия наследственно обусловлена у молодых
взрослых (32 % у мужчин и 37 % у женщин), но не у взрослых среднего возраста. Риск развития тревожности и депрессии при фронтальной асимметрии
в ЭЭГ характерен только для молодых женщин, что объясняется общими
генетическими влияниями на асимметрию ЭЭГ, а также риск развития тревожности и депрессии [30].
Соотношение особенностей межполушарной функциональной асимметрии в работе мозга и профиля латеральной организации сенсорных,
моторных и психических функций также традиционной привлекает внимание исследователей. Так, например, в работе В.А. Москвина (2002) оценка
функциональной межполушарной асимметрии мозга решалась с применением нейропсихологических методов, разработана классификация причин
латералазации моторных функций, включающая, наряду с наследственными
(генетическими) причинами, также и культурно-средовые (принадлежность
к определенной популяции) [9].
В лонгитюдном исследовании 125 детей Vuga M., N.A. Fox, J.F. Cohn,
M. Kovacs, C.J. George (2008) были получены данные о том, что асимметрия
мощности ЭЭГ фронтальных отведений может выступать как характерная
черта для возраста 3–9 лет [34].
В работе Данько С.Г., Шемякина Н.В., Нагорнова Ж.В., Старченко М.Г. (2009)
было установлено отсутствие значимых изменений мощности гамма ритма
при возрастании трудности и творческого характера вербальных задач [4].
В исследовании ЭЭГ в ситуации зрительного поиска, выполненном
Phillips S., Takeda Y. (2009) было установлено, что более высокая синхронизация ЭЭГ регистрируется в полосе гамма-частот для фронто-париетальных
отведений и соответствует неэффективному поиску [28].
В работе Кисловой О.О., Русаловой М.Н. (2009) были получены данные о том, что в ситуации распознавания испытуемыми эмоционально
окрашенной речи (предъявлялись аудио записи речи с оттенками радости,
страха, горя, гнева и безразличия) особую роль играет правая задневисочная область коры (отведение Т6). В то же время, у лиц с низкой точностью
распознавания речевых эмоций отмечается более высокая реактивность
правой задневисочной коры и повышенная ее локальная активация в гамма
диапазоне (34,5 Гц) [8].
92
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
В работе австралийских исследователей Cummins T.D.R., Finnigan S. (2007)
было показано, что мощность тета-ритма при выполнении когнитивных
заданий существенно уменьшается у людей пожилого возраста (средний возраст составил 68,4 года) по сравнению с молодыми людьми (средний возраст
21,9 года). Это различие мощности тета-ритма было наиболее существенно
в фронто-центральных областях. Указанная закономерность была верна и для
ЭЭГ покоя, но более выражена при решении когнитивных задач [20].
Проведенный литературный обзор показывает, что изучение частотнопространственных характеристик спектров электрической активности мозга
является современным и актуальным методом исследования эндофенотипов когнитивных функций, в частности, интеллекта. Интересным является
подход, позволяющий совместить оценку функциональной межполушарной
асимметрии в работе мозга и выявление латеральных профилей асимметрии
моторных, сенсорных и психических функций. При этом выполнение подобной
работы с применением близнецовой выборки делает ее особенно актуальной,
позволяя прогнозировать возможности и ограничения психокоррекционного
и психоразвивающего воздействия.
Цель данной работы – оценка вклада генотип-средовых факторов в межиндивидуальную вариативность профильной асимметрии, а также экспериментальное
изучение ЭЭГ-коррелятов вербального интеллекта (на примере выполнения
вербально-ассоциативной деятельности и арифметического счета) у близнецов
с различными особенностями индивидуальной профильной асимметрии.
Методика. Для записи ЭЭГ использовался сертифицированный электроэнцефалограф «Энцефалан», версия «Элитная-М» 5.4–10-2.0 (13.02.2004)
производства МТБ «Медиком» г. Таганрог. Регистрация осуществлялась в изолированной комнате. 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. Сопротивление электродов
не превышало 10 кОм. Фильтрация ЭЭГ осуществлялась в диапазоне 0,5–70 Гц.
Анализировалась фоновая ЭЭГ, а также регистрируемая в экспериментальных
пробах. Последовательность функциональных проб при записи ЭЭГ: «фон»,
«открыть глаза» (ОГ), «закрыть глаза» (ЗГ), проба «вербальные ассоциации»
(придумывание слов на букву «а»), проба «счет в уме» (последовательное
сложение цифры 7). Для отслеживания и подавления артефактов использовались регистрация электромиограммы (ЭМГ), электроокулограммы
(ЭОГ), электрокардиограммы (ЭКГ), кожно-гальванической реакции (КГР)
и фотоплетизмограммы (ФПГ). Анализ спектра абсолютной мощности осуществлялся путем сравнения показателей фоновой пробы с функциональной
93
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
в тех же частотных диапазонах (дельта (0,5–4 Гц), тета (4–8 Гц), альфа (8–13 Гц),
бета-1 (13–24 Гц), бета-2 (24–35 Гц) диапазонах. Для оценки профиля латеральной организации использовалась компьютерная программа «Профиль»
(НИИ Валеологии, Россия), позволяющая оценить моторную, сенсорную
и общую функциональную асимметрию. Моторная асимметрия оценивалась
с использованием тестов, направленных на оценку моторной асимметрии
рук и ног. Для оценки моторной асимметрии рук использовался блок тестов,
включающий опросник Аннет для определения ведущей руки, теппинг-тест,
для оценки показателей зрительно-моторной координации – трек-тест, для
определения силы кисти правой и левой руки – динамометрия. Результаты
опросника Аннет оценивались по шкале: от +24 до +13 баллов – правша; от +13
до -13 баллов – амбидекстр; от -13 до -24 баллов – левша. В остальных тестах
для определения ведущей руки использовалась констатация абсолютного
преимущества одной из рук. Для определения ведущей ноги использовались
следующие тесты: «закидывание ноги на ногу», «толчковая нога при прыжках»,
«удар по мячу», «направления поворота». Сенсорная асимметрия оценивалась
с применением проб на определение ведущего глаза (тест «подзорная труба»,
проба Розенбаха в модификации Брагиной-Доброхотовой), ведущего уха (тест
«часы», тест «телефон», дихотический тест), тактильной асимметрии (распознавание предметов при их ощупывании пальцами с закрытыми глазами – доски
Сегена). Психическая асимметрия оценивалась с помощью теста Г. Айзенка,
направленного на оценку образного и вербального мышления. По результатам тестирования формируется заключение о типе профиля латеральной
организации: правом, правом парциальном, парциальном сбалансированном
(равнораспределенном), левом парциальном, левом [11].
Для оценки вклада генетических и средовых факторов в фенотипическую
вариативность мощности ритмических составляющих ЭЭГ при выполнении
вербальных операций и показатели индивидуальной профильной асимметрии использовался коэффицент наследуемости Игнатьева и следующие уравнения:
h²= 2(r(МЗ) – r(ДЗ)); c²= r(МЗ) – h²; e²=1- h²- c², если r(ДЗ)<0 или
r(МЗ)>2r(ДЗ), h2 приравнивается к r(MЗ); если r(MЗ)<r(DЗ), h2=0; если r(MЗ)<0,
h2 не вычисляется; где r(МЗ) – внутрипарная корреляция монозиготных близнецов; r(ДЗ) – внутрипарная корреляция однополых дизиготных близнецов;
c² – общесемейная среда; e² – индивидуальная среда [5]. Полученные оценки
вклада генотип-средовых факторов в показатели мощности ритмических
составляющих ЭЭГ при выполнении вербальных операций сравнивались
с таковыми для фоновой ЭЭГ.
Математическая обработка данных осуществлялась с помощью дисперсионного анализа ANOVA. Компьютерная обработка результатов проводилась
по программе Statistica 6.0.
94
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Объект исследования – монозиготные и дизиготные однополые близнецы
в количестве 87 пар МЗ близнецов в возрасте от 14 до 26 лет (из них мужского
пола – 43 пары, женского – 44 пары), 86 пар ДЗ близнецов (мужского пола – 40
пар, женского – 46 пар). Средний возраст испытуемых – 18.9 лет. Все испытуемые без отклонений в состоянии здоровья, участвовали в исследовании
добровольно. Для определения зиготности близнецов использовался метод
полисимптомного сходства [15]; пары с неясной диагностикой в исследование
не включались.
Результаты. По результатам корреляционного анализа внутрипарного сходства МЗ и ДЗ близнецов по показателям функциональной асимметрии, полученным с использованием компьютерной программы «Профиль» было получено,
что существенный вклад факторов генотипа обнаруживается для моторной
асимметрии (рукость) (h²=0,48), сенсорной асимметрии (асимметрия зрения
h²= 0,46, асимметрия слуха h²= 0,32). Оценка наследуемости типа функциональной
асимметрии составила 0,26, при этом существенный вклад в фенотипическую
вариативность данного показателя вносит индивидуальная среда (e²= 0,74).
Проведен дисперсионный анализ ANOVA для выявления частотнопространственных особенностей фоновой ЭЭГ у лиц с разными типами
латерализации.
Фоновая ЭЭГ. В таблице 1 приведены результаты однофакторного дисперсионного анализа влияния выраженности мануальной асимметрии по
тесту М. Аннет у испытуемых на параметры мощности биопотенциалов основных анализируемых частотных диапазонов (приведены только значимые
результаты) (табл. 1).
Таблица 1
Результаты дисперсионного анализа (независимая переменная: выраженность мануальной асимметрии по тесту Аннет, зависимая переменная – мощность биопотенциалов в фоновой ЭЭГ, мкв2)
Мощность ритмических
составляющих ЭЭГ в отведениях
Тета1 О2
Тета2 О2
Бета1 О2
Альфа2 О2
Альфа1 О1
Альфа2 О1
Бета 1 О1
Тета1 Р4
SS
MS
F
p
4122,855
4280,326
6842,505
38695,57
35428,40
104350,5
1080,496
3543,455
242,521
251,784
402,500
2276,21
2084,02
6138,27
63,559
208,439
5,66523
6,49617
24,1335
2,67201
2,20736
9,55971
3,1561
6,6805
0,000013
0,000003
0,000000
0,008032
0,026053
0,000000
0,002463
0,000002
Из таблицы 1 видно, что для степень выраженности у испытуемых асимметрии сенсорных и моторных функций (профиль латеральной организации)
95
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
оказывает достоверное влияние на оценки мощности биопотенциалов в фоне
в тета1 и тета2, альфа1 и альфа2 и бета1 частотных диапазонах в обеих гемисферах.
На рисунке 1 представлены распределения значений коэффициента
асимметрии (по данным программы «Профиль») и мощности биопотенциалов в затылочных отведениях при регистрации фоновой ЭЭГ. На рисунке
1 видно, что мощность биопотенциалов в альфа2 диапазоне в затылочных
областях наиболее высока при левосторонней латерализации признаков
у испытуемых.
ЭЭГ в пробе «Ассоциации». Результаты проведенного дисперсионного
анализа влияния показателя мануальной асимметрии по тесту М. Аннет
на параметры мощности биопотенциалов основных анализируемых частотных диапазонов в пробе «Ассоциации» свидетельствуют о том, что при
выполнении вербально-ассоциативной деятельности степень выраженности
у испытуемых асимметрии сенсорных и моторных функций (профиль латеральной организации) оказывает достоверное влияние на оценки мощности
биопотенциалов в тета1 и тета2, альфа1 и альфа2 и бета1и бета2 частотных
диапазонах в обеих гемисферах (кроме затылочных и право-париетальных
отведений). Далее рассмотрим характеристики абсолютной мощности тех
частотных отведений и ритмических составляющих ЭЭГ, для которых ранее
на основании применения Т-критерия Стьюдента было установлено достоверное изменение по сравнению с фоном.
ЭЭГ в пробе «Арифметический счет». Результаты проведенного дисперсионного анализа влияния выраженности мануальной асимметрии по тесту
М. Аннет у испытуемых на параметры мощности биопотенциалов основных
анализируемых частотных диапазонов в пробе «Арифметический счет»
свидетельствуют о том, что степень выраженности у испытуемых асимметрии сенсорных и моторных функций (профиль латеральной организации)
оказывает достоверное влияние на оценки мощности биопотенциалов
преимущественно правого полушария (правые затылочное и париетальное
отведения).
Далее был проведен дисперсионный анализ влияния факторов пола,
возраста, порядка рождения близнецов (перворожденный, второрожденный), типа близнецов (монозиготные, дизиготные) и их взаимодействия
на показатели асимметрии моторных, сенсорных и психических функций,
полученные с применением программы «Профиль».
В результате было установлено, что факторы пола и порядка рождения
близнецов не оказывают значимого влияния на показатели асимметрии
моторных, сенсорных и психических функций, полученные с применением
программы «Профиль».
96
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Рис. 1. Распределение значений абсолютной мощности альфа1 ритма
ЭЭГ (фоновая проба, мкв2) в зависимости от значения
коэффициента общей асимметрии
97
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
В таблице 2 приведены результаты дисперсионного анализа влияния фактора возраста обследуемых близнецов на показатели асимметрии моторных,
сенсорных и психических функций, полученные с применением программы
«Профиль» (табл. 2).
Таблица 2
Результаты дисперсионного анализа (независимая переменная:
возраст, зависимая переменная – показатели функциональной
асимметрии, полученные с применением программы «Профиль»)
Показатели
Тест Аннет
Образное мышление
Вербальное мышление
Коэффициент асимметрии
Тип ПЛО
SS
3267,87
209,00
181,00
15884,88
54,96
df
MS
40 81,6969
40 5,2250
40 4,5250
40 397,1219
40 1,3740
F
0,446944
1,511536
2,095028
2,240931*
0,991593
p
0,900676
0,177257
0,053153
0,039061
0,462182
Из таблицы 2 видно, что фактор возраста оказывает значимое воздействие
на общий показатель выраженности функциональной асимметрии (F=2,24*,
p<0,05).
Взаимодействие факторов Возраст х Порядок рождения близнецов
оказывает значимое воздействие на показатель «Вербальное мышление»
по программе «Профиль» (F=2,24**, p<0,01). Специальное рассмотрение
полученных данных позволило установить, что у перворожденных близнецов с увеличением возраста близнецовой пары показатели вербального
интеллекта увеличиваются.
Также был проведен дисперсионный анализ влияния факторов пола, возраста,
порядка рождения близнецов (перворожденный, второрожденный), типа близнецов (монозиготные, дизиготные) и их взаимодействия на показатели абсолютной
мощности биопотенциалов. В таблице 3 приведены результаты дисперсионного
анализа влияния фактора пола обследуемых близнецов на показатели абсолютной
мощности биопотенциалов (даны только значимые оценки) (табл.3).
Таблица 3
Результаты дисперсионного анализа (независимая переменная:
пол, зависимая переменная – показатели абсолютной мощности
биопотенциалов, мкв2)
Частотный диапазон,
отведение
Альфа1 О2
Альфа2 О2
Тета1 О1
Альфа2 О1
98
SS
df
MS
F
p
952363
951162
18992
965892
262
262
262
262
3634,97
3630,39
72,49
3686,61
10,03**
11,80***
4,18*
5,20*
0,001
0,0006
0,042
0,023
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Анализ таблицы 3 позволяет заключить, что фактор пола оказывает
значимое воздействие на показатели абсолютной мощности биопотенциалов затылочных отведений справа и слева в диапазоне тета и альфа частот.
Специальное рассмотрение полученных данных показало, что у женщин
мощность альфа и тета частот выше, чем у мужчин, как в фоновой ЭЭГ, так
и при когнитивных нагрузках.
Обсуждение. В работе Medland S.E. et. al. (2009) проведен мета-анализ
результатов близнецовых исследований рукости у австралийских и голландских близнецов, а также их сиблингов. В результате применения метода
структурного моделирования была подтверждена эффективность модели,
включающей аддитивный генетический компонент (23,64 %) и компонент
неразделенной среды (76,36 %) [25]. Согласно полученным в нашей работе
данным вклад аддитивной генетической составляющей в различия по мануальной асимметрии составил 48 %, что превышает полученный Medland S.E.
et. al. показатель. Однако, известны различия распространения того или иного
типа мануальной асимметрии в разных популяциях. Так, например, в работе
Sommer I.E., A. Aleman et al. (2008) проведен мета-анализ распределения
«рукости» в зависимости от принадлежности к определенной популяции (сопоставлялись «Западные» популяции – США, Австралия, Европейские страны
и «Незападные» популяции – Азия, Африка, ближний Восток). Полученные
Sommer I.E., A. Aleman et al. результаты свидетельствуют о значимо большем
количестве леворуких среди представителей «Незападных» популяций [31].
Нами обнаружено, что при выраженных «правых» признаках в профиле
латеральной организации динамика показателей абсолютной спектральной
мощности с возрастом не является столь существенной, как при выраженных
«левых» признаках в профиле латеральной организации. В последнем случае
обнаружена тенденция к тому, что в более младшем возрасте (13–16 лет) у близнецов регистрируются показатели спектральной мощности, соответствующие
низким нормативным значениям, а в более старшем возрасте (22–25 лет)–
высоким нормативным значениям для соответствующих спектров [3].
Обнаруженное увеличение абсолютной суммарной мощности биоэлектрической активности головного мозга у обследуемых с выраженными «левыми»
признаками в профиле латеральной организации с увеличением их возраста,
предположительно, отражает повышение энергетического метаболизма
нейронов головного мозга в ходе адаптации организма к внешнесредовым
воздействиям. Полученные нами результаты также могут свидетельствовать
о том, что низкий энергетический уровень биоэлектрической активности
мозга связан с доминированием процессов десинхронизации, при этом выcокий энергетический уровень биоэлектрической активности мозга связан
с усилением синхронизации деятельности нейрональных ансамблей [2].
99
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Полученные нами данные о том, что с увеличением возраста растет и степень функциональной асимметрии, согласуются с данными других авторов
(например, Teixeira Luis A., 2008) [33].
Установленный в данном исследовании факт, что у перворожденных членов близнецовых пар более старшему возрасту соответствуют более высокие
показатели вербального интеллекта подтверждается практикой наблюдений
и психологического консультирования близнецов и их родителей [5]. Так,
перворожденный близнец в паре, как правило, более уверен в себе, более
контактен по отношению к внешнему социальному окружению близнецовой
пары, в основе чего лежат, возможно, лучшие условия его пренатального
развития. С возрастом такое поведение может приводить к более высоким
оценкам его вербального интеллекта по сравнению с со-близнецом.
В нашей работе также получено, что у женщин мощность альфа и тета частот выше, чем у мужчин, как в фоновой ЭЭГ, так и при когнитивных нагрузках.
Согласно современным представлениям, синхронизация тета диапазона при
устойчивом внимании к зрительной и речевой стимуляции связана с уровнем
результативности симультанной обработки информации. Синхронизация
альфа ритма в ситуации устойчивого внимания отражает работу механизмов, связанных с тормозной регуляцией процессов обработки информации
в коре мозга, нерелевантной текущей задаче, а также локальную активацию
отдельных зон коры. Синхронизация тета ритма в тех же условиях связана
с обеспечением удержания мишени внимания [5]. В работе Разумниковой О.М.,
Вольф Н.В., Тарасовой И.В. (2009) с применением дисперсионного анализа
ANOVA были получены данные о том, что при выполнении вербального творческого задания мощность ЭЭГ в тета1-диапазоне повышалась в сравнении
с фоном (p<0,01), что соответствует и нашим данным [13].
Выводы
1. С применением классического близнецового метода получены данные
о том, что факторы генотипа вносят существенный вклад в фенотипическую
вариативность моторной асимметрии (рукости) (h²=0,48), сенсорной асимметрии (асимметрии зрения h²= 0,46, асимметрии слуха h²= 0,32). Оценка
наследуемости типа функциональной асимметрии составила 0,26, при этом
существенный вклад в фенотипическую вариативность данного показателя
вносит индивидуальная среда (e²= 0,74).
2. В фоновой ЭЭГ синхронизация альфа ритма в затылочных отведениях
наиболее выражена у близнецов с преобладанием «правых» признаков в профиле
латеральной организации, при этом выраженность спектральной мощности альфа ритма достаточно стабильна в возрастном диапазоне 14–26 лет. Преобладание
«левых» признаков в профиле латеральной организации связано с изменением
100
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
уровня спектральной мощности альфа ритма от низкого в более младшем возрастном диапазоне (13–16 лет) до весьма высокого в возрасте 22–25 лет.
3. При выраженной правосторонней латерализации выполнение вербально-ассоциативной деятельности связано с большей синхронизацией
тета2 ритма в передне-лобной области, а также большей синхронизацией
бета1 ритма в задне-височной области с левополушарным доминированием. Преобладание «левых» признаков в профиле латеральной организации
связано с изменением уровня спектральной мощности тета2 и бета1 ритмов
от низкого в более младшем возрастном диапазоне (13–16 лет) до весьма
высокого в возрасте 22–25 лет.
4. Степень выраженности у испытуемых асимметрии сенсорных и моторных и психических функций (профиль латеральной организации) оказывает
достоверное влияние на оценки мощности биопотенциалов при выполнении
арифметических операций преимущественно правого полушария (правые
затылочное и париетальное отведения).
Полученные результаты могут быть использованы в практической психологической консультативной, психокоррекционной деятельности, практике
обучения школьников и студентов с учетом выявленных закономерностей.
Литература
1. Александров Ю.И. Системная структура индивидуального опыта как отражение истории его формирования // Альманах «Новые исследования».
Материалы международной научной конференции «Физиология развития
человека». – М.: Вердана, 2009. – № 2(19). – С. 15–16.
2. Вольф Н.В., Тарасова И.В., Разумникова О.М. Половые различия в изменениях когерентности биопотенциалов коры мозга при образном творческом
мышлении: связь с эффективностью деятельности // Журнал высшей
нервной деятельности. – 2009. – Т. 59. – № 4. – С. 429–436.
3. Григорьева В.Н. Реабилитация больных с хроническими формами заболеваний нервной системы: клинико-нейрофизиологические и медико-психологические исследования: Автореф. дисс..... докт. мед.н. – М., 2001. – 44 с.
4. Данько С.Г., Шемякина Н.В., Нагорнова Ж.В., Старченко М.Г. Сравнение
воздействия субъективной сложности и творческого характера вербальной
деятельности на спектральные показатели мощности ЭЭГ // Физиология
человека. – 2009. – Т. 35. – № 3. – С. 132–134.
5. Егорова М.С., Зырянова Н.М., Паршикова О.В., Пьянкова С.Д., Черткова Ю.Д.
Генотип. Среда. Развитие. – М.: ОГИ, 2004. – 576 с.
6. Иваницкий Г.А., Николаев А.Р., Иваницкий А.М. Взаимодействие лобной
и левой теменно-височной коры при вербальном мышлении // Физиология
человека. – 2002. – № 1. – С. 5–11.
101
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
7. Кабардов М.К., Матова М.А. Межполушарная ассиметрия и вербальные
и невербальные компоненты познавательных способностей // Вопросы
психологии. – 1988. – № 6. – С. 106–115.
8. Кислова О.О., Русалова М.Н. Частотно-амплитудные ЭЭГ-показатели
успешности распознавания эмоциональной речи // Журнал высшей
нервной деятельности. – 2009. – Т. 59. – № 3. – С. 281–287.
9. Москвин В.А. Проблема связи латеральных профилей с индивидуальными различиями человека (в дифференциальной психофизиологии):
Автореф. … докт. психол. н. – Уфа, 2002. – 50 с.
10. Новикова С.И., Малаховская Е.В., Пушина Н.П., Цетлин М.М., Филатов А.И.,
Посикера И.Н., Строганова Т.А. Взаимосвязь спектральной амплитуды θи α-диапазонов ЭЭГ с оценками когнитивных способностей в дошкольном
возрасте // Физиология человека. – 2009. – Т. 35. – № 4. – С. 20–27.
11. Практикум по валеологии для высших учебных заведений / Под ред.
Г.А. Кураева. – Ростов-на-Дону: Изд-во ООО «ЦВВР», 2001. ‑С. 156–160.
12. Разумникова О.М. Мышление и функциональная асимметрия мозга. –
Новосибирск, 2004. – 272 с.
13. Разумникова О.М., Вольф Н.В., Тарасова И.В. Стратегия и результат: половые различия в электрографических коррелятах вербальной и образной
креативности // Физиология человека. – 2009. – Т. 35. – № 3. – С. 31–41.
14. Сварник О.Е., Фадеева Т.А., Анохин К.В., Александров Ю.И. Этапы
формирования индивидуального опыта: поведенческие и нейрогенетические особенности // Тенденции развития современной психологической науки. Тезисы юбилейной научной конференции. – М.: ИП РАН,
2007. – С. 340–342.
15. Талызина Н.Ф., Кривцова С.В., Мухаматулина Е.А. Природа индивидуальных различий: опыт исследования близнецовым методом. – М.: МГУ,
1991. – 192 с.
16.Чораян О.Г., Кураев Г.А., Чораян И.О. Некоторые динамические и вариационные характеристики вербальной деятельности (на модели установления синонимических отношений) у лиц с разным уровнем IQ // Вопросы
психологии. – 2003. – № 2. – С. 16–22.
17. Шеповальников А.Н., Цицерошин М.Н. Анализ пространственно-временной организации ЭЭГ – путь к познанию нейрофизиологических
механизмов интегративной деятельности мозга // Журнал высшей нервной
деятельности. – 2007. – № 6. – С. 663–672.
18. Anokhin A.P. Genetics and development of frontal brain function in adolescence:
implications for self-regulation of behavior // Альманах «Новые исследования». Материалы международной научной конференции «Физиология
развития человека». – М.: Вердана, 2009. – № 2(19). – С. 14–15.
102
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
19. Assaf M., Jagannathana K., V. Calhoun, M. Kraut, J. Hart Jr., G. Pearlson Temporal
sequence of hemispheric network activation during semantic processing: A
functional network connectivity analysis // Brain and Cognition. – 2009. –
Volume 70. – Issue 2. – P. 238–246.
