CC BY
55Фізика живого, Т.17, No2, 2009. С.169-173. © Коцан І.Я., Козачук Н. О., Кутрій Л.В.
УДК 612.82:165.194
РЕАКТИВНІСТЬ ВІДНОСНОЇ ПОТУЖНОСТІ ЕЕГ ПІД ЧАС ДИВЕРГЕНТНОГО МИСЛЕННЯ У ПОЛЕЗАЛЕЖНИХ І ПОЛЕНЕЗАЛЕЖНИХ ДОСЛІДЖУВАНИХ
Коцан І.Я., Козачук Н.О., Кутрій Л.В.
Волинський національний університет імені Лесі Українки, м. Луцьк, Україна, e-mail: natashakozachuk@gmail.com
Надійшла до редакції 09.09.2009
Вивчали зміни відносної потужності ЕЕГ, викликані виконанням завдань конвергентного і дивергентного типу в досліджуваних з полезалежним і поленазалежним когнітивним стилем. Встановлено, по-перше, що реактивність потужності під час конвергентного і дивергентного мислення більше виражена у поленезалежних досліджуваних. Подруге, що у полезалежних досліджуваних дивергентне мислення супроводжується зменшенням відносної потужності альфа-2-ритму в передньо-лобній і передньо-скроневій ділянках правої півкулі і збільшенням тета-2-ритму в задньо-скроневій ділянці лівої півкулі; в поленезалежних досліджуваних - різноспрямованими змінами відносної потужності альфа-1,2, тета-1,2 і бета-1-ритму в скроневих, тім’яних і потиличних ділянках.
Ключові слова: потужність електричної активності, дивергентне мислення, полезалежний/поленезалежний
когнітивний стиль.
ВСТУП
Нейрофізіологічні механізми дивергентного мислення визначаються багатьма факторами: статтю досліджуваних [6], рівнем креативності [5], мотивацією [4], типом спрямованості особистості [3] та ін. Однак, роль такого фактора як когнітивний стиль залишається не дослідженою. Хоча саме когнітивний стиль в широкому розумінні виступає показником рівня психологічної диференціації, а, отже, і характеру пізнавальної спрямованості суб’єкта [7].
Мета нашого дослідження - порівняти реактивність відносної потужності ЕЕГ, викликану виконанням конвергентного і дивергентного завдань, у досліджуваних з полезалежним і поленезалежним когнітивним стилем.
МАТЕРІАЛИ І МЕТОДИ
В дослідженні взяли участь 14 студентів (вік 1821 рік; праворукі) Волинського національного університету ім. Лесі Українки, в яких попередньо був визначений когнітивний стиль за методикою «Включені фігури». Відповідно до цієї методики досліджувані повинні були визначити, який із п’ яти елементів включений в складну фігуру (загальна кількість складних фігур - 30). Полезалежність-поленезалежність (І) визначалась як
співвідношення кількості правильних відповідей (К до часу виконання (1) всього тесту. Чим більше правильних відповідей і менший час виконання завдання, тим більше виражена поленезалежність.
В нашому дослідженні представлені ЕЕГ-дані тільки тих досліджуваних, в яких характеристики поленезалежності (І>2,5) і полезалежності (І<1,0) були яскраво вираженими. До кожної групи входило 4 особи чоловічої і 3 особи жіночої статі.
Реєстрація ЕЕГ проводилась в таких експериментальних ситуаціях: в стані спокою із розплющеними очима, під час виконання конвергентного завдання, під час виконання дивергентного завдання.
Завдання конвергентного типу були скомпоновані на основі тесту Козлової В.Г. [2], який складався із коротких завдань, виконавча частина яких була дуже простою (підкреслити літеру або цифру, провести лінію, написати коротке слово і т.п.). Інструкція до завдання і "бланк" завдання подавались досліджуваним на монітор комп’ютера. Час експозиції інструкції становив 5 секунд, час експозиції "бланку" завдання - 3-4
секунд. Час виконання всього завдання становив 2,5 хвилини. Завдання дивергентного типу вибиралось з книги [1] групою незалежних експертів (студентів психологічного, математичного і географічного факультетів). Суть дивергентного завдання була такою: "В Бангладеш місцеві жителі роблять цукор із соку пальм. Для того, щоб зібрати сік необхідно зробити надріз на висоті 20 м. Запропонуйте якомога більше способів зробити цей надріз". Текст завдання подавався на монітор комп’ ютера. На його виконання відводилось 2 хвилини. Всі завдання виконувались подумки. Результати виконання фіксувались експериментатором після закінчення
Коцан І.Я., Козачук Н.О., Кутрій Л.В.
реєстрації електроенцефалограм.
Реєстрацію електричної активності кори головного мозку здійснювали за допомогою апаратно-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). При записі ЕЕГ активні електроди розміщувались за міжнародною системою 10/20 у дев’ятнадцяти точках на скальпі голови. Реєстрація здійснювалась монополярно, в якості референтних використовували вушні електроди А1 і А2. Фільтри високих частот встановлювались на 50 Гц, низьких - 0,1 Гц.
Для кожного відведення методом швидