CC BY
149
УДК 159.91
ПСИХОЛОГИЧЕСКИЕ И НЕЙРОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ МЕХАНИЗМЫ ВЗАИМОСВЯЗИ ВНИМАНИЯ С ТВОРЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ
© 2009 г. Л.А. Дикая
Южный федеральный университет, Southern Federal University,
344038, г. Ростов-на-Дону, пр. Нагибина, 13, 344038, Rostov-on-Don, Nagibin Ave, 13,
philosculture@mail. ru philosculture@mail. ru
Представлен анализ научных исследований, посвященных нейрофизиологическим основам селекции информации во время творческого процесса. Проведенный анализ позволяет заключить, что наиболее информативными при детекции мозговых механизмов внимания, сопровождающего творческий процесс, являются тета, альфа и бета частотные диапазоны. Обобщение содержащихся в проанализированных работах данных представлено в виде теоретической модели многоуровневой системы модуляции творческого процесса с учетом динамики его этапов - подготовки, инкубации, инсайта, разработки.
Ключевые слова: творческий процесс, дивергентное мышление, кортикальная активация, ЭЭГ-ритмы, нейрофизиологические корреляты распределенного внимания.
The analysis of the scientific researches devoted to the neurophysiological bases of information selection during creative process is presented. The lead analysis allows to conclude, that the most informative at detection brain mechanisms of the attention accompanying creative process, are theta, alpha and beta frequency bands. Generalization of data containing in analyzed works is presented in the form of theoretical model of multilevel system of creative process modulation taking into account the dynamics of its stages - preparation, incubation, illumination and elaboration.
Keywords: creative process, divergent thinking, cortical activation, EEG-rhythms, neurophysiological correlates of non-focused attention.
Подход к проблеме творчества с позиций познания означает попытку понять умственные механизмы, представления и процессы, лежащие в основе творческой мысли. С подачи Дж. Гилфорда в рамках психометрического подхода творческий процесс рассматривается как взаимодействие двух противоположных типов мышления: дивергентного (связанного с порождением множества решений) и конвергентного (связанного с порождением единственного решения) [1].
При рассмотрении этапов творческого процесса авторы разных подходов основываются на представлении G. Wallas о четырех его этапах: подготовка, инкубация, озарение (инсайт) и разработка [2]. На стадии подготовки осуществляется сознательное исследование проблемы; на стадии инкубации наступает перерыв в сознательной работе над проблемой и используется энергия подсознательного. Решение возникает совсем внезапно после периода инкубации и проверяется на последней стадии.
С точки зрения взаимосвязи внимания с творческим процессом необходимо выделить расфокусированное (распределенное) внимание, под которым подразумевается внимание, распределенное между его фокусом и периферией [3]. Его исследования в зарубежной когнитивной психологии основаны на представлениях кон-некционизма о первичных (свободные ассоциации, мышление конкретное и по аналогиям) и вторичных (абстрактность, логичность, ориентация на требования реальности) когнитивных процессах [4]. Расфокусированное внимание относится к первичным, а фокусированное - к вторичным когнитивным процессам. Креативные люди отличаются от некреативных легкостью переме-
щений между полюсами континуума «первичные - вторичные когнитивные процессы» в зависимости от требований ситуации [3]. Это направление зарубежных исследований дополняет концепцию двухполюсной организации когнитивной системы человека Я.А. Пономарева, согласно которой процессы мышления развиваются как движение в двух направлениях между логическим и интуитивным уровнями [5].
В психофизиологии функционирование модулирующей системы мозга рассматривается на основе представлений о генерализованных тонических активациях мозга в целом, связанных с уровнями бодрствования, и локальных фазических активациях, определяющих селективный характер внимания [6]. Среди нейрофизиологических моделей внимания особый интерес вызывает модель М. Познера, который рассматривает внимание как систему контроля умственных процессов [7]. Им выделены передняя и задняя морфофункциональные системы внимания. Передняя - система произвольного, управляющего внимания, детекции цели - представлена передней цингулярной извилиной и дорзолатеральной префронтальной корой, которые связаны с базальными ганглиями, лимбическими и таламическими ядрами. Задняя - система непроизвольного внимания, ориентации - включает в себя теменную кору, подушку зрительного бугра и верхние бугорки четверохолмия [8]. По теории М. Познера, обе системы внимания находятся под влиянием восходящей ретикулярной активирующей системы. В качестве базового по отношению к ориентирующему (orienting attention) и управляющему (executive attention) видам внимания выделяется подготавливающее внимание (alerting attention). В нем в свою очередь
выделяются явления специфического для частной текущей задачи фазического внимания (task specific phasic alertness) в отличие от общей специфической готовности (intrinsic alertness). С направленностью общей когнитивно-специфической готовности связывают изменения мощности ЭЭГ в теменных и центральных зонах в альфа-1 диапазоне [9].
