Особенности мощности ЭЭГ во время умственной деятельности у полезависимых и поленезависимых испытуемых Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

ОСОБЛИВОСТІ ПОТУЖНОСТІ ЕЕГ ПРИ РОЗУМОВІЙ ДІЯЛЬНОСТІ У ПОЛЕЗАЛЕЖНИХ І ПОЛЕНЕЗАЛЕЖНИХ ДОСЛІДЖУВАНИХ

Козачук Н.О.

Волинський національний університет імені Лесі Українки

Анотація. Вивчалась динаміка потужності основних ритмів електроенцефалограми в стані спокою та під час розумової діяльності залежно від когнітивного стилю досліджуваних. Встановлено, що у полезалежних досліджуваних більше виражені ЕЕГ-реакції, пов’язані з готовністю до сприйняття стимулів: генералізоване зниження потужності альфа- і бета-ритму та зниження потужності тета- і дельта-ритму у задньо-асоціативних ділянках. У поленезалежних досліджуваних більше виражена динаміка потужності основних ритмів ЕЕГ при переході від стану спокою до розумової діяльності.

Ключові слова: полезалежність, поленезалежність, потужність, електроенцефалограма.

Аннотация. Козачук Н.А. Особенности мощности ЭЭГ во время умственной деятельности у полезависимых и поленезависимых испытуемых. Изучалась динамика мощности основных ритмов электроэнцефалограммы в состоянии покоя и во время умственной деятельности в зависимости от когнитивного стиля испытуемых. Установлено, что у полезависимых испытуемых больше выражены ЭЭГ-реакции, связанные с готовностью к восприятию стимулов: генерализированное снижение мощности альфа- и бета-ритма и снижение мощности тета- и дельта-ритма в задне-асоциативных участках. У поленезависимых испытуемых больше выражена динамика мощности основных ритмов ЭЭГ при переходе от состояния покоя к умственной деятельности.

Ключевые слова: полезависимость, поленезависимость, мощность, электроэнцефалограмма.

Annotation. Kozachuk N.O. EEG power features of field-dependent and field-independent subjects during intellectual activity. Basic elec-troencephalographic rhythms power dynamics were studied during rest state and intellectual activity depending on observed persons cognitive style. It was shown, that field-dependent subjects have more expressed EEG-reactions, related to stimulus perception readiness: generalized alpha- and beta-rhythm power decrease, and decrease of theta- and delta-rhythm power in posterior associative areas. Field-independent subjects have more expressed power dynamics of basic EEG rhythms during state changes.

Keywords: field-dependence, field-independence, power, electroencephalography.

Вступ.

Полезалежність-поленезалежність входить до групи когнітивних стилів, які складають основу феноменології стильового підходу. У вузькому розумінні слова - це здатність виокремлювати просту деталь у складній фігурі. В широкому ж значенні - це показник рівня психологічної диференціації, а, отже, і характеру пізнавальної спрямованості суб’єкта [4].

Такі особливості когнітивної сфери досліджуваних, на нашу думку, можуть впливати на формування нейрофізіологічного механізму реалізації певного типу розумової діяльності.

Робота виконана за планом НДР Волинського національного університету імені Лесі Українки.

Мета, завдання роботи, матеріал і методи.

Метою дослідження стало виявлення відмінностей показників потужності основних ритмів ЕЕГ у полезалежних і поленезалежних досліджуваних в стані спокою та під час розумової діяльності конвергентного і дивергентного типу.

Для визначення когнітивного стилю була використана методика «Включені фігури». Досліджувані повинні були визначити, який із п’ яти елементів включений в складну фігуру. Загалом було запропоновано 30 складних фігур. Полезалежність-поленезалежність визначалась як співвідношення (І) кількості правильних відповідей (Ы) до часу (1) виконання всього тесту. Чим більше правильних відповідей і менше час виконання завдання, тим більше виражена поленезалеж-ність. В нашому дослідженні представлені ЕЕГ-дані досліджуваних з яскраво вираженими характеристиками поленезалежності (І>2,5) і полезалежності (І<1,0), які і склали відповідні групи: полезалежні (ПЗ) і по-ленезалежні (ПНЗ). До кожної групи входило 4 особи чоловічої і 3 особи жіночої статі. Всі досліджувані праворукі; вік 18-21 рік. Продуктивність та оригінальність виконання завдань під час формування груп досліджуваних не враховувалась.

Реєстрацію електричної активності кори головного мозку здійснювали за допомогою апаратно-

© Козачук Н.О. , 2009

програмного комплексу «НейроКом», розробленого науково-технічним центром радіоелектронних медичних приладів і технологій «ХАІ-Медика» Національного аерокосмічного університету «ХАІ» (свідоцтво про державну реєстрацію № 6038/2007 від 26 січня 2007 року) в стані спокою із заплющеними і розплющеними очима та під час виконання завдань конвергентного і дивергентного типу [2].

