Научная статья на тему 'Нейрофизиологические корреляты творческой деятельности при сочинении музыки у подростков'

Нейрофизиологические корреляты творческой деятельности при сочинении музыки у подростков Текст научной статьи по специальности «Искусствоведение»

CC BY
568
137
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Новые исследования
ВАК
Область наук
Ключевые слова
творческая деятельность / сочинение музыки / спектральная мощность ЭЭГ / Creative activity / music composing / EEG spectral power

Аннотация научной статьи по искусствоведению, автор научной работы — Дикая Л. А.

Приведены результаты экспериментального исследования специфичных паттернов ЭЭГ активности у учащихся старших классов музыкальных школ в процессе мысленного сочинения мелодий с различной эмоциональной окраской. Сопоставлены ЭЭГ-корреляты сочинения музыки и других видов музыкальной деятельности восприятия, мысленного воспроизведения мелодий. Обсуждается связь нейрофизиологических механизмов музыкального творчества и других видов невербального творчества.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по искусствоведению , автор научной работы — Дикая Л. А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

NEUROPHYSIOLOGICAL CORRELATES OF CREATIVE ACTIVITY DURING MUSIC COMPOSING IN ADOLESCENTS Here are presented the results of the experimental study of the specific EEG patterns in pupils of the senior classes of musical schools while composing melodies of various emotional tinges in their minds. EEG-correlates of music composing and other kinds of musical activity ( perception, mental reproduction of melodies) are compared. The correlation between the neurophysiological mechanisms of musical creativity and other kinds of nonverbal creativity is being discussed.

Текст научной работы на тему «Нейрофизиологические корреляты творческой деятельности при сочинении музыки у подростков»

НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯТЫ ТВОРЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПРИ СОЧИНЕНИИ МУЗЫКИ У ПОДРОСТКОВ

Приведены результаты экспериментального исследования специфичных паттернов ЭЭГ - активности у учащихся старших классов музыкальных школ в процессе мысленного сочинения мелодий с различной эмоциональной окраской. Сопоставлены ЭЭГ-корреляты сочинения музыки и других видов музыкальной деятельности - восприятия, мысленного воспроизведения мелодий. Обсуждается связь нейрофизиологических механизмов музыкального творчества и других видов невербального творчества.

Ключевые слова: творческая деятельность, сочинение музыки, спектральная мощность ЭЭГ.

Results of an experimental research of specific patterns EEG-activity at the pupils of the senior classes of musical schools in the course of the mental composition of melodies with various emotional colouring are presented. EEG-correlates of music composing and other kinds of musical activity - perception, mental reproduction of melodies are compared. The correlation of neurophysiological mechanisms of musical creativity and other kinds of nonverbal creativity is discussed.

Key words: creative activity, music composing, EEG spectral power.

Активное изучение мозговых механизмов творчества начинается на рубеже ХХ-ХХ1 веков, когда объективные неинвазивные методы изучения мозговой активности с помощью профессиональных компьютерных программ обработки данных, стали доступны широкому кругу исследователей.

В современных работах описаны результаты исследования особенностей мозговой активности в ходе творческого процесса в отличие от нетворческого, при решении творческих задач в зависимости от пола испытуемых, избранной ими стратегии решения задачи, степени сложности задач, уровня мотивации к нахождению решения [3; 4; 5; 7; 8; 14]. При этом важно изучение мозговых механизмов истинного, внутренне мотивированного творческого процесса. Таким спонтанным творческим актом является сочинение музыки. Исследования нейрофизиологии музыкального творчества носят пока фрагментарный характер [2; 6; 8], в то время как научный интерес к этой сфере продолжает расти. Наименее изучены особенности электрической активности мозга непосредственно в процессе сочинения музыки.

Целью проведённого исследования стало изучение специфичных паттернов ЭЭГ-активности у подростков в процессе интериоризированнной когнитивной

Контакты: 1 Л.А. Дикая: E-mail: [email protected]

Л.А. Дикая1

Южный федеральный университет, Ростов-на-Дону, Россия

О

Є

19

е

деятельности (мысленного сочинения музыки), и сопоставление этих паттернов ЭЭГ-активности, проявляющихся в реализации других видов музыкальной деятельности (восприятия, воспроизведения музыки).