Ряд работ, посвященных нейрофизиологическим основам обслуживающего творческий процесс внимания, сосредоточен на исследовании общего уровня кортикальной активации. Результаты исследований, проведенных в этом направлении, подтверждают низкий уровень кортикальной активации в целом или пониженный по сравнению с другими отделами мозга уровень активности лобной коры во время творческого акта [4, 10-12]. Однако интерпретировать эти результаты необходимо с учетом условий проведения исследования, так как один и тот же результат мог быть получен в отношении как разных видов внимания, так и разных этапов творческого процесса.
При исследовании процентного соотношения альфа-волновой активности во время выполнения креативных и интеллектуальных тестов выявлено, что у высококреативных людей количество этой активности при выполнении различных заданий было разным, а у средне- и низкокреативных - одинаковым [13]. Связывание креативности с расфокусировкой внимания, что сопровождается низким уровнем кортикальной активации, позволяет, по мнению авторов, объяснить полученные результаты.
В дальнейшем исследовании было показано, что различия между высококреативными и низкокреативными людьми в уровне активации проявляются только на фазе рождения идеи. Высококреативные испытуемые показали низкий уровень кортикальной активации. Суммируя различные данные, C. Martindale предполагает [4], что креативность сопровождается низким уровнем кортикальной активации в целом, пониженным (по сравнению с другими регионами) уровнем активности лобной коры и большим вовлечением в процесс творчества правого полушария. Руководствуясь теорией нейронных сетей и распределением активации между узлами нейронных сетей, автор полагает, что чем ближе к краю сознания (первичным когнитивным процессам), тем ниже уровень активации. Пониженный уровень активации приводит к эффектам когнитивного растормаживания и расфокусированного внимания.
Связь креативности с менее выраженной корковой активацией по показателям десинхронизации альфа-ритма, а также выявленную в собственном исследовании локальную представленность паттернов межполушар-ной когерентности, соответствующих успешному поиску оригинальных ассоциаций, О.М. Разумникова и Е.Н. Ларина объясняют теорией нейронной эффективности [14]. Согласно этой теории, высокие интеллектуальные способности обусловлены точностью переработки информации в мозге из-за точной локализации активированных при ментальных нагрузках корковых областей в соответствии с их когнитивной специализацией.
С нашей точки зрения, при интерпретации изменения альфа-мощности важно также учитывать функциональную неоднородность различных альфа-диапазонов. Как показано в специальном исследовании, десинхрони-зация в нижнем альфа-диапазоне ассоциируется с такими процессами внешнего внимания, как бдительность и ожидание, а в верхнем - с усилением собственно когнитивной активности [15]. Десинхронизация в альфа-диапазоне имеет место при деятельности, протекающей при доминирующем внимании к внешней среде, направление внимания внутрь субъекта приводит к возрастанию синхронизации.
При исследовании мысленного представления зрительных образов также показано снижение уровня общей активации мозговых процессов при усилении неосознаваемого компонента переработки информации [13]. Авторы объясняют этот факт необходимостью относительного игнорирования внешней информации и сосредоточенности на «внутренних» проблемах, а также использованием автоматизированных неосознаваемых компонентов, реализация которых проходит на относительно невысоком активационном уровне.
В работах других исследователей, применявших ПЭТ и ЭЭГ для исследования нейрофизиологических основ внимания, обслуживающего творческий процесс, были отмечены признаки усиления общей и локальной активности коры головного мозга [16-18].
По результатам сравнительного анализа мозгового кровотока в группах высоко- и низкокреативных испытуемых показатели кровотока в покое были выше в обоих полушариях в группе высококреативных испытуемых. Однако интерпретация этих данных осложнялась тем, что высококреативная группа характеризовалась повышенным уровнем тревожности, что могло служить причиной этих различий в уровне мозгового кровотока. Автор полагает, что успешность дивергентного мышления может быть обусловлена именно способностью креативных людей снижать уровень arousal [17].
При исследовании мозговой организации вербального творческого процесса - сочинения рассказа -с помощью ПЭТ выявлена активация в поле Бродмана 10, что, по мнению авторов, отражает процесс удержания зрительного внимания, необходимого при выполнении трудного творческого задания. Показано, что отличие творческой деятельности от нетворческой проявляется, главным образом, в большей активации преимущественно левополушарной лобной доли. А отличие более сложного творческого процесса от более простого проявляется в активации правополушарной лобной доли [16].
В.С. Ротенбергом выявлено, что в состоянии относительного покоя мозг у творческих людей более активирован по сравнению с нетворческими [10]. При исследовании процесса решения задач творческого характера у творческих людей им выявлен рост альфа-ритма по сравнению с фоном. Следовательно, людям с высоким творческим потенциалом целесообразно снижение мозговой активности по сравнению с состоянием спокойного бодрствования. Признавая в качестве
функции правого полушария оперирование образной информацией и создание специфического контекста, не способствующего уменьшению энтропии, В.С. Ротен-берг объясняет вышеприведенные результаты следующим образом. Чем выше уровень энтропии, т.е. чем в меньшей степени требуется упорядочить информацию, тем меньше требуется физиологических затрат для такой ее организации и, значит, тем меньший уровень дополнительной активации при этом необходим. Если для решения задачи необходимо найти однозначную связь между образами, на ЭЭГ наблюдается увеличение активационных изменений [7].
Эти идеи нашли отражение в эмпирическом исследовании образной и вербальной творческой деятельности. При придумывании и последующем рисовании испытуемыми оригинальной картинки наблюдалось увеличение когерентности ЭЭГ в тета и альфа-1, 2 диапазонах между лобными и височными областями, что, по мнению автора, может отражать эмоциональный компонент и рассредоточение внимания в процессе творческой деятельности [19]. Преобладанием внутренней концентрации внимания у человека в творческом состоянии автор объясняет увеличение синхронизации в низкочастотных диапазонах.
Исследование креативного вербального мышления показало, что при переходе от простых вербальных заданий к сложному поиску отдаленных ассоциаций испытуемые продемонстрировали усиление активаци-онных процессов в коре по показателям альфа-1, 2 ритмов [20]. Эти результаты соответствуют данным о расширяющемся при выполнении сложных вербальных заданий взаимодействии нейронных структур, в том числе за счет включения правого полушария и целого ряда подкорковых образований мозга. Координация функциональной активности таких широко распределенных нейронных ансамблей требует включения особых механизмов селекции информации и может происходить на частотах тета-диапазона, что, возможно, связано с большей концентрацией внутреннего внимания. Согласно литературным данным, тета-ритм связывают с состоянием готовности и поддерживающего внимания [21].
В исследовании О.М. Разумниковой, А.О. Брызгалова снижение активации коры (рост мощности альфа и тета-ритмов и регионарно широкое усиление десинхро-низации альфа-1 ритма при переходе от конвергентных вербальных заданий к дивергентным (сложным ассоциативным)) выявлено у женщин, которые работали до этого в «интеллектуальной» стратегии, и не выявлено у мужчин, которые решали и конвергентные задачи в «ин-сайтной» стратегии [20].
Мы склонны полагать, что снижение уровня общей активации в творческом процессе может быть также связано с временным «выключением» мозговых систем (за исключением связанных с процессами жизнеобеспечения) для перенастройки мозга на иной (интуитивный, неосознаваемый) способ переработки информации.
Для понимания нейродинамики расфокусированного внимания, актуализирующегося в творческом процессе, необходимо рассмотреть когнитивно специфические для
творческого процесса функциональные состояния. В этом направлении современными исследователями изучаются половой диморфизм в процессах селекции информации как нейрофизиологическая основа различий во взаимодействии полушарий при дивергентном мышлении у мужчин и женщин, особенности включения в селекцию информации передней и задней систем внимания.
Как коррелят расфокусированного внимания при дивергентном мышлении О.М. Разумниковой обнаружен мозаичный характер нейронных ансамблей с диффузно представленной синхронизацией в бета-2 диапазоне, который обеспечивает широко распределенные по разным участкам коры процессы селекции информации, необходимые для решения проблем открытого типа [22]. Успешность такой селекции обусловлена разными вариантами взаимодействия корково-подкорковых структур. Бета-ритм автор связывает с механизмами распределенного внимания, необходимого для дивергентного мышления. У мужчин дивергентное мышление обеспечивается за счет более выраженных у них по сравнению с женщинами процессов интернально организованного дифференциального внимания при тесном межполу-шарном взаимодействии. При дивергентном мышлении у мужчин в большей степени задействована передняя правополушарная система непроизвольного внимания, а у женщин наблюдается совместное вовлечение задней системы и левополушарной части фронтальной системы произвольной селекции информации [22].
В результате эмпирического изучения селективного внимания с помощью модели Струпа установлено, что высокой образной креативности у мужчин соответствует ослабление селективных процессов в правом полушарии [23]. Выявленную малую изменчивость тета-ритмов в процессе креативной деятельности у мужчин авторы объясняют тем, что исходные базовые характеристики активности в низкочастотных диапазонах ЭЭГ определяют у них специфику селективных и связанных с ними когнитивных процессов более высокого уровня.
Таким образом, проведенный анализ позволяет заключить, что наиболее информативными при детекции мозговых механизмов внимания, сопровождающего творческий процесс, являются тета, альфа и бета- ритмы. Исследователями накоплены противоречивые данные по поводу генерализованной и локальной кортикальной активации во время реализации творческого процесса у человека - от низкого до высокого её уровня. Выявлены качественные различия в мозговой организации селекции информации при творческом мышлении в зависимости от пола испытуемых, уровня развития креативности, степени сложности задания, характера выполняемой задачи - образной или вербальной.
Обобщение содержащихся в проанализированных работах данных может быть представлено в виде теоретической модели многоуровневой системы модуляции творческого процесса с учетом динамики его этапов - подготовки, инкубации, инсайта, разработки. Уровни модуляции творческого процесса связаны с определенными частотными диапазонами. Чем выше
специализация модуляции творческого процесса, тем в большей степени она связана с высокочастотными диапазонами.
Теоретическая модель системы модуляции творческого процесса
1. Уровень общей тонической активации мозга. При переходе к этапу инкубации и перед инсайтом мозговая активность снижена. Для инсайта характерно усиление активационных процессов в коре. Этапы подготовки и проверки предполагают повышенную общую активность коры. Наиболее информативны для этого уровня тета и альфа частотные диапазоны.
2. Уровень состояния готовности (подготовительного внимания):
- подуровень внутренней общей специфической готовности к творческой деятельности на нейрофизиологическом уровне связан с изменениями мощности ЭЭГ в теменных и центральных зонах в альфа-1 диапазоне;
- подуровень специфической для конкретной творческой задачи фазической готовности к творческой деятельности на нейрофизиологическом уровне характеризуется увеличением синхронизации в низкочастотных диапазонах между лобными и височными областями.
3. Уровень селективного сопровождения творческого процесса на каждом из его этапов.
На этапе подготовки внимание сфокусировано на задаче. По мере приближения к этапу инкубации степень фокусировки внимания снижается. Распределенное (расфокусированное) внимание характерно для этапа инкубации. При инсайте внимание фокусируется. Этапу разработки соответствует в наибольшей степени фокусированное внимание.
Функциональные и нейроанатомические маркеры фокусированного внимания локализованы главным образом в фронто-медиальных, правых фронтальных и теменных зонах коры и в ядрах таламуса.
Нейрофизиологическим коррелятом распределенного внимания является пониженный (по сравнению с другими зонами) уровень активности лобной коры, большое вовлечение в процесс творчества правого полушария, мозаичный характер нейронных ансамблей с диффузно представленной синхронизацией в бета-2 диапазоне, который обеспечивает широко распределенные по разным участкам коры процессы селекции информации, необходимые для решения проблем открытого типа (дивергентных задач).
Результаты эмпирической проверки гипотетической модели системы модуляции творческого процесса позволят в дальнейшем конкретизировать и дополнить её.
Исследование выполнено при финансовой поддержке Рособразования в рамках ФНТП «Развитие научного потенциала высшей школы (2009 - 2010 гг.)», проект РОСТ-НИЧ-734.