20. Cummins T.D.R., Finnigan S. Theta power is reduced in healthy cognitive aging //
International Journal of Psychophysiology. – 2007. – V. 66. – P. 10–17.
21. Dahaene S., E. Spelke, P. Pinel, R. Stanescu and S. Tsivkin Sources of mathematical
thinking: behavioral and brain-imaging evidence // Science. – 1999. – № 284. –
P. 970–974.
22. Egorova A.Y., Vetvitskaya T.V. Cerebral asymmetry changes in addictions //
International Journal of Psychophysiology. – 2008. – V. 69. – P. 139–205.
23. Fernandez T., Harmony T., Rodriguer M. et al. EEG activation patterns during
the performance of tasks in different components of mental calculation // EEG
and Clin. Neurophysiol. – 1995. – V. 93(3). – P. 175–181.
24. Inouye T., Toi S., Matsumoto Y.A new segmentation method of
electroencephalograms by use of Akaike’s information criterion // Brain. Res.
Cogn. Brain. Res. – 1995. – № 3. – Р. 33–40.
25. Medland S.E., D.L. Duffy, M.J. Wright, G.M. Geffen, D.A. Hay, F. Levy,
C.E.M. van-Beijsterveldt, G. Willemsen, G.C. Townsend, V. White, Al.W. Hewitt,
D.A. Mackey, J.M. Bailey, W.S. Slutske, D.R. Nyholt, S.A. Treloar, N.G. Martin,
D.I. Boomsma Genetic influences on handedness: Data from 25,732 Australian
and Dutch twin families // Neuropsychologia. – 2009. – V. 47. – P. 330–337.
26. Menon V., Rivera S.M., White C.D., Glover G.H., Reiss A.L. Dissociating
prefrontal and parietal cortex activation during arithmetic processing //
Neuroimage. – 2000. – № 12. – Р. 357–365.
27. Pell G.S., R.S. Briellmann, K.M. Lawrence, D. Glencross, R.M. Wellard,
S.F. Berkovic, G.D. Jackson Reduced variance in monozygous twins for multiple
MR parameters: Implications for disease studies and the genetic basis of brain
structure // NeuroImage. – 2009.
28. Phillips S., Takeda Y. Greater frontal-parietal synchrony at low gammaband frequencies for inefficient than efficient visual search in human EEG //
International Journal of Psychophysiology. – 2009. – V. 73. – P. 350–354.
29. Rickard T.C., Romero S.G., Basso G., Wharton C., Flitman S., Grafman J. The calculating
brain: an fMRI study // Neuropsychologia. – 2000. – № 38. – Р. 325–335.
30. Smit D.J.A., D. Posthuma, D.I. Boomsma, E.J.C. De Geus The relation between
frontal EEG asymmetry and the risk for anxiety and depression // Biological
Psychology. – 2007. – V. 74. – P. 26–33.
31. Sommer I.E., A. Aleman, M. Somers, M.P. Boks, R.S. Kahn Sex differences in
handedness, asymmetry of the Planum Temporale and functional language
lateralization // Brain research. – 2008. – V. 1206. – P. 76–88.
103
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
32. Tang Y., D.B. Chorlian, M. Rangaswamy, B. Porjesz, L. Bauer, S. Kuperman,
S. O’Connor, J. Rohrbaugh, M. Schuckit, A. Stimus, H. Begleiter Genetic influences
on bipolar EEG power spectra // International Journal of Psychophysiology. –
2007. – V. 65. – P. 2–9.
33. Teixeira Luis A. Categories of manual asymmetry and their variation with
advancing age // Сortex. – 2008. – № 44. – P. 707–716.
34.Vuga M., N.A. Fox, J.F. Cohn, M. Kovacs, C.J. George Long-term stability of
electroencephalographic asymmetry and power in 3 to 9 year-old children //
International Journal of Psychophysiology. – 2008. – V. 67. – P. 70–77.
104
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Ермаков П. Н., Чепурная М.М., Аралова М.П.
Особенности мфа и когнитивных стилей
подростков с бронхиальной астмой
Для школьников с хроническими соматическими заболеваниями определение доминантного полушария и его взаимосвязи с когнитивными особенностями является актуальным как для определения стратегии и тактики
их обучения, так и для их психологического сопровождения.
В литературе недостаточно сведений об особенностях развития когнитивных стилей, интеллекта и особенностей решения когнитивных задач
у детей с разными профилями функциональной асимметрии, имеющих
заболевания дыхательной системы. Большинство научных трудов на данную
тему описывают взаимосвязь функциональной асимметрии и высших психических функций у здоровых людей. Исследователей, стремящихся выявить
общие закономерности функционирования когнитивной сферы, чаще всего
привлекают ситуации обучения, активной переработки информации, развития функций восприятия. Вопросы же о том, каково влияние хронических
сома­тических заболеваний на стили работы с информацией, латерализацию
функций, интеллект остаются открытыми.
Болезнь изменяет не только физиологию человека, но и характер его
отношений с окружающими, влияет на эмоциональную сферу, формирует
и заостряет определенные личностные черты. Можно предположить, что
наличие хронического заболевания оказывает влияние на профиль сенсомоторной асимметрии и когнитивные особенности. Особенно отчетливо
это влияние должно проявляться у детей и подростков, когнитивная сфера
которых наиболее активно развивается, и потому особенно пластична.
Целью исследования явилось изучение особенностей профиля функциональной асимметрии головного мозга и когнитивных особенностей
у подростков с хронической бронхиальной астмой. Объектом исследования
стали подростки с хронической бронхиальной астмой. Предмет исследования:
взаимосвязь невербального интеллекта, особенностей решения когнитивных
задач, профиля функциональной асимметрии мозга и когнитивных стилей
у подростков: с хронической бронхиальной астмой.
В группы испытуемых вошли подростки 14–16 лет в количестве 63 человек, на момент тестирования находящиеся в Областной Детской Больнице
г. Ростова-на-Дону, и 50 здоровых подростков в возрасте 14–16 лет, обучающихся в школах Ростовской области.
Были использованы следующие методики: «замаскированные фигуры»
К. Готтшальдта (Embedded Figures Test, EFT); модифицированная методика
105
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
«Свободная сортировка объектов» Р. Гарднера, адаптированная В. Колгой;
тест сравнения сходных фигур Дж. Кагана (Matching Familiar Figures Test);
программа «Профиль» для определения индивидуальных особенностей
функциональной межполушарной асимметрии (МФА) мозга.
Сравнение распределения профилей МФА по группам позволяет говорить
о тенденции к преобладанию левополушарных асимметрий в основной группе.
Была обнаружено, что в ней у 4 % испытуемых левый парциальный профиль,
а у остальных – правый и правый парциальный. В контрольной группе левый
и левый парциальный профиль встречается у 14 % респондентов.
Была исследована также выраженность когнитивных стилей у подростков, страдающих бронхиальной астмой, по сравнению с их здоровыми
сверстниками. Исследовались следующие показатели: полезависимость – поленезависимость, импульсивность -‑рефлективность, степень понятийной
дифференцированности.
В основной группе поленезависимость отмечена в 4 % случаях, а в контрольной группе – в 34 %. Импульсивность характерна для 66 % подростков из
основной группы, рефлективность для 26 %, а для 4 человек результаты теста
обоснованны уровнем интеллекта и нами не учитываются. Соответственно
в контрольной группе импульсивность отмечена в 60 %, рефлективность в 28 %
и в оставшихся 6 случаях результаты теста связаны с уровнем интеллекта.
Низкий уровень понятийной дифференцированности в основной группе
отмечается у 72 % опрошенных, средний – у 28 %, при этом высокий уровень
не был представлен. В контрольной группе получены следующие результаты:
у 60 % степень понятийной дифференцированности низкая, у 36 % – средняя
и у 4 % высокая.
Опираясь на эти данные мы можем говорить, что когнитивные стили, для
которых характерна полезависимость, в основной группе встречаются чаще,
чем в контрольной. Соответственно, поленезависимость чаще наблюдается
в контрольной группе. Импульсивность примерно одинаково преобладает
над рефлективностью в обеих группах. В основной группе чаще встречаются
респонденты низким уровнем понятийной дифференцированности и реже –
со средним. Высокий уровень найден только в контрольной группе.
Таким образом, мы можем говорить о том, что для детей, страдающих
бронхиальной астмой в большей мере, чем для их здоровых сверстников,
характерна полезависимость, уровень понятийной дифференцированности
в основной группе ниже.
Большинство исследуемых подростков уже страдали астмой до подросткового возраста. Если следовать распространённой теории о том, что в ходе
оногенетического развития формирование МФА приходится в значительной
степени на подростковый возраст, то можно предположить, что хроничес106
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
кое течение БА уже сказалось на преобладании правой функциональной
асимметрии. Преобладание полезависимости и низкой понятийной дифференцированности также сложились в определённой степени под влиянием
хронического течения астмы.
Для описания особенностей решения когнитивных задач у старшеклассников мы применили методику, основанную на задаче Эйлера, заведомо не
имеющей правильного решения.
В основной группе 14 детей (28 %) признали задачу не решаемой, 36 респондентов (72 %) говорили о невозможности самостоятельного решения
задачи. В контрольной группе задачу признали не решаемой только 9 человек
(18 %), в то время как о не возможности самостоятельного решения говорил
41 респондент (82 %). Эти данные позволяют сделать предположение о преобладании в основной группе внутреннего локуса контроля при решении
когнитивных задач.
В то же время в основной группе оригинальность вариантов решений
демонстрировали 24 % респондентов, а в контрольной – всего 12 %. Это
позволяет нам предположить, что в основной группе подростки демонстрировали меньший уровень нормативности мыслительных процессов, большую
способность к креативному мышлению
Время, затраченное на попытки решения задачи Эйлера, а так же количество решений в группах сильно варьировалось. Для анализа временных
и количественных данных теста мы ввели дополнительный коэффициент,
представляющий собой отношение количества вариантов решения задания
к затраченному времени. Данный коэффициент позволяет делать предположения об интенсивности когнитивных процессов.
Сравнив эти коэффициенты в основной и контрольной группах с помощью t-критерия Стьюдента для двух независимых выборок, мы получили
следующие результаты: среднее значение коэффициента в контрольной группе
выше, что может свидетельствовать о большей интенсивности когнитивных
процессов. В то же время в обоих случаях отмечается высокое стандартное
отклонение, что свидетельствует о большой вариативности описываемого
признака.
Обратимся к сравнению уровня интеллекта, основанном на применении
t-критерия Стьюдента, которое дало следующие результаты. Средние значения невербального интеллекта отличаются незначительно (94,2 балла в основной группе и 97,8 в контрольной) и находятся в пределах нормы уровня
интеллекта для данной возрастной группы. Критерий равенства дисперсий
Ливиня позволяет говорить о гомогенности дисперсий. То есть, значимых
различий по уровню невербального интеллекта в основной и контрольной
группах не обнаруживается.
107
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
В целом можно предположить наличие у подростков с БА тенденции
к снижению скорости решения когнитивных задач. В то же время у них обнаруживается меньшая стереотипность мышления и преобладает внутренний
локус контроля при решении когнитивных задач. Значимых различий по
уровню невербального интеллекта не обнаружено.
Для более детального изучения взаимовлияния параметров когнитивного
стиля, уровня интеллекта и умения решать когнитивные задачи был использован метод канонической корреляции.
Расчеты проводились отдельно
для левополушарных и для правополушарных детей и сравнивались между
собой.
Результаты обработки данных методом канонической корреляции выявили
некоторые существенные особенности познавательной сферы подростков.
1. Взаимосвязь параметров решения задачи Эйлера и невербального
интеллекта.
В группе подростков с БА с преобладанием левополушарной асимметрии
выделились параметры: решение задачи в мысленном плане и признание ее
неразрешимой, которые имеют положительную корреляцию с IQ. А у правополушарных подростков явно выражена взаимосвязь переменных: решение
с помощью рисования, признание невозможности решить самому и стереотипность, которые отрицательно коррелируют с IQ.
Можно утверждать, что указанные особенности решение задачи Эйлера
у левополушарных подростков взаимосвязаны с их уровнем IQ. В то же
время, у правополушарных подростков интеллект имеет отрицательные
коэффициенты корреляции с решением задачи, с чем связана явная стереотипность, ошибочное мнение о собственной компетентности и, естественно,
преобладание рисования над решением в мысленном плане.
2. Взаимосвязь параметров решения задачи Эйлера и когнитивных
стилей.
В основной группе левополушарные подростки демонстрируют с одной
стороны взаимосвязь явно узкого диапазона эквивалентности, признания
невозможности решить задачу самому и преобладания рисования как способа решения, а с другой стороны, чрезвычайно длительное время решения
задачи.
Это свидетельствует, с нашей точки зрения, о неэффективном в целом
использовании возможностей левого полушария для решения когнитивных
задач при наличии узкого диапазона эквивалентности у детей, больных БА.
В целом взаимосвязь особенностей когнитивных стилей и характеристик
решения задачи Эйлера значительно сильнее выражена у детей с правополушарной асимметрией, чем с левополушарной, как у больных, так и у здоровых детей.
108
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Для детей больных бронхиальной астмой при правополушарной асимметрии наиболее выражен параметр признание задачи неразрешимой, который
взаимосвязан с достаточно широким диапазоном эквивалентности и полезависимостью. При этом явная рефлективность отрицательно влияет на эту
закономерность. Эти результаты свидетельствуют о развитии у правополушарных детей с БА умения быстрее, чем их сверстники принимать правильные
решения о необходимых действиях по достижению своих целей.
Результаты проведенного исследования дополнили и расширили имеющиеся в данной области знания. Полученные данные имеют прикладное
значение как для педагогики, так и для сферы социально-психологической
реабилитации. Выявление особенностей когнитивной сферы детей, страдающих бронхиальной астмой, их профиля сенсомоторной асимметрии позволит
улучшить педагогический процесс в больницах. Так, в частности, данные
о тенденции к углублению различий в способности решать когнитивные
задачи среди больных подростков свидетельствуют о необходимости более
интенсивного внедрения принципов индивидуального подхода при обучении в больницах. Знания об особенностях проявления когнитивных стилей
позволят сделать социально-психологическую реабилитацию подростков
более эффективной.
109
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Кирой В.Н., Асланян Е.В.
Особенности пространственной организации
биоэлектрической активности мозга человека при
мысленном воспроизведении образов
В последнее время все больший интерес исследователей привлекает
проблемы идентификации ЭЭГ-коррелятов различных когнитивных процессов. Подобные поиски, помимо теоретического, могут иметь и достаточно
серьезное практическое значение. Одной из областей применения подобных
знаний является создание т.н. BCI-систем, которые призваны помочь людям,
утратившим в силу травмы или болезни, способность общаться с внешним
миром. Сегодня во всем мире идет интенсивный поиск ЭЭГ-маркеров, способных выполнять функции управляющих команд для ментального общения
человека и машины. Поэтому данная работа была направлена на исследование
ЭЭГ человека при мысленных представлениях образов разного типа.
В обследовании приняли участие 8 человек (6 юношей и 2 девушки), правши,
средний возраст которых составлял 20 лет. Использовали 3 группы заданий,
требующих мысленного воспроизведения зрительных образов (О), слов (С)
и тактильных ощущений (Т), которые при анализе идентифицировались как
различные состояния. Зрительные образы представляли собой картинки, вписанные в простые геометрические фигуры, которые надо было представить
и мысленно обвести по контуру. При предъявлении слов, обследуемый должен
был мысленно произносить их по нескольку раз. Для создания тактильных
образов обследуемый должен был мысленно вызвать у себя ощущение прикосновения или тепла в указанной точке тела. Стимулы (по 3 образа одного типа)
предъявлялись для запоминания на 20 секунд, после чего обследуемые должны
были их мысленно представлять и удерживать в памяти в течение 1–2 секунд.
Маркером окончания воспроизведения очередного образа являлось нажатие
на кнопку. Работа выполнялась в произвольном режиме. Последнее позволило
уйти от формирования вызванных потенциалов, связанных с предъявлением
стимулов, традиционно используемых в исследованиях подобного типа.
ЭЭГ регистрировали монополярно от 14 областей коры (F3, F4, F7, F8, C3,
C4, T3, T4, T5, T5, P3, P4, O1, O2) по системе 10х20. Полоса пропускания сигнала составляла 1–70 Гц (использовали режекторный фильтр 50 Гц), частота
дискретизации – 250 Гц по каждому каналу. Регистрацию ЭЭГ проводили
с использованием комплекса «Энцефалан» фирмы Медиком (г. Таганрог).
Для анализа отбирались эпохи длительностью 1 с, непосредственно предшествующие нажатию на кнопку, а также зарегистрированные в состоянии
спокойного бодрствования с открытыми глазами (ГО). Для каждой эпохи рас110
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
считывалась спектральная мощность (СпМ) ЭЭГ в частотных диапазонах, соответствующих дельта-(1–3 Гц), тета-(4–7 Гц), альфа-(8–13 Гц), бета-1- (14–19 Гц),
бета-2-(20–30 Гц), гамма-1-(31–48 Гц) и гамма-2-(52–70 Гц) полосам.
Сравнительный анализ проводили с использованием многофакторного
дисперсионного анализа (MANOVA). Были выделены 3 основных фактора:
СОСТОЯНИЕ (уровни: ГО, О, С, Т), ОТВЕДЕНИЯ (уровни: 14 отведений),
РИТМЫ (уровни: 7 выделяемых ритмов). Различия считали достоверными
при р<0,05. При 0,05<p<0,08 констатировали наличие тренда.
Дисперсионный анализ показал, что в ГО спектральная мощность
практически всех частотных диапазонов по всей поверхности коры была
достоверно выше, чем в процессе мысленных представлений (независимо от
типа задания) и снижалась во время работы (Рис. 1). Первое состояние в паре
принималось за фон, относительно которого рассчитывались изменения во
втором). Однофакторный анализ показал, что описанное снижение СпМ
наблюдалось во всех анализируемых частотных диапазонах в состояниях
С и О (по сравнению с ГО). Однако для состояния Т в лобных, центральной
и височных областях правого полушария наблюдался существенный рост
СпМ быстрых (бета-2, гамма-1 и гамма-2) частот (Рис. 2, сравнение ГО-Т).
Сравнительный анализ СпМ, зарегистрированных в процессе мысленного
представления разных по типу образов (О, С и Т) между собой показал, что
наиболее сильно от остальных отличалось состояние Т. Состояния О и С различались между собой слабее (Рис. 1). В Т же, по сравнению и с О, и с С,
наблюдался параллельный рост СпМ в отведениях правого полушария и её
снижение в отведениях левого полушария (преимущественно в височных
и затылочных областях коры).
Однофакторный анализ показал (Рис. 2), что меньше всего тип воспроизводимого образа отражался на области альфа- и бета-1-частот. Здесь практически никаких различий между состояниями не наблюдалось. Несколько
более выраженные различия выявились в полосе медленных (дельта- и тета-)
частот: по сравнению с мысленным представлением зрительных образов, при
воспроизведении слов наблюдался рост СпМ этих частот преимущественно
в передне-височных областях коры, а при воспроизведении тактильных ощущений – в отведениях правого полушария. Но наиболее интересными оказались
изменения СпМ быстрых (бета-2-, гамма-1- и гамма-2-) частотных диапазонов,
в которых одновременно происходило снижение СпМ в отведениях левого
полушария и рост – в отведениях правого полушария, причем рост мощности
был более выражен в бета-2-полосе, тогда как для гамма-1- и гамма-2-частот
в большем числе отведений наблюдалось снижение Сп М. Тем не менее, регистрируемая для этих диапазонов СпМ в правом полушарии была настолько
высока, что превышала значения, полученные для состояния ГО. В целом мож111
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
но сказать, что степень выраженности описанных межполушарных различий
пространственно-временной организации биоэлектрической активности коры
усиливалась от мысленного представления зрительных образов к произнесению
слов и достигала максимума при воспроизведении тактильных ощущений.
Обозначения: ГО – состояние спокойного бодрствования с открытыми глазами, О – зрительные образы, С – слова, Т – тактильные ощущения; темные круги – повышение СпМ,
светлые – снижение, большие – достоверно, малые – тренд.
Рис. 1. Результаты двухфакторного анализа Сп М
Обозначения как на Рис. 1.
Рис. 2. Результаты однофакторного анализа Сп М
Таким образом, в проведенном исследовании было показано, что при
переходе от состояния спокойного бодрствования с открытыми глазами к мен112
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
тальной деятельности наблюдалось однонаправленное изменение СпМ всех
частотных диапазонов, что, на наш взгляд, достаточно интересно. Снижение
выраженности медленных колебаний (вплоть до бета-1-диапазона) может
быть объяснено классической реакцией десинхронизации, наблюдаемой при
повышении уровня активации. Снижение же мощности быстрых (особенно
гамма-)частот, которые связывают с реализацией умственной деятельности
[2, 6], на наш взгляд, может быть объяснено уменьшением числа свободных
ассоциаций, возникающих у обследуемого в процессе адаптации к новой ситуации вообще и экспериментальной камере в частности. С другой стороны,
рост СпМ гамма-частот при мысленном проговаривании слов и, особенно, при
воспроизведении тактильных ощущений может быть связан с концентрацией
внимания на конкретной деятельности [7, 8]. Работа со зрительными и вербальными объектами является для здорового человека достаточно простой
и не требует больших усилий, приводящих к дополнительной активации
структур коры, даже заинтересованных в реализации заданной деятельности.
В отличие от этого, воспроизведение тактильных ощущений даже для здорового человека является задачей далеко не тривиальной. Более выраженные
изменения СпМ в области быстрых частот, наблюдаемые в последнем случае,
на наш взгляд и отражают необходимость большей концентрации внимания
и усилий для достижения цели повышенной сложности.
Было также показано, что в данной парадигме деятельности формирование
зрительных, вербальных и тактильных мысленных представлений приводит
к развитию устойчивого правополушарного доминирования, наиболее выраженного в височных и теменно-затылочных областях, в полосе высоких (бета2-, гамма-1- и гамма-2-) частот. Традиционно считается, что правое полушарие
доминирует при решении пространственно-конструктивных задач [5], при
обеспечении психосенсорной сферы, связанной с запоминанием событий
в виде чувственных образов и точном отражении пространства и времени,
в которых происходили события [3, 4], а также в творческих процессах [1].
Если рассматривать преобладание мощности высоких частот как отражение
более высокого уровня активности и протекания информационных процессов,
то наблюдаемое нами правополушарное доминирование может указывать на
формирование в этих областях достаточно крупных нейронных ансамблей,
обеспечивающих реализацию ментальной деятельности, требующей участия
не только проекционных, но и ассоциативных областей коры.
Литература
1. Иваницкий А.М. Фокусы взаимодействия, системы информации, психическая деятельность // Журн. Высш. Нервн. Деят. – 1993. – Т. 43. – № 2. –
С. 212–228.
113
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
2. Кирой В.Н. К проблеме нейрофизиологических механизмов психических процессов. Проблемы нейрокибернетики. – Ростов-на-Дону, 1999. –
С. 87–90.
3. Разумникова О.М. Мышление и функциональная асимметрия мозга. –
Новосибирск: Изд-во СО РАМН, 2004. – 272 с.
4. Симонов П.В. Лекции о работе мозга. – М.: Изд-во Института психологии,
1998. – 94 с.
5. Хомская Е.Д. Об асимметрии блоков мозга // Нейропсихология сегодня. –
М.: Изд-во МГУ, 1995. – С. 14–37.
6. Basar E. Brain function and oscillations. II: Integrative brain function.
Neurophysiology and cognitive processes. – Berlin: Springer-Verlag, 1999. –
476 p.
7. Bertrand O., Tallon-Baudry C. Oscillatory gamma activity in humans: a possible
role for object representation // International Journal of Psychophysiology. –
2000. – V. 38. – P. 211–223.
8. Herrmann C.S., Munk M.H., Engel A.K. Cognitive function of gamma-band
activity: Memory match and utilization // Trends and Cognitive Science. –
2004. – V. 8. – P. 347–355.
114
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Кирой В.Н., Бахтин О.М.
Дискриминантный анализ ээг коррелятов
произвольной мыслительной деятельности
человека
Проблема маркировки различных этапов произвольной мыслительной
деятельности человека с целью изучения ее нейрофизиологических механизмов
является актуальной как в сугубо научном плане, так и для создания эффективных систем мозг-компьютер (Brain-Computer Interface). Предполагается,
что пространственно-временная динамика мозговых процессов, отображающая реально происходящие внешние события и их мысленное отображение,
в достаточной степени близка (Бехтерева, Нагорнова, 2007; Жаворонкова,2006;
Холмская, 1986, Kornhuber, 1974). Показанная в этих работах, как и в других,
близость нейрофизиологических процессов в таких разных условиях весьма
существенна для решения проблемы создания интерфейса мозг-компьютер
(Brain-Computer Interface), поскольку дает реальные основания для выделения
электрофизиологических маркеров мыслительных событий. В соответствии
с нейродинамической концепцией (Кирой, Белова, 2000), в процессе когнитивной деятельности при восприятии реальных объектов в мозгу формируются пространственно-временные функциональные блоки, существующие
локально во времени и ограничено в пространстве мозга. В рамках этой
концепции и следует искать, на наш взгляд, нейрофизиологические маркеры
мыслительных представлений разной природы.
В настоящее время основные сведения, которые связаны с электрографическими проявлениями мыслительной деятельности, получены посредством
усреднения (суммации) паттернов активности, регистрируемых при решении
группой обследуемых идентичных по содержанию и другим характеристикам
мыслительных задач (т.е., статистически) в области «классических» ЭЭГчастот, соответствующих дельта-, тета-, альфа-(мю-) и бета-ритмам. Область
гамма-частот в этом контексте исследована сравнительно слабо (Мачинская,
2003, Думенко, 2002; Bressler et al., 1993; Freeman, 2000; Freeman, Barrie, 2000).