При записі ЕЕГ активні електроди розміщувались за міжнародною системою 10/20 у дев’ятнадцяти точках на скальпі голови. Реєстрація здійснювалась монополярно, в якості референтних використовувались вушні електроди. Фільтри високих частот встановлювались на 50 Гц, низьких - 0,1 Гц. Для кожного відведення методом швидкого перетворення Фур’є були отримані значення потужності (мкВ2) ЕЕГ в частотних діапазонах: дельта (0,5-4 Гц), тета (4-8 Гц), альфа (8-13 Гц), бета (13-30 Гц) ритмів.

Отримані результати були опрацьовані з використанням стандартних методів параметричної (t-критерій Стьюдента) та непараметричної (W-критерій Вілкоксона) статистики. Вказані

процедури обчислювались в MS Excel 2003.

Результати дослідження

В результаті проведеного аналізу встановлено, що спокійне споглядання порівняно зі станом спокою із заплющеними очима характеризувалось у полезалежних досліджуваних генералізованим зниженням потужності альфа- і бета-ритму в та зниженням потужності дельта- і тета-ритму у задньоасоцативних ділянках; в поленезалежних - зниженням потужності альфа- і бета-ритму в задньоасоціативних ділянках (рис. 1).

Виконання конвергентного і дивергентного завдань порівняно зі станом спокою із заплющеними очима у полезалежних досліджуваних супроводжувалось генералізованим зниженням потужності альфа-ритму. Зміни потужності тета-ритму були виражені тільки при дивергентному мисленні. У поле-незалежних досліджуваних порівняння таких же експериментальних ситуацій характеризувалось меншою

Рис. 1. Зміни потужності порівняно зі станом спокою із заплющеними очима.

Трикутник з вершиною доверху свідчить про зростання потужності ритму, з вершиною донизу - про зниження. ПЗ - группа досліджуваних з полезалежним когнітивним стилем, ПНЗ - група досліджуваних з поленезалеж-ним когнітивним стилем.

кількістю зон кори, в яких зменшувалась потужність альфа-ритму. Крім того під час виконання конвергентного завдання порівняно зі станом спокою із заплющеними очима зростала потужність тета-ритму в латеральних лобних ділянках обох півкуль.

Порівняння розумової діяльності зі станом спокою з розплющеними очима виявило більшу динаміку потужності у поленезалежних досліджуваних. Виконання конверегентного завдання характеризувалось зростанням потужності тета-ритму широко по скальпу, альфа-ритму в префронтальних лобних і правій латеральній лобній ділянках. Крім того в цій групі спостерігалось зростання потужності дельтаритму в тім’яній і потиличній зонах лівої півкулі та центральній, задньо-скроневій і латеральній лобній зонах правої півкулі (рис. 2).

Перехід від виконання конвергентного завдання до дивергентного не виявив статистично достовірних змін потужності в обох групах.

Загально відомим є те, що готовність до діяльності і сама діяльність може забезпечуватись зміною ЕЕГ-патернів в різних частотних діапазонах. Наприклад, спрямованість уваги досліджуваних на отримання зорової інформації ззовні проявляється десинхронізацією альфа-ритму [9]. Процес активної обробки інформації пов’язаний з односпрямованим зниження потужності альфа- і бета-ритмів [5]. Концентрація уваги і очікування стимулу може забезпечуватись і шляхом зниження потужності тета-ритму [6, 7]. При чому досить часто достатньо одного і з цих механізмів для досягнення оптимального рівня уваги, необхідного для адекватного сприйняття стимулів і ефективної

розумової діяльності. Виявлена нами динаміка потужності свідчить про те, що у осіб з різними когнітив-ними стилями цей механізм відмінний. У полезалеж-них досліджуваних висока готовність до сприйняття зовнішніх сигналів, на нашу думку, здійснюється за принципом надлишковості, оскільки проявляється в зниженні потужності не тільки альфа-, а й бета- і тета-ритму. Крім того у полезалежних досліджуваних слабо виражена динаміка потужності пов’язана, з зміною функціонального стану, що може свідчити про стабільність мислительних стратегій.

На нашу думку, у поленезалежних досліджуваних готовність до діяльності реалізується за рахунок більш «економних» механізмів. А більше виражені зміни показників потужності досліджуваних ритмів при переході від однієї експериментальної ситуації до другої, очевидно, свідчать про більш гнучкі мис-лительні стратегії.