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

В исследовании приняли участие 17 испытуемых - учащихся старших классов музыкальных школ и училищ в возрасте 14-16 лет, имеющих опыт сочинения музыки.

Для изучения функциональной организации мозга испытуемых во время выполнения музыкальной деятельности регистрировали ЭЭГ в 21 отведениях, расположенных по стандартной системе 10-20, использован многоканальный компъютерный электроэнцефалограф ЭЭГА-21/26 «Энцефалан» версия «Элитная - М» 5.4-10-2.0 с частотой опроса 100 Гц, полосой пропускания от 0,5 до 35 Гц. Использована монополярная схема с ипсилатеральными ушными референтными электродами.

Регистрировалась фоновая ЭЭГ с закрытыми глазами, а также ЭЭГ в функциональных пробах (восприятие, воспроизведение и сочинение музыкального произведения). В первой экспериментальной функциональной пробе подросткам предлагалось в течение 1 минуты слушать отрывки классической музыки фиксированной мощности (20 дБ) с мажорной (фрагмент из оперетты Штрауса «Летучая мышь») и минорной (музыкальный отрывок из балета «Пер Гюнт» Э.Грига) эмоциональной окраской. Во второй экспериментальной пробе испытуемым предлагалось воспроизвести про себя услышанный музыкальный отрывок с мажорной и минорной эмоциональной окраской. В третьей пробе перед испытуемыми ставилась задача сочинить собственные мелодии с такой же эмоциональной окраской, как и ранее прослушанные, а после исследования воспроизвести сочиненную мелодию.

Анализировались отрезки ЭЭГ длительностью 10 секунд, не имеющие артефактов. Рассматривались значения уровней спектральной мощности потенциалов мозга в диапазонах частот: дельта 1 (0,5-2 Гц), дельта 2 (2-4 Гц), тета (4-8Гц), альфа (8-13 Гц), бета 1(13-24Гц) и бета 2 (24-35 Гц), а также когерентные связи биопотенциалов коры мозга между отведениями по каждому диапазону.

Сравнительный анализ различий средних значений показателей спектральной мощности ЭЭГ у испытуемых в различных пробах проводился при помощи 1-критерия Стъюдента. Обработка осуществлялась при помощи пакета компьютерных программ «ЭТАТ^ТЮА 6.0».

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

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 ^7, F3), бета1- и бета2-ритма в префронтальной ^р2, Fpz) и фронтальной зонах ^8) правого полушария и в окципитальных зонах коры левого полушария (01).

Для процесса сочинения музыки, независимо от характера её эмоциональной окраски, характерно повышение мощности дельта1- ритма по отношению к фону в задней темпоральной зоне левого полушария (Т5), в области стриарной коры и средней височной извилины, где расположены слуховые ассоциативные зоны, связанные с механизмом восприятия ритма и переработки сложных музыкальных характеристик (гармонии, мелодии, ритма) [6].

Сочинение музыки с мажорной эмоциональной окраской (рис.1) сопровождается повышением активности тета- и бета1-ритма относительно фоновых показателей во фронтальных зонах левого полушария ^7, F3), а музыки с минорной эмоциональной окраской (рис.2) повышением активности тета-ритма во фронтальной ^4) и нижней темпоральной зоне (Т6) правого полушария (предкли-нье), что отражает активацию корково-подкорковых механизмов восприятия звуковых мотивационных раздражителей по типу слуховой подкорковой доминанты, формирующейся в результате мысленного сочинения музыки, активизацию процессов доступа и извлечения из памяти информации, связанной с предыдущим эмоциональным опытом, а также анализ эмоциональной значимости перерабатываемой информации в процессе сочинения музыки. Это подтверждается и данными ЭЭГ исследования эмоций, где передние области коры левого и правого полушарий связываются с валентной размерностью эмоций [9] а задние (особенно правого полушария) - с процессами эмоциональной активации [1].

В результате сравнительного анализа когерентных связей между фоновыми показателями и показателями функциональных проб «сочинение музыки» выявлено, что в процессе сочинения музыки, независимо от характера её эмоциональной окраски наблюдается увеличение значений когерентности между префрон-тальными (Fpz-Fp2) и центральными (Cz-C4) зонами коры правого полушария в дельта1-, дельта2- и тета-диапазонах, а также между париетальными (P3-Pz) зонами правого полушария в дельта2- диапазоне.