Литература
1. Guilford G. The nature of human intelligence. N.Y., 1967.
2. Wallas G. The Art of Thought. N.Y., 1926.
3. Дорфман Л.Я., Гасимова В.А. Расфокусированное внимание как фактор креативного мышления // Вестн. Пермского государственного института искусства и культуры. 2006. Вып. 1. С. 20-50.
4. Martindale C. Biological basis of creativity // Handbook of Creativity (Ed. R.J. Sternberg). Cambridge, 1999. P. 137-153.
5. Пономарев Я.А. Психология творчества. М., 1976.
6. Данилова Н.Н. Психофизиология. М., 2004. 368 с.
7. Posner M.I. Attention: the mechanisms of consciousness // Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 1994. Vol. 91. P. 7398-7403.
8. Мачинская Р.И. Нейрофизиологические механизмы произвольного внимания (аналитический обзор) // Журн. высшей нервной деятельности. 2003. Т. 53, № 2. С. 133-150.
9. Электроэнцефалографические характеристики когнитивно-специфического внимания готовности при вербальном обучении. Сообщение I : Характеристики локальной синхронизации ЭЭГ / С.Г. Данько [и др.] // Физиология человека. 2008. Т. 34, № 2. С. 5-12.
10. Ротенберг В.С. Психофизиологические аспекты изучения творчества : хрестоматия по психологии художественного творчества / Ред.-сост. А.Л. Гройс-ман. М., 1998. С. 91-103.
11. Свидерская Н.Е., Таратынова Г.В., Кожедуб Р.Г. ЭЭГ-корреляты изменения стратегии переработки информации при зрительном воображении // Журн. высшей нервной деятельности. 2005. Т. 55, № 5. С. 624-632.
12. Jausovec N. Differences in cognitive processes between gifted, intelligent, creative, and average individuals while solving complex problems: an EEG study // Intelligence. 2000. Vol. 28, № 3. P. 213-237.
13. Martindale C., Hines D. Creativity and cortical activation during creative, intellectual and EEG feedback tasks // Biological Psychology. 1975. Vol. 3. P. 71-80.
14. Разумникова О.М., Ларина Е.Н. Полушарные взаимодействия при поиске оригинальных вербальных ассоциаций: особенности когерентности биопотенциалов коры у креативных мужчин и женщин // Журн. высшей нервной деятельности. 2005. Т. 55, №. 6. С. 777-787.
15. Klimesch W. EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: a review and analysis // Brain Res. Rev. 1999. Vol. 29. P. 169-195.
16. Исследование мозговой организации творчества. Сообщение II : Данные позитронно-эмиссионной томографии / Н.П. Бехтерева [и др.] // Физиология человека. 2000. Т. 26, № 5. С. 12-18.
17. Карлсон И. Креативность: личностный, нейробио-логический и когнитивный аспекты // Психология. Журн. Высшей школы экономики. 2005. Т. 2, № 4. С. 122-131.
18. Petsche H., Etlinger S.C. EEG and Thinking. Wien, 1998. 383 p.
19. Нагорнова Ж.В. Изменения ЭЭГ при образной творческой деятельности : автореф. дис. ... канд. биол. наук. СПб., 2008. 17 с.
20. Разумникова О.М., Брызгалов А.О. Частотно-пространственная организация электрической активности мозга при креативном вербальном мышлении: роль фактора пола // Журн. высшей нервной деятельности. 2005. Т. 55, № 4. С. 459-467.
21. High-frequency brain activity : Its possible role in attention, perception and language processing / F. Pul-vermuller [et al.] // Progr. Neurobiol. 1997. Vol. 52, № 5. P. 427-445.
22. Разумникова О.М. Функциональная организация коры головного мозга при дивергентном и конвергентном мышлении: роль фактора пола и личностных характеристик : дис. ... д-ра биол. наук. М., 2003. 278 с.
23. Онищенко М.А., Вольф Н.В. Связь селективного внимания с эффективностью образной творческой деятельности // Третья междунар. конф. по когнитивной науке : тез. докл. : в 2 т. Москва, 20-25 июня 2008 г. М., 2008. Т. 2. С. 399-400.
Поступила в редакцию
5 сентября 2008 г.