Однако, на наш взгляд, именно с участием гамма-активности осуществляются процессы переработки текущей информации, обеспечиваются мультирегиональные пространственные синхронизации активности различных
структур для обеспечения реализации текущей деятельности, в том числе
и формирования внутренних образов (Кирой, Белова, 2000; Думенко, 2002;
Бехтерева, Нагорнова, 2007).
С другой стороны, процесс решения задавался извне (т.е., обследуемым
предъявлялись для решения те или иные задачи), что неизбежно приводило
115
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
к регистрации в паттерне ответа компонентов вызванной активности, длительность которой составляет, как известно, до 1,5–2 с. Кроме того, не ставилось
задачи идентификации специфических паттернов по коротким ЭЭГ-эпохам,
что принципиально для повышения скорости функционирования систем
мозг-компьютер, а также паттернов, отражающих намерение пользователя
приступить к решению задачи.
Реализуемый в представленной работе подход базируется на трех принципиальных моментах; во-первых, использование модели мыслительной
деятельности, в которой временные характеристики определяются самим
обследуемым. Хронометраж деятельности осуществлялся относительно
маркера, указывающего на момент завершения решения очередного этапа
с учетом сведений о времени решения задач различного типа конкретным
обследуемым, полученных в серии предварительных обследований. Во-вторых,
использование оценки пространственно-временной динамики показателей
региональной синхронизации (коэффициенты когерентности) как низко-,
так и высокочастотных компонентов ЭЭГ. И наконец, в-третьих, вычисление
когерентности для коротких (в пределах 1 сек) фрагментов ЭЭГ.
В наших экспериментах мыслительная деятельность обследуемых заключалась в процедура мысленного воспроизведения зрительных образов
(оконтуривании геометрических фигур «Контур»), вербальных (мысленное
проговаривания слов «Слова») и кинестетических (мысленное воспроизведении ощущений указанной части тела «Схема тела»). Для дискриминантного
анализа использовались значения когерентности, регистрируемые при различной мысленной работе и в состоянии пассивного бодрствования (ОГ).
На 8-ми взрослых праворуких испытуемых в процессе мыслительной
деятельности была осуществлена 14-канальная регистрация ЭЭГ активности
по схеме 10–20 с частотой квантования сигнала 250 Гц (система «Энцефалан
-131–03», элитная версия, «Медиком МТД». г. Таганрог, Россия). Запись ЭЭГактивности осуществлялась в монополярном режиме от симметричных пар
отведений: f3, f4, f7, f8, c3, c4, t3, t4, t5, t6, p3, p4, o1, o2. Референтом служили
объединенные электроды, фиксируемые на мочках ушей. Нейтральный
электрод фиксировался в области лба. Одновременно регистрировалась
окулограмма с правого глаза.
В режиме постреального времени производилась нарезка фрагментов
ЭЭГ отдельно для каждого типа деятельности и состояния пассивного бодрствования (открытые глаза, ОГ) путем обратного отчета от метки нажатия
на кнопку. Каждый фрагмент содержал отрезок записи ЭЭГ длительностью
соответствующий минимальному временному интервалу предварительного
эксперимента для этой же деятельности и индивидуально для каждого испытуемого. Все фрагменты, соответствующие определенному типу деятельности
116
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
автоматически «сшивались» в один большой фрагмент (20–25 мс), относительно которого и рассчитывалась когерентность.
ОГ
Контур
Слова
Схема тела
ОГ
Контур
Слова
Схема тела
Рис. 1. Пример дискриминации канонических функций,
вычисленных по значениям когерентности ЭЭГ-активности правого
полушария при мыслительной деятельности разного содержания для
альфа-диапазона (верхний график) и гамма-диапазона (нижний график)
117
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Сравнивались внутриполушарные уровни когерентности правого и левого
полушария, а также уровни когерентности между симметричными отведениями полушарий в различных состояниях (ГО и деятельность) для частотных
диапазонов: альфа (8–13 Гц), бета2 (20–30 Гц) и γ (50–70 Гц). Массивы вычисленных значений когерентности подвергались Z-преобразованию для подгонки
к нормальному распределению. Достоверность влияний основных факторов
и их взаимодействия, а также достоверность различий когерентности между
парами отведений принималась с учетом поправки Гринхауза-Гайзера.
Наличие достоверных различий между средними принималось при
уровне значимости p<0.05.
Выявленные в результате проведения дискриминантного анализа значимые
различия величин когерентности в описанные выше ситуациях дали основания для обнаружения межполушарных и внутриполушарных отведений,
взаимодействие которых обусловили разделения состояния ОГ от состояний
деятельности, а внутри деятельности – различные ее виды. Обнаружилось, что
паттерны когерентности в альфа- и бета –диапазонах как левого, так и праового
полушарий достоверно дискриминируются в плане разделения состояний ОГ
и Работа (p<0.002), но не специфичны относительно различных типов мыслительной деятельности. На рисунке 1 (верхний график) видно, что первая
каноническая функция (Root 1) достоверно дискриминирует состояние ОГ от
всех остальных состояний, которые между собой не разделяются. В то же время,
паттерны когерентности в гамма-диапазоне правого полушария специфичны
как для достоверной дискриминации состояний ОГ-работа (p<0.008), так и дискриминации отдельных типов деятельности, таких как «Контур»-«Схема тела»
при p<0.03 и «Слова» – «Схема тела» при p<0.05, что видно на рисунке 1 (нижний график), а левого полушария – состояний «Контур»-«Схема тела» (p<0.09).
В таблице 1 приведены уровни достоверно Ключевыми парами отведений для
выявленной дискриминации паттернов когерентности, регистрируемых при
различной мыслительной деятельности в левом полушарии стали: f3-o1, f7-o1,
f7t5, а в правом полушарии: f4t4, f4f8, f8c4, f8t4, f8o2, t4p4.
Литература
1. Бехтерева Н.П., Нагорнова Ж.В. Динамика когерентностиЭЭГ при выполнении заданий на невербальную (образную) креативность // Физиология
человека. – 2007. – Т. 33. – № 5. – С. 5–13
2. Думенко В.Н. Функциональное значение высокочастотных компонентов
электрической активности головного мозга в процессе формирования внутренних образов // Высш.Нерв.Деят. – 2002. ‑Т. 52. – № 5. – С. 539–550
3. Жаворонкова Л.А. Правши-левши. Межполушарная асимметрия электрической активности мозга человека. – М.: Наука, 2006. – 223 с.
118
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
4. Кирой В.Н., Белова Е.И. Механизмы формирования и роль осцилляторной
активности нейронных популяций в системной деятельности мозга //
Высш.Нерв.Деят. – 2000. – Т. 50. – №2. – С. 179–191.
5. Мачинская Р.И. Нейрофизиологические механизмы произвольного
внимания (аналитический обзор) // Высш.Нерв.Деят. – 2003. – Т. 53. –
№2. – С. 133.
6. Холмская Е.Д. Нейропсихологический анализ межполушарной асимметрии
мозга человека. – М.: МГУ, 1986. – 138 с.
7. Bressler S., Coppola R., Nakamura R. Episodic multiregional cortical coherence
at multiple frequencies during visual task performance // Nature. – 1993. –
V. 366. – Р. 153–156.
8. Freeman W.J. Mesoscopic neurodynamics: From neuron to brain // J, Physiol.
(France). – 2000. – V. 94. – № 5–6. – P. 303–322.
9. Freeman W.J., Barrie J.M. Analysis of spatial patterns phase in neocortical gamma
EEEG’s in rabbit // J. Neurophysiol. – 2000. – V. 84. – P. 1266–1278.
10. Kornhuber N.N. // In: F:O. Schmitt F.G. Worden (eds.) The Neuroscience. –
Cambridge, MIT Press, 1974. – Р. 267–280.
11. Tucker D.M., Roth D.L., Bair T.B. Functional connections among cortical
regions: Topography of EEG coherence // EEG and Clin. Neurophysiol. – 1986. –
Vol. 63. – P. 242–250.
119
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Лазуренко Д.М.
Особенности межполушарной асимметрии у лиц
с разным типом нервной системы при выполнении
двигательных и идеомоторных актов
Известно, что специфический нейродинамический и психологический
профили коррелируют с типом функционального профиля латеральной
организации мозга и претерпевают изменения в динамике как сенсорной,
так и моторной деятельности [8], отражая функциональную значимость
полушарий в реализации функций. Этот феномен получил название функциональной межполушарной асимметрии мозга.
Все более возрастающий интерес к данной проблеме может быть, в частности, связан с поиском устойчивых пространственно-временных ЭЭГ паттернов
активности, связанных с текущей когнитивной деятельностью, отражаемой
в спонтанной электрической активности мозга. Алгоритмы идентификации
таких паттернов с целью создания BCI-систем (Brain-Computer Interfaces)
получили глубокую разработку за последнее десятилетие [10, 12, 13, 14].
Такая система позволит значительно расширить возможности коммуникации полностью или частично парализованных пациентов с миром, за счет
перевода наиболее устойчивых паттернов в команды управления внешними
устройствами, будь то: персональный компьютер, системы слежения, инвалидное кресло, развлекательная консоль Brain-Game или что угодно другое.
Например, исследования Leuthardt [9] и его коллег показали, что пациенты
клиники могут быстро научиться модулировать ЭЭГ-активность зон моторной
коры и центра Брока с тем, чтобы управлять одномерным компьютерным
курсором в режиме реального времени. Специальный интерес представляют
высокочастотные гамма-осцилляции (от 35 до 100 Гц), которые в большей
степени, чем низкочастотные (от 8 до 35 Гц), коррелируют с двигательной
активностью. Они, как правило, белее локальны, представлены соматотопически, а их спектр мощности в сенсомоторной коре возрастает ассоциировано
с моторной деятельностью [11].
Настоящее исследование было направлено на изучение взаимосвязи
основных свойств нервных процессов (силы, уравновешенности, подвижности) с параметрами ЭЭГ, регистрируемой в состоянии покоя и в процессе
выполнения человеком реальных и мысленных движений, а также с характером функциональной межполушарной асимметрии, формирующейся
в указанных состояниях. Известно, что лица, различающиеся по свойствам
нервных процессов, также существенно различаются по своим индивидуальным характеристикам. Например, сила нервной системы хорошая основа
120
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
не только для лучшего запоминания, особенно в условиях помехи, но также
для большей внушаемости, которая тем больше, чем выше мощность альфа-ритма в фоне, т.е. чем меньше активированность [5]. Было показано, что
частота и амплитуда альфа-ритма в ЭЭГ подростков со «слабой» нервной
системой ниже, а свойства темперамента (активность, пластичность, темп
выполнения операций) положительно коррелируют с выраженностью в ЭЭГ
альфа- и бета-частот. [4].
В обследовании приняли участие 15 студентов и сотрудников ЮФУ
(9 девушек и 6 юношей, все правши). Во время обследования находились
в свето-звукоизолированной камере, в кресле, в удобной для них позе.
В процессе работы они реально или мысленно выполняли 3 типа движений,
отдельно правой и левой руками. В качестве маркеров, задающих начало
соответствующего движения, использовались слайды с изображениями
стрелок, указывающих направление, руку и способ выполнения движения
(чёрные – реально, серые – мысленно).
ЭЭГ регистрировали монополярно, от 14 областей коры, в стандартных
отведениях F3, F4, F7, F8, С3, С4, Т3, Т4, Т5, Т6, Р3, Р4, О1, О2, по схеме 10×20.
Дополнительно регистрировали электроокулограмму и электромиограмму от
мышц обеих рук. Частота дискретизации сигнала составляла 250 Гц, полоса
пропускания – от 0,5 до 100 Гц (система «Энцефалан -131–03», элитная версия, «Медиком МТД», г. Таганрог, Россия). Для устранения сетевой наводки
использовался режекторный фильтр (50 Гц).
Анализировались 1-секундные ЭЭГ-эпохи, соответствующие состояниям:
Покой (состояние спокойного бодрствования с открытыми глазами), Фон
(оперативный покой, 1 секунда до стимула), реальные (Д) и мысленные (МД)
движения. Оценивалась спектральная мощность (СпМ) в дельта-, тета-, альфа-,
бета-1-, бета-2-, гамма-1- (30–48 Гц) и гамма-2- (52–70 Гц) частотных диапазонах. Статистический анализ проводился с использованием дисперсионного
анализа ANOVA-MANOVA, реализованного в пакете прикладных программ
Statistica 6. При р≤0,05 различия считали достоверными, при 0,05<p<0,08 –
существенными (констатировали наличие тренда).
Анализ характеристик ЭЭГ объединенной всей группы обследуемых
(15 чел.) не показал значимых различий между реальными или мысленными
движениями, как и между состоянием готовности (Фоном) и деятельностью,
а также эффектов, связанных с межполушарной асимметрией для разных
состояний, что можно объяснить высокими индивидуальными различиями,
которые, в частности, согласно [3] формируют тонические особенности ЭЭГ.
Достоверно отличались лишь состояния спокойного и активного бодрствования (F (1;14)=574,130; р=0,000). Внутригрупповой ANOVA-анализ
спектральных характеристик ЭЭГ обследуемых также не выявил признаков
121
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
доминирования одного из полушарий ни в состоянии покоя, ни в фоне.
Обследование, проведенное с помощью опросника Стреляу, позволило
с высокой степенью достоверности (F1–2(1;13)=8,248; р=0,013) разделить
обследуемых на 2 группы: группа 1 (6 чел.) со «слабой» нервной системой
и низкой подвижностью нервных процессов, неуравновешенные в сторону
торможения; группа 2 (9 чел.) с «сильной» нервной системой и высокой
подвижностью, неуравновешенные в сторону возбуждения.
В отличие от группы со «слабой» нервной системой, для которой достоверных различий выявлено практически не было, для лиц с «сильной»
нервной системой сравнительный анализ реальных движений с фоном показал выраженный рост СпМ гамма-частот в полушарии, контрлатеральном
работающей руке. Этот рост, однако, был более выражен при работе правой
(ведущей) рукой (Рис. 1).
Обозначения: движения левой (Л) и правой (П) руками вверх (В), вбок (Б) и сжатие кисти
в кулак (К); черные круги – рост СпМ; серые – снижение; большие круги – достоверные
различия (p<0,05); малые – тренд (0,05 < р ≤ 0,08).
Рис. 1. Графическое изображение результатов однофакторного
ANOVA-анализа СпМ ЭЭГ группы № 2 обследуемых
для различных типов движений (по сравнению с Фоном)
Последнее подтверждает данные о преимущественной роли левого полушария в организации произвольных движений правой и, отчасти, левой
руками [7]. Рост мощности высокочастотных компонентов происходил на
фоне диффузного роста дельта- и тета-частот, последнее может быть связано
122
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
с формированием вызванного потенциала (ВП) на предъявляемые стимулы,
который входил в эпохи, отбираемые для анализа, а также выраженного
снижения мощности (десинхронизации) альфа-, бета-1- и бета-2-частотных
диапазонов.
При сравнении мысленных движений как правой, так и левой руками
с фоном был выявлен рост высокочастотной активности (гамма-частот)
в большей степени в височных и теменно-затылочных отведениях правого
полушария. Это согласуются с преобладающим в литературе представлением
о межполушарной специализации, в котором правое полушарие является
основным морфологическим субстратом первосигнальных, а левое – второсигнальных функций [2]. Имеются данные, связывающие левое полушарие
преимущественно с реализацией языковых и моторных программ, а правое,
посредством психосенсорной функции, – с пространственным анализом
и формированием когнитивных карт [1].
Сравнительный ANOVA-анализ активности симметричных пар отведений
(Рис. 2) показал, что выполнение обследуемыми реальных движений сопровождалось формированием двух фокусов активности, о чем свидетельствовали
достоверные отличия в значениях СпМ быстрых (бета-2-, гамма-1- и гамма-2-)
частот. Первый фокус формировался в левом центральном отведении (С3)
в гамма-1- и гамма-2-частотном диапазоне, второй – в правом затылочном
отведении (О2) в бета-2-, гамма-1- и гамма-2-диапазонах. При движениях как
левой, так и правой рукой спектральная мощность в левом центральном отведении (С3) в гамма-1- и гамма-2-диапазонах была выше соответственно на 37
и 35 %, а в правом затылочном (О2) в бета-2-, гамма-1- и гамма-2-диапазонах –
соответственно на 45, 55 и 57 %, чем в симметричных областях коры (Таб. 1).
Обозначения: большие круги – достоверные различия (p<0,05).
Рис. 2. Результаты однофакторного ANOVA-анализа межполушарной
асимметрии в распределении СпМ ЭЭГ-частот у обследуемых группы
№ 2 при выполнении реальных (Д) и мысленных (МД) движений
Есть все основания полагать, что повышение активности затылочных
отделов коры (в большей степени справа) было связано с формированием
соответствующих зрительных образов и зрительным контролем за реализацией движений, причем как реальных, так и мысленных [6].
123
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Таблица 1
Результаты ANOVA-анализа СпМ быстрых частот
в симметричных отведениях при реальных и мысленных движениях
(представлены достоверно отличающиеся отведения, df = 1; 13,
расчет асимметрии в % относительно 1-го отведения в паре)
Отведение
Д
С3-С4
О1-О2
Р3-Р4
МД
Т5-Т6
О1-О2
Ритм
Гамма-1
Гамма-2
Бета-2
Гамма-1
Гамма-2
Бета-2
Гамма-1
Гамма-2
Бета-2
Гамма-1
Гамма-2
Бета-2
Гамма-1
Гамма-2
F
5,372
9,382
17,267
7,202
4,939
25,923
7,303
8,903
27,436
9,709
9,303
27,922
7,337
4,694
P
0,045
0,002
0,000
0,007
0,027
0,000
0,006
0,003
0,000
0,002
0,002
0,000
0,007
0,031
%
37
35
- 45
- 55
- 57
- 36
- 36
- 23
- 27
- 36
- 40
- 45
- 55
- 52
Выполнение мысленных движений, вне зависимости от того, какой рукой
они реализовались, имело выраженные региональные различия, и в большей
степени было связано с более высокими значениями высокочастотной гамма-активности в отведениях правого полушария. Формирование соответствующих представлений идеомоторного характера приводило к появлению
в правых височных и теменно-затылочных областях трех фокусов активности
в отведениях Р4, Т6 и О2 в бета-2-, гамма-1- и гамма-2-частотном диапазонах
(Таб.1). Спектральная мощность в указанных отделах коры была достоверно
выше, чем в симметричных отведениях левой гемисферы.
Суммарная СпМ ЭЭГ височных и теменно-затылочных областей правого полушария превосходила аналогичные показатели левого, в среднем, на
39,4 %, что может указывать на его преимущественную роль в реализации
идеомоторных актов и служить устойчивым коррелятом для их использования в BCI-системах.
Литература
1. Голдберг Э. Управляющий мозг: Лобные доли, лидерство и цивилизация /
Пер. с англ. Д. Бугакова. – М.: Смысл? 2003. – 335 с.
2. Деглин В. Функциональная асимметрия – уникальная особенность человека // Наука и жизнь. – 1975. – № 1. – С. 104–115.
124
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
3. Иващенко О.И., Берус А.В., Журавлев А.Б., Мямлин В.В. Индивидуальнотипологические особенности базовых свойств личности (темперамента)
в норме и их ЭЭГ-корреляты // Физиология человека. – 1999. – Т. 25. –
№ 2. – С. 46–55.
4. Маркина А.В., Пашина А.Х., Руманова Н.Б. Взаимосвязь темпераментальных и когнитивных показателей и их отражение в ритмах электроэнцефалограммы // Психология: современные направления междисциплинарных
исследований. – М., изд-во ИПРАН, 2003. – С. 21.
5. Материалы итоговой научно-практической конференции. ЯМР исследования в Психологии / Под. ред. Аминева Г.А., Аминева Э.Г. – Уфа,
1999. – 164 с.
6. Спрингер С., Дейч Г. Левый мозг, правый мозг. Асимметрия мозга. – М.:
1983. – 22 с.
7. Фарбер Д.А., Анисимова И.О. Функциональная организация коры больших полушарий при выполнении произвольных движений. Возрастной
аспект // Физиология человека. – 2000. – № 5. – С. 35–43.
8. Хомская Е.Д., Ефимова И.В., Будыка Е.В. и др. Нейропсихология индивидуальных различий. Учебное пособие. – М.: Российское педагогическое
агентство, 1997. – 281 с.
9. Leuthardt E.C., Miller K.J., Schalk G. Spectral changes in cortical surface
potentials during motor movement // Neuroscience. – 2007. ‑ Feb. – P. 2424–
2432.
10. McFarland D.J., Sarnacki W.A., Wolpaw J.R. Brain-computer interface (BCI)
operation: optimizing information transfer rates // Biological psychology. –
2003. – № 63(3). – P. 237–251.
11. Miller K.J., Schalk G., Fetz E.E., Nijs M., Ojemann J.G. and Rajesh P.N. Cortical
activity during motor execution, motor imagery, and imagery-based online
feedback // Neuroscience. – 2010. – № 107. – P. 4430–4435.
12. Muller K.R. and Blankertz B. Toward noninvasive brain-computer interfaces //
IEEE Signal Proc. Mag. – 2006. – № 23. – P. 125–128.
13. Pfurtscheller G., Allison B.Z., Brunner C., Bauernfeind G., Zander T.O., MuellerPutz G., Neuper C. and Birbaumer N. The hybrid BCI // Neuroscience. – 2010. –
№ 2. – P. 3389–3400.
14. Wolpaw J.R., Birbaumer N., McFarland D.J., Pfurtscheller G., and Vaughan T.M.
Brain computer interfaces for communication and control // Clin. Neurophysiol. –
2002. – № 113. – P. 767–791.
125
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Труфанова О.К.
Особенности психологического времени
личности больных сахарным диабетом
В современной психологии утвердилось представление о двух основных
концепциях времени – циклической и линейной.
Выделяют три последовательно формирующиеся культурно-исторические
временные доминанты: 1) время в древних аграрных цивилизациях – циклическое, замкнутое, совпадающее с вечностью, несопоставимое с конкретными
отрезками прошлого, настоящего и будущего; 2) время в картине мира, сформированной христианским мировоззрением, – отведенный человеку интервал
между началом и концом света, ограниченное линейное время в пределах
одного гигантского цикла; 3) время, приобретающее смысл с дальнейшим развитием цивилизации,- небольшой промежуток настоящего – мгновение.
Освоение каузальности и дифференциация в сознании причинных и целевых отношений могут быть рассмотрены в качестве важнейшей предпосылки
формирования представлений о последовательности и направлении времени.
Однако причинность связана не только с топологическими, но и с метрическими характеристиками времени, формированием хронологии.
Ранние представления о времени основывались на «событийной» концепции, в рамках которой события фиксируются в качестве единиц отсчета
времени. Но в событийном времени представлен ряд внутренне не связанных
пространственных изменений, которые оцениваются неадекватно реальному
жизненному процессу в его длительности и последовательности изменений.
Отдельные события ничего не говорят о времени действия. Такое событийное
время называется авантюрным, моменты авантюрного времени лежат в точках
разрыва нормального хода событий, нормального жизненного причинного или
целевого ряда [5]. Время как непрерывная длительность и хронологическая
упорядоченность событий формируется по мере освоения общественным
сознанием причинно-целевой концепции временных отношений.
В современной общекультурной концепции времени короткие хронологические интервалы приобретают масштабность в силу того, что в них
находит отражение прежде всего не собственно событийное содержание,
которое само по себе может быть насыщенным или сравнительно пустым,
а связь событий, т.е. связь прошлого и настоящего, и чем теснее происходящее
связано с поставленными целями и ожидаемыми результатами, т.е. с будущим, тем больший смысл приобретает текущий момент настоящего, через
который проходит вся сложная структура причинно-целевых связей. В чисто
событийном ряду время движется скачками от одного зафиксированного
126
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
события к другому, «перепрыгивания» через значительные хронологические интервалы и не оставляя следов, тогда как в причинно-целевом ряду
оно течет в хронологическом русле, конкретно-историческая «ширина
и глубина» которого определяется структурой причинно-целевых связей
между событиями.
Исследования микроинтервалов психологического времени имели немалую
ценность для психологии и позволили выделить факторы, воздействующие на
восприятие и оценку длительности коротких интервалов: влияние возраста,
психологических свойств и состояний индивида, содержания деятельности,
выполняемой в экспериментальной ситуации, характера предъявляемых
стимулов.
Далее интерес к этой проблеме возрос, появились многочисленные работы
обобщающего характера[2, 3].
Одним из наиболее продуктивных направлений исследования времени
являются эксперименты и опросы, связанные с изучением точности временных суждений, их соответствия объективной хронологии. Полученные
данные показали, что степень совпадения субъективных оценок времени
с объективными хронологическими показателями зависит от условий существования личности [6].
В 20–30 гг. XX в. возникли концепции, основанные на историческом
и биографическом подходах к изучению человеческой психологии и особенностей ее функционирования во времени. П. Жане показал, что в содержание времени психических процессов объективная хронология включается,
опосредуясь социальной значимостью событий, что определяет специфику
психологического времени личности.
Под руководством Ш. Бюлер была исследована проблема жизненного
пути личности. Бюлер опиралась на представление о врожденном стремлении
человека к самоосуществлению, которое обусловлено жизненными целями
и ценностями личности и наполняется различным содержанием на разных
возрастных этапах жизненного пути. Ею был проведен анализ временной
структуры жизненного пути, а также анализ основных событий жизненного
пути, жизненных целей личности и психологических оснований возрастной
периодизации [3]. Это подготовило почву для принципиальной постановки
в психологии проблемы разномасштабности психологического времени, его
специфического содержания и закономерностей, проявляющихся в биографическом масштабе [6].