Следует также отметить, что при воспроизведении и сочинении мелодий с минорным эмоциональным оттенком обнаружено повышение мощности низкочастотных дельта 1 - колебаний в темпоральных зонах левого полушария (Т3, Т5), а также альфа-колебаний в фронтальных и темпоральных зон правого полушария ^4, Т6) (рис.2).

Для процесса сочинения музыки с мажорной эмоциональной окраской характерно возникновение значимых когерентных связей в дельта1- и дельта 2 диапазонах между фронтальными, темпоральными и центральными зонами коры левого полушария (Fp1-Fpz, F7-F3, Т3-С3); в тета-диапазоне - между фронтальными и темпоральными зонами ^7^3, F3-Fz, F7-T3) левого полушария и в альфа-диапазоне между фронтальными зонами обоих полушарий ^7^3, F3-Fz, Fp2-F4,) и темпоральными зонами левого полушария (Т3-Т5). 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 (рис. 1).

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 (Т5-Р3) 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 темпорально-окципитальных зон коры правого полушария в бета2-диапазоне (Fp2-Cz, Т4-02, Oz-O2) правого полушария (рис. 2).

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 [1]. Дельта-ритм отражает деятельность фронто-лимбической системы мозга. При извлечение из памяти эмоциональных образов в процессе генерации эмоций наблюдается усиление мощности в дельта-диапазоне. Констатируется факт вовлечения нейронных сетей, осциллирующих на частоте дельта-активности, в процессы обнаружения аффективной значимости сигнала [1]. Усиление низкочастотной активности в темено-височных-затылочных областях коры отражает механизмы восприятия ритма, а также переработку сложных музыкальных

61(0,5-2Гц)

62 (2-4 Гц)

0 (4-8 Гц)

а(8-13Гц)

(31(13-24 Гц)

Р2(24-35Гц)

Рис.1 Статистически достоверные различия спектральной мощности и когерентности ЭЭГ, полученные при сравнении функциональных проб «фон» -«сочинение мажорной музыки». Стрелка вверх на месте соответствующего отведения указывает на большее значение мощности по сравнению с фоном, стрелка вниз - на меньшее значение мощности. Достоверность различий р<0,05. Оценка достоверности различий проводилась по 1-критерию Стъюдента для

зависимых выборок.

характеристик (гармонии, мелодии, ритма) в этих слуховых ассоциативных зонах [6]. У профессиональных музыкантов и у людей, постоянно слушающих музыку, активность и объём височных отделов слуховой ассоциативной коры значительно больше, чем у других людей [8]. Согласно клиническим данным, повреждение височной и лобной доли левого полушария способно нарушить распознавание и воспроизведение ритмических структур, привести к утрате способности различать ритмический рисунок мелодии [11; 12].

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) [8].

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. Как отмечает О.М. Разумни-кова, выполнение креативных заданий связано с повышением когерентности в темпорально-париетальных отделах коры в тета-1 диапазоне [7].

Активность альфа-ритма ассоциируется с текущим функциональным состояние человека, на которое оказывает воздействие характер музыки (её мощность,

61(0,5-2 Гц) 62(2-4 Гц) 0(4-8 Гц)

Рис. 2. Статистически достоверные различия спектральной мощности и когерентности ЭЭГ, полученные при сравнении функциональных проб «фон» -«сочинение минорной музыки». Стрелка вверх на месте соответствующего отведения указывает на большее значение мощности по сравнению с фоном. Достоверность различий р<0,05. Оценка достоверности различий проводилась по 1-критерию Стъюдента для зависимых выборок.

стиль). Так выявлено, что при восприятии классической музыки средней мощности (около 30-60 дБ) в альфа1-диапазоне частот наблюдается узко локализованное повышение спектральной мощности во фронтальных, темпоральных и окципитальных областях коры в правом полушарии и снижение значений спектральной мощности в дельта- и гамма-диапазонах частот преимущественно в левом [2]. В нашем исследовании наблюдались подобные паттрены ЭЭГ-активации в альфа - диапазоне. При сочинении музыки с минорной эмоциональной окраской возрастала мощность во фронтальных ^4) и нижних темпоральных (Т6) 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 [13]. 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 [4].

В исследовании О.М. Разумниковой значительное увеличение бета 2 ритма как коррелята успешного дивергентного мышления наблюдалось во фронтальных и теменных зонах (Рр1, Т3 и Т6) [7]. 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 [7; 14].