Серед отриманих результатів заслуговує на увагу зростання потужності тета- і дельта-ритму у поленезалежних досліджуваних під час виконання конвергентного завдання. Очевидно, їм важче працювати в умовах заданого алгоритму і дефіциту часу, що й викликає більші затрати енергії (збільшення потужності тета-ритму). Відомо, що в ефективності навчання поленезалежних осіб провідну роль відіграє внутрішня мотивація [4]. Під час розумової діяльності конвергентного типу, коли необхідно діяти в межах строго визначеного «ментального поля», досить важливе значення має внутрішня мотивація на отримання високого результату поточної діяльності (зростання потужності дельта-активності) [1].

Рис. 2. Зміни потужності при порівнянні виконання завдань між собою та зі станом спокою з розплющеними очима.

Позначені зміни в ділянках першої із порівнюваних експериментальних ситуацій. 1 - виконання конвергентного завдання порівняно зі станом спокою з розплющеними очима, 2 - виконання дивергентного завдання порівняно зі станом спокою з розплющеними очима, 3 - виконання дивергентного завдання порівняно з кон-вергетним. ПЗ - группа досліджуваних з полезалежним когнітивним стилем, ПНЗ - група досліджуваних з поленезалежним когнітивним стилем.

Поленезалежні досліджувані схильні контролювати вплив зорових вражень за рахунок опори на деякі внутрішні критерії [З, 4]. Нейрофізіологічним підтвердженням цієї психологічної характеристики людей з поленезалежним когнітивним стилем є зростання альфа-активності під час виконання конвергентного і дивергентного типу. Саме з екзальтацією альфа-активності пов’язують внутрішню обробку (осмислення) інформації [S, 9].

Відсутність відмінностей показників потужності між конвергентним і дивергентним завданнями, очевидно, пов’язана із впливом факторів, які важко було врахувати в даному дослідженні.

Висновки

1. ЕЕГ-реакції, пов’язані з готовністю до сприйняття

стимулів, більше виражені у полезалежних до сліджуваних і проявляються у генералізованому зниженні потужності альфа- і бета-ритму та зниженні потужності тета- і дельта-ритму у задньо-асоціативних ділянках.

2. Динаміка потужності основних ритмів ЕЕГ при

переході від стану спокою до розумової діяльності залежить від когнітивного стилю досліджуваних і більше виражена у поленезалежних людей.

3. Потужність основних ритмів ЕЕГ при виконанні

конвергентного і диверегентного завдань не відрізнялась в обох групах незалежно від когітивного стилю досліджуваних.

Подальші дослідження передбачається провести в напрямку вивчення інших проблем особливостей розумової діяльності у полезалежних і поленезалежних досліджуваних.

Література

1. Князев Г.Г. Осцилляции мозга и поведение человека: эволюционный подход // Методологические проблемы современной психологии: иллюзии и реальность. Материалы Сибирского психологического форума 16-18 сентября 2004 г. - Томск: Том -ский государственный университет, 2004. - 570-576.

2. Коцан І.Я., Козачук Н.О., Кутрій Л.В. Зміни когерентності альфа-ритму при дивергентному мисленні залежно від особистісних характеристик досліджуваних // Педагогіка, психологія та медико-біологічні проблеми фізичного виховання і спорту: Харків ХДАДМ (ХХПИ), 2009. - №6. - С. 79-82.

3. Способности и склонности: Комплесное исследование / Под ред. Э.А. Голубевой; Науч.-исслед. ин-т общей и педагогической психологии Акад. пед. наук СССР. - М.: Педагогика, 1989.

- 200 с.

4. Холодная М. А. Когнитивные стили. О природе индивидуального ума. - 2-е изд. - СПб.: Питер, 2004. - 384 с.

5. Bastiaansen N.C.M., van der Linden M., ter Keurs M., Dijkstra T., Hag P. Theta responsen are involved in lexical-semantic retrieval during language processing // J. Cong. Neurosci. - 2005. - V. 17.

- P. 530-541.

6. Klimesch W. EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: a rewiew and analysis // Brain Res. Brain Res. Rev. - 1999. - V. 29 (2-3). - P. 169-195.

7. Klimesch W., Doppelmayr M., Pachinger T., Russegger H. Event-related desynchronization in the alpha band and the processing of semantic information // Cognitive Brain Res. - 1997. - V. 6. - 2.

- P. 83-94.

8. Knyazev G.G. Motivation, emotion and their inhibitory control mirrored in brain oscillations // Neurosci. Biobehav. Rev. - 2007.

- 31 (3). - P. 377-395.

9. Ray W., Cole H.W. EEG alpha-activity reflects attentional demands and beta activity reflects emotional and cognitive processes // Science. - 1985. - V. 228. - P 750.

Надійшла до редакції 18.06.2009р. [email protected]