В 80-е г. приобрели популярность исследования временной перспективы,
связанной с будущим человека. При исследовании временной перспективы
было установлено, что на ее диапазон и событийное содержание воздействует уровень интеллекта и тревожности личности. В связи с этим анализ
127
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
временной перспективы личности стал применяться в клинической психологии для диагностики психопатологии и выявления эффекта воздействия
психотерапии [6].
В исследованиях временной перспективы личности накоплен богатый
эмпирический материал. Однако целостная теория психологического времени
личности еще не создана. А.А. Кроник и Е.И. Головаха определяют психологическое время, как «реальное время психических процессов, состояний
и свойств личности, в котором они функционируют и развиваются на основе
временных отношений между основными событиями жизни различного
масштаба» [6, с. 41].
Любая хроническая болезнь ставит человека в психологически особые
жизненные условия. Болезнь является событием в жизни, способным изменить ее течение, заставить человека по-новому взглянуть на собственную
жизнь, ее смысл, себя самого. Болезнь сужает пространство возможной
активности человека, значительно меняет его жизнь постоянными ограничениями режима, длительными периодами стационарного лечения и может
спровоцировать кризис психического развития человека. Соматическое
заболевание качественно изменяет уровень его психических возможностей,
ведет к ограничению контактов с людьми, меняет место, занимаемое человеком в жизни [13, 15].
Изменение жизненной перспективы – одна из наиболее существенных
характеристик новой, складывающейся в условиях болезни социальной ситуации развития. Будущее для больных часто становится неопределенным,
теряет свои четкие очертания. В ряде случаев перспектива развертывается
перед больным в оскудевшем виде, не соответствующем планам и ожиданиям,
которые сложились до болезни[15].
Сахарный диабет наряду с раком и заболеваниями сердечно-сосудистой
системы входит в триаду болезней, являющихся наиболее частой причиной
инвалидизации и смерти больных. Проблема сахарного диабета чрезвычайно актуальна в современной медицине. Распространенность сахарного
диабета неуклонно растет во всем мире. По данным экспертов Всемирной
Организации Здравоохранения, в 2000 году в мире насчитывалось свыше
150 млн. больных сахарным диабетом, причем каждые 10–15 лет это число
удваивается. Именно поэтому очевидна необходимость изучения восприятия
ими картины жизни для того, чтобы определить пути помощи в эффективной
адаптации к заболеванию, коррекции жизненной перспективы.
Как известно, сахарный диабет относится к эндокринным заболеваниям.
В структуре эндокринных заболеваний он занимает основное место (70 %).
Наличие этих заболеваний может являться психотравмирующим фактором,
провоцирующим развитие психических (невротических) расстройств. Способ,
128
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
которым люди приспосабливаются к наличию у них cахарного диабета, является решающим для его исхода. Им определяется риск развития, как серьезных
соматических осложнений, так и появления психологических проблем или
психического расстройства. Развитие cахарного диабета, приносит много
ограничений и трудностей. При определенных обстоятельствах некоторая
часть людей хуже адаптируется к требуемому режиму. Они проходят стадии,
сходные с теми, которые бывают в реакции горя: неверие, отрицание, гнев
и депрессия. Сходство с реакцией горя возможно, потому что cахарный диабет
представляет собой угрозу различных утрат: потерю работы или возможности
сделать карьеру, утрату сексуальной и репродуктивной функций.
Сахарный диабет создает многочисленные психологические преграды.
Во-первых, будущее больных становится неопределенным. Круг возможных отдаленных исходов cахарного диабета очень широк, начиная от
незначительных соматических осложнений и заканчивая слепотой, ампутацией конечностей, почечной недостаточностью или нейропатической
болью. Вероятно, неопределенность в отношении исхода cахарного диабета
является особой проблемой для тех людей, у которых есть опыт неблагоприятного течения болезни у друзей или родственников. Необходимо активно
и сочувственно рассматривать эти переживания для того, чтобы избегать
ненужной для больного психотравмы. Лечение и исход cахарного диабета
в наше время намного улучшились с тех пор, как его диагностировали у пожилых родственников больных.
Во-вторых, у некоторых больных появляется ощущение того, что диабет
«поглотил» их жизнь, что приводит либо к чувству беспомощности, либо
к чувству гнева.
В-третьих, из-за беспокойства в отношении того, как окружающие воспримут их диагноз, некоторые больные держат его в секрете. Однако сохранение
своего заболевания в тайне может быть очень опасно, так как существует
возможность развития гипогликемии и других нарушений.
При сахарном диабете очень распространенной реакцией на болезнь
является реакция отрицания. Некоторые больные могут вести себя так, как
будто у них нет диабета. В дальнейшем такое поведение может привести
к неотложной госпитализации в связи с тяжелой гипогликемией. Люди, страдающие cахарным диабетом, могут предъявлять жалобы на психологические
трудности, вначале часто проявляющиеся в изменении поведения. Например,
возможно сокращение частоты проверки концентрации глюкозы в крови
или ее полное прекращение, больные могут пропускать инъекции инсулина,
а также отказываться от полезных привычек питания. Могут развиваться
или усугубляться такие вредные привычки, как курение, злоупотребление
алкоголем либо другими ПАВ.
129
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Трудности адаптации к cахарному диабету могут вносить свой вклад
в возникновение психических расстройств. Частота психических расстройств,
диагностируемых при cахарном диабете выше, чем прогнозируемая в общей
популяции, хотя частота самоубийств, в общем, не повышается.
Было показано, что наиболее распространенное расстройство, наблюдаемое у больных сахарным диабетом – депрессивный психоз с тревогой
и без нее. Для депрессии при сахарном диабете характерны отгороженность,
когнитивные нарушения (нарушения памяти и концентрации внимания) разной степени выраженности, нарушение пищевого поведения, несоблюдение
необходимых правил питания и лечения сахарного диабета.
И.А. Строков и др. указывает на высокий уровень личностной и реактивной тревожности у больных сахарным диабетом. При сахарном диабете
распространенность генерализованного тревожного расстройства колеблется от 14 до 40 %. При диабете тревожные расстройства могут проявляться
в виде панических атак, проявляющихся в виде внезапного беспричинного
возникновения страха и тревоги.
Объект исследования:
1) экспериментальная группа – больные сахарным диабетом II типа. Всего
20 испытуемых: 16 женщин и 4 мужчины. Средний возраст 61 год, самому
младшему испытуемому 50 лет, самому старшему – 74 года;
2) контрольная группа – практически здоровые испытуемые. Всего 20
испытуемых: 16 женщин и 4 мужчины. Средний возраст 58,5 лет, самому
младшему испытуемому 51 год, самому старшему – 71 год.
Испытуемые обеих групп имеют высшее образование. Они подбирались
с учетом возраста для того, чтобы исключить влияние возрастного фактора
на результаты исследования.
В исследовании были использованы следующие методики.
1. Экспресс-диагностика картины жизни «Оценивание пятилетних
интервалов жизни» (А.А. Кроник, Е.И. Головаха).
2. Методика «Незаконченные предложения» (вариант Сакса и Леви).
3. Тематический апперцептивный тест (ТАТ) (вариант Г. Мюррея).
4. Методы статистической обработки:
–– непараметрический критерий Розенбаума (Q) – используется для
оценки различий между двумя выборками по уровню какого-либо
признака, количественно измеренного;
–– угловое преобразование Фишера (φ) – предназначено для сопоставления двух выборок по частоте встречаемости интересующего
исследователя эффекта.
С больными сахарным диабетом эксперимент проводился в условиях
стационара – отделения эндокринологии при Ростовском государственном
130
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
медицинском университете. Работа с каждым испытуемым велась индивидуально.
Ожидаемая продолжительность жизни (ОПЖ). Оценка ожидаемой
продолжительности жизни – первая и самая простая характеристика субъективной картины жизненного пути. Кроник и Головаха в результате исследования 1983 года выявили, что средняя оценка ОПЖ в норме составляет
69,3 года [8]. В 1987 году Ахмеров выявил, что ОПЖ у инвалидов с тяжелыми
хроническими заболеваниями составляет 61 год, тогда как у здоровых испытуемых – 75 лет [4]. Согласно нашему исследованию, ОПЖ больных сахарным диабетом составляет 75 лет, а здоровых испытуемых – 77, 3 года. Таким
образом, ОПЖ больных сахарным диабетом соответствует норме. Однако
статистическая обработка данных выявила достоверные различия (p≤0,01)
в количестве лиц с ОПЖ менее 75 лет среди больных сахарным диабетом
и среди здоровых людей. Среди больных сахарным диабетом больше людей
с ОПЖ менее 75 лет.
Реализованность психологического времени (R). Реализованность тем
выше, чем больше удельный вес прошлого в картине жизни. По данным
Ахмерова, в норме у 51–60-летних людей ожидания реализованы примерно на
75 % [4]. Наше исследование показало, что у здоровых испытуемых средний
коэффициент реализованности составляет 76,7 %. Согласно полученным
нами результатам, у больных сахарным диабетом средний коэффициент
реализованности составляет 84%. Таким образом, удельный вес прошлого
в картине жизни больных сахарным диабетом значимо превышает (p≤0,01)
удельный вес прошлого в картине жизни относительно здоровых людей.
Показатели психологического возраста и коэффициент взрослости
у больных сахарным диабетом.
Психологический возраст (ПВ). Психологический возраст – мера психологического прошлого. Особенности психологического возраста:
–– это характеристика человека как индивидуальности и измеряется во
внутренней системе отсчета;
–– ПВ принципиально обратим, т.е. человек не только стареет в психологическом времени, но и может помолодеть в нем за счет увеличения
удельного веса психологического будущего или уменьшения психологического прошлого;
–– ПВ многомерен.
–– ПВ – интегральный показатель отношения человека к времени своей
жизни. Максимально возможное значение ПВ равно ОПЖ, минимальное – нулю [8].
Полученные в исследовании результаты показали, что у 60% испытуемых, больных сахарным диабетом ПВ превышает хронологический возраст
131
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
(ХВ). Это является показателем пессимистичной и обедненной жизненной
перспективы. У 10% ПВ приблизительно соответствует ХВ (с разницей ±2
года). Это свидетельствует об умении человека найти приемлемый для себя
темп жизни, соразмерить притязания с возможностями. И, наконец, у 30%
испытуемых ПВ меньше ХВ, что указывает на наличие жизненных ожиданий
и нереализованного творческого потенциала.
Таблица 1
Соответствие хронологического и психологического возрастов
у больных сахарным диабетом
ПВ>ХВ
ПВ<ХВ
ПВ~ХВ
60 %
30 %
10 %
Опрос здоровых испытуемых показал, что у 25 % испытуемых ПВ превышает хронологический возраст (ХВ). Это является показателем пессимистичной
и обедненной жизненной перспективы. У 50 % ПВ приблизительно соответствует ХВ (с разницей ±2 года). Это свидетельствует об умении человека найти
приемлемый для себя темп жизни, соразмерить притязания с возможностями.
И, наконец, у 25 % испытуемых ПВ меньше ХВ, что указывает на наличие
жизненных ожиданий и нереализованного творческого потенциала.
Таблица 2
Соответствие хронологического и психологического возрастов
у практически здоровых испытуемых
ПВ>ХВ
ПВ<ХВ
ПВ~ХВ
30%
25%
45%
Статистическая обработка показала, что доля лиц с пессимистичной
и обедненной перспективой жизни значимо (p≤0,01) больше среди больных
сахарным диабетом.
Коэффициент взрослости (КВ). При КВ<100 человек психологически
моложе, при КВ>100 – старше, при КВ=100 соответствует своим годам [8].
Результаты исследования показали, что 65 % больных чувствуют себя старше.
Среди здоровых испытуемых чувствуют себя старше лишь 40 %.
Сопоставление данных этой методики с данными, полученными по опроснику Кеттела, проведенное Зунгом в 1991 года, показало, что моложе себя
чувствуют уравновешенные экстраверты, а взрослее тревожные интроверты.
Это указывает на связь психологического будущего с доминантой внешнего
мира, а психологического прошлого – с доминантой внутреннего мира. Таким
132
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
образом, хронотопы жизненного пути у подавляющего большинства обследованных больных сахарным диабетом имеют вид прошлое/внутреннее.
Показатели коэффициента взрослости
у больных сахарным диабетом
КВ>100
КВ<100
КВ=100
65 %
10 %
25 %
Показатели коэффициента взрослости
у практически здоровых испытуемых
КВ>100
КВ<100
КВ=100
Таблица 3
Таблица 4
40%
35%
25%
Сравнение субъективных оценок насыщенности жизни больных сахарным диабетом и практически здоровых людей.
В 1985 году А.А. Кроник и Е.И. Головаха при проведении опроса
выявили средние оценки пятилетий, которые затем представили в виде
графика жизни. График имеет следующий вид: до 25 лет насыщенность
жизни растет, затем, примерно до 55 лет, плато и медленное снижение.
Такой график типичен для практически здоровых и находящихся в нормальных условиях жизни людей. Деформации такой картины жизненного
пути связаны, как правило, с неблагополучными жизненными ситуациями
[7]. После проведения нами опроса здоровых испытуемых был получен
аналогичный график (Рис. 1).