Отмечается, что правое полушарие, участвующее в симультанной обработке информации, обеспечивает восприятие целостной мелодии [15].

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, ретро-спинальной коры, ствола мозга и мозжечка [10]. На важности ретроспинальной области в процессе обеспечения эмоций указывала и Н.П. Бехтерева [4].

ВЫВОДЫ

1. В результате проведённого исследования изучена специфика частотнопространственной организации ЭЭГ у подростков - композиторов при мысленном создании музыкальных произведений и выявлены её особенности в зависимости от характера эмоциональной окраски.

2. Эмоционально-ритмический характер мысленно создаваемого музыкального произведения отражается в активности низкочастотного дельта-ритма во фронтально-темпоральных зонах левого полушария.

3. Повышение активности и когерентности тета-ритма в париетально-окципитальной зоне в процессе сочинения музыки может рассматриваться как отражение активизации процессов доступа и извлечения из памяти эмоциональных образов, процесс поиска новых, оригинальных решений, связанных с прошлым эмоциональным опытом.

4. Повышение активности бета1- и бета 2-ритма во фронтальной зоне правого и окципитальной зоне левого полушарий может рассматриваться как коррелят «дифференцированного внимания», обеспечивающего широко распределённые по разным участкам коры процессы селекции информации и активацию творческого процесса создания музыкального рисунка мелодии в соответствии с правилами музыкального синтаксиса и в контексте возникающих эмоционально-переживаемых образов.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Анализ вызванной синхронизации и десинхронизации ЭЭГ при эмоциональной активации у человека: временные и топографические характеристики / Л.И. Афтанас, Н.В. Рева, А.А. Варламов, С.В. Павлов, В.П. Махиев // Журнал высшей нервной деятельности. 2003. Т.53, № 4. C.485-494.

2. Анализ когерентности ЭЭГ при прослушивании музыки / Р.А. Павлыгина,

B.И. Давыдов, А.В. Сулимов, Ю.В. Любимова, Д.С. Сахаров // Журнал высшей нервной деятельности. 2003. Т.53, № 4. C.402-409.

3. 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.

4. 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.

5. Карлсон И. Креативность: личностный, нейробиологический и когнитивный аспекты // Психология. Журнал Высшей школы экономики. 2005. Т. 2. № 4.

C. 122-131.

6. Панюшева Т.Д. Музыкальный мозг: обзор отечественных и зарубежных исследований// Асимметрия (резенцируемый научно-практический журнал). -Том 2. №3. Ноябрь, 2008.

7. Разумникова О.М. Мышление и функциональная асимметрия мозга. -Новосибирск: Издательство СО РАМН, 2004. 272 с.

8. Уэйнбергер Н. Музыка и мозг / В мире науки, № 2, февраль 2005.

9. Davidson R. J. Affective style and affective disordes: perspectives from affective neuroscience// Cognit. Emot. 1998. V.12 P.307-330.

10. Emotion processing of major, minor, and dissonant chords: a functional magnetic resonance imaging study/ Pallsen K.J., Brattico E., Bailey C., Korvenoja A., Koivi-sto J. Gjedee A., Carlson S. Ann. N. // Y. Acad. Sci. 2005 Dec.;1060:450-3.

-25-

11.Malvov L. Amusia due to rhythm agnosia in musician with left hemisphere damage: a non-auditory supramodel defect. Cortex 1989; 16: 2: 331-338.

12. Midorikawa A., Kawamura M., Kezuka M. Musical alexia from rhythm notata-tion: a discrepancy between pitch and rhythm // Neurocase. 2003. Vol. 9. № .3. P. 232-238.

13. Patel A.D. Music, Language and the Brain / Oxford: Oxford University Press. 2008. 520 p.

14. Petsche H. Approaches to verbal, visual and musical creativity by EEG coherence analysis // Int. J.Psyhophysiol. 1996. Vol.24, N1-2. P. 145-159.

15. Semmes J. Hemispheric specialization. A possible clue to mechanism. Neuro-psyhologia 1968; № 6. P. 11-26.

Исследование выполнено при финансовой поддержке Рособразования в рамках ФНТП «Развитие научного потенциала высшей школы (2009-2010 г.г.)», проект РОСТ-НИЧ-734.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.