После проведения исследования с участием больных сахарным диабетом
были вычислены средние оценки пятилетий и по ним построен график жизненного пути (Рис. 2). У больных сахарным диабетом насыщенность жизни
также растет до 25 лет. С 25 до 45 лет – плато, причем больными диабетом
эти годы жизни оцениваются выше, чем здоровыми испытуемыми. После
сорока пяти лет – резкое снижение насыщенности жизни. Таким образом, мы
видим, что в субъективной картине жизненного пути у больных сахарным
диабетом достаточно сильно укорочен период плато (в среднем на 10 лет).
После сорока пяти лет спад насыщенности жизни наступает резко, идет
стремительно и необратимо обеднение. После отметки среднего возраста
испытуемых (60 лет) график продолжает снижаться.
133
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
(
)
10
10)
9
8
7
6
(
5
1
4
3
2
1
0
0-5 6-- 11-- 16- 21- 26- 31- 36- 41- 46- 51- 56- 61- 66- 71- 7610 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80
(
)
Рис.1. Средние оценки событийной насыщенности
у практически здоровых испытуемых
(
)
10
10)
8
1
9
7
(
6
1
5
4
3
2
1
0
0-5
6-- 11-- 16- 2110 15 20 25
26- 31- 36- 41- 4630 35 40 45 50
(
51- 56- 61- 66- 7155 60 65 70 75
)
Рис. 2. Средние оценки событийной насыщенности
у больных сахарным диабетом
Наличие «ямы» на графике жизни, то есть более низкой оценки текущего
пятилетия в сравнении с предыдущим и последующим пятилетиями является
симптомом кризиса опустошенности. «Яма» на графике жизни выявлена
у 50% больных сахарным диабетом, в то время как у здоровых испытуемых
она выявлена у 20%.
134
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
На основании проведенных исследований могут быть сделаны следующие
выводы.
1. Сахарный диабет негативно влияет на восприятие больными текущих
событий своей жизни:
–– большая часть больных пребывает в состоянии кризиса опустошенности;
–– больные часто думают о болезни и смерти;
–– у некоторых больных присутствуют мысли о самоубийстве;
–– больных волнует их позиция в жизни, собственные возможности
и перспектива будущего;
–– большинство больных тревожат страхи и опасения, а также чувство
вины.
2. Удельный вес прошлого у больных сахарным диабетом возрастает:
–– прошлое оценивается большинством больных положительно;
–– жизненный хронотоп большинства больных имеет вид прошлое/
внутреннее (обращены внутрь себя и на свое прошлое).
3. Заболевание сахарным диабетом негативно влияет на восприятие
больными жизненной перспективы. Выявлены следующие характеристики
жизненной перспективы:
–– жизненная перспектива пессимистична и обеднена;
–– нарушен механизм планирования собственной деятельности, построения временной перспективы;
–– повышена тревожность в отношении будущего и дальнейших перспектив;
–– удельный вес будущего в картине жизненного пути уменьшен.
Литература
1. Абульханова-Славская К.А. Жизненные перспективы личности //
Психология личности в социалистическом обществе: Личность и ее
жизненный путь. – М.: Наука, 1990.
2. Абульханова-Славская К.А. Развитие личности в процессе жизнедеятельности//Психология формирования и развития личности. – М.: Наука,
1981.
3. Абульханова-Славская К.А. Стратегия жизни. – М.: Мысль, 1991.
4. Ахмеров Р.А. Динамика картины жизненного пути в самосознании у инвалидов // Психологическая наука и общественная практика: Сборник
тезисов. – М.: Институт психологии АН СССР, 1987.
5. Бахтин М.М. Вопросы литературы и эстетики. – М.: Худож. лит., 1975.
6. Головаха Е.И., Кроник А.А. Психологическое время личности. – Киев:
Наук. думка, 1987.
135
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
7. Кроник А.А. Картина продуктивности жизни и ее динамика в самосознании личности // Жизнь как творчество. – Киев: Наук. думка, 1985.
8. Кроник А.А., Ахмеров Р.А. Каузометрия: Методы самопознания, психодиагностики и психотерапии в психологии жизненного пути. – М.:
Смысл, 2003.
9. Кроник А.А., Головаха Е.И. Психологический возраст личности //
Психологический журнал. – 1983. – № 5.
10. Кроник А.А. Субъективная картина жизненного пути как предмет психологического исследования // Психология личности и образ жизни: (Сб.
ст.). – М.: Наука, 1987.
11. Логинова Н.А. Жизненный путь человека как проблема психологии //
Вопросы психологии. – 1985. – № 1.
12. Логинова Н.А. Развитие личности и ее жизненный путь // Принцип развития в психологии. – М., 1978.
13. Николаева В.В. Влияние хронической болезни на психику. – М.: МГУ,
1987.
14. Рубинштейн С.Л. Использование времени как показатель осознаваемых
и неосознаваемых мотивов личности // Бессознательное: природа, функции, методы исследования. – Тбилиси, 1978.
15. Cоколова Е.Т., Николаева В.В. Особенности личности при пограничных
расстройствах и соматических заболеваниях. – М., 1995.
136
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
Труфанова О.К.
Эффективность применения развивающих
упражнений в развитии мыслительной
деятельности неслышащих учащихся
младшего школьного возраста
с дефицитарностью левого полушария
Исследование мышления глухих детей представляет как теоретический,
так и практический интерес, так как потеря слуха и вторично возникшее
своеобразие в развитии речи создают определенные трудности в развитии
познавательных процессов, в особенности мышления.
В зарубежных исследованиях мышление глухих детей рассматривается
как наглядно-практическое и неречевое. Такой взгляд на мышление глухих
существенно препятствует правильному пониманию путей компенсаторного
развития, поскольку обучение глухих детей, даже при активном использовании
несловесных способов, не может строиться в отрыве от речевых воздействий
на ребенка и в обход развития его словесного мышления. А.В. Запорожец
исследовал особенности наглядно-действенного мышления глухих детей.
У детей формируется доречевое обобщение, для которого характерна слитность сенсорных и моторных компонентов, т.к. в них отражается сходство
функционального значения и сходство внешнего вида предметов, используемых при решении задач. Эта слитность обусловливает трудности, возникающие у глухих детей при переносе в ситуацию, сходную не по внешним,
а по внутренним признакам. Таким образом, доречевое мышление инертно,
лишено подвижности. Осмыслив вещь с определенной точки зрения, ребенок
с большим трудом от этого отказывается. Но именно доречевые обобщения
служат предпосылкой для овладения жестовой или словесной речью. Как
показали исследования А.Р. Лурии, глухие дети даже в процессе овладения
речью длительное время продолжают оставаться на стадии наглядно-образного мышления. В связи с этим особое значение приобретает разработка
обучающих и развивающих программ, которые ускорят процесс перехода от
наглядно-образного мышления к словесно-логическому.
В нашем исследовании эффективности применения развивающих упражнений в развитии мышления приняли участие 12 глухих детей 9–10 лет.
Уровень сформированности мыслительной деятельности испытуемых исследовался с помощью методики Т.В. Розановой, Н.В. Яшковой, М.Ю. Рау.
В контрольной группе (12 чел.) развивающие методики не применялись.
Комплекс развивающих упражнений и игр включал в себя 30 упражнений
на развитие наглядно-действенного и наглядно-образного мышления,
137
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
30 – словесно-логического, 30 – на развитие речи глухих детей. Программа
рассчитана на 30 недель. Задания и упражнения включались в содержание
уроков, речевые игры применялись на речевых зарядках.
По результатам формирующего эксперимента можно сделать следующие
выводы. Показатели наглядно-действенного и наглядно-образного мышления выросли в экспериментальной группе на 11,3 %, в контрольной – на 3 %.
Показатели развития речи в экспериментальной группе выросли на 11,5 %,
в контрольной – на 4,8 %. Показатели словесно-логического мышления –
на 16 % и на 11 % соответственно. Средний балл по всем видам заданий
в экспериментальной группе показатели на 17 % выше, чем в контрольной.
Исследование мыслительной деятельности неслышащих учащихся показало, что у детей имеется зона ближайшего развития и применение специальных развивающих упражнений и речевых игр положительно сказывается
скорости формирования мыслительных операций. Низкий уровень развития
наглядно-образного мышления создает значительные трудности в развитии
речи и понятийного мышления, но этот недостаток можно преодолеть благодаря комплексу развивающих упражнений, одновременно воздействующих
на развитие речи, наглядно-образного и словесно-логического мышления.
138
«Когнитивные процессы и взаимодействие больших полушарий»
СОДЕРЖАНИЕ
Взаимодействие больших полушарий
и проблемы творчества и одаренности
Денисова И.А. Особенности межполушарного взаимодействия
в процессе музыкальной деятельности у композиторов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
Дикая Л.А. Особенности внутри- и межполушарного взаимодействия
на разных этапах решения невербальной творческой задачи
у учащихся в зависимости от уровня креативности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
Дикий И.С. Влияние психологических и психофизиологических
особенностей абитуриентов высших учебных заведений
на характер проявления физиологических реакций,
регистрируемых при полиграфных проверках . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
Дикий И.С. Роль межполушарной функциональной асимметрии мозга
при выявлении информативных признаков инструментальной детекции
скрываемой информации . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
Карпова В.В. Особенности организации мозговых механизмов
художественной творческой деятельности у испытуемых
с разным уровнем креативности . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
Кац Е.Б. Особенности внутри- и межполушарных функциональных
связей, характерных для учащихся с признаками одаренности . . . . . . . . . 39
Полянская Е.А., Агаджанова И.Е. Психофизиологические корреляты
адаптивности сотрудника в процессе адаптации на новом месте работы . . . . 41
Пушкин А.А. Частотно-пространственная организация ЭЭГ у студентов
с разным уровнем креативности при решении
вербальных когнитивных задач . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
Шиварева С.Ю. ЭЭГ-корреляты творческого процесса у лиц,
занимающихся научной и литературной деятельностью . . . . . . . . . . . . . . . 50
Щербина А.П. Анализ когерентности ЭЭГ при выполнении
невербальной креативной деятельности после прослушивания
музыкальных отрывков разного стиля и эмоциональной окраски . . . . . . 52
Языков К.П., Островский В.А. О технической реализации нового
подхода к управлению когнитивными способностями человека . . . . . . . . 54
139
Особенности взаимодействия больших полушарий при решении когнитивных задач разного уровня
Янишевская М.Г. Ээг-корреляты вербального и невербального
творческого мышления у испытуемых с разным уровнем креативности . . . 56
Когнитивные процессы
и взаимодействие больших полушарий . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Бабенко В.В., Явна Д.В., Соловьёв А.А. Неопределённость зрительной
цели как фактор, влияющий на латерализацию корковых генераторов
вызванных потенциалов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
Воробьева Е.В., Буданова И.Ю. Профиль латеральной организации
и интеллект близнецов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
Дунаев А.Г., Дунаева О.Г. Психофизиологические изменения
при алкоголизме . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
Ермаков П. Н., Бабенко В.В. Пространственно-временная
организация ЭЭГ при зрительном поиске разной эффективности . . . . . . 81
Ермаков П.Н., Воробьева Е.В. Спектральные характеристики ЭЭГ
при выполнении вербальных операций и индивидуальная профильная
асимметрия у близнецов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
Ермаков П. Н., Чепурная М.М., Аралова М.П. Особенности МФА
и когнитивных стилей подростков с бронхиальной астмой . . . . . . . . . . . . 105
Кирой В.Н., Асланян Е.В. Особенности пространственной организации
биоэлектрической активности мозга человека
при мысленном воспроизведении образов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
Кирой В.Н., Бахтин О.М. Дискриминантный анализ ЭЭГ коррелятов
произвольной мыслительной деятельности человека . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
Лазуренко Д.М. Особенности межполушарной асимметрии
у лиц с разным типом нервной системы при выполнении
двигательных и идеомоторных актов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
Труфанова О.К. Особенности психологического времени личности
больных сахарным диабетом . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126
Труфанова О.К. Эффективность применения развивающих упражнений
в развитии мыслительной деятельности неслышащих учащихся
младшего школьного возраста с дефицитарностью левого полушария . . . . 137
140
Научное издание
материалы
ВСЕРОССИЙСКой НАУЧНой конференции
«ОСОБЕННОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
БОЛЬШИХ ПОЛУШАРИЙ ПРИ РЕШЕНИИ
КОГНИТИВНЫХ ЗАДАЧ РАЗНОГО УРОВНЯ»
Ростов-на-Дону, 8 октября 2010 года
Редактор
Щербакова Л.В.
Сдано в набор 11.10.2010. Подписано в печать 19.10.2010.
Формат 60х84/16. Усл. печ. л.– 16,40. Бумага офсетная. Гарнитура Minion Pro.
Печать цифровая. Тираж 300 экз. Заказ № 117/10.
Подготовлено к печати и отпечатано DSM Group
ИП Кубеш И.В. г. Ростов-на-Дону, ул. Седова, 9/15.
E-mail: dsmgroup@mail.ru, dsmgroup@yandex.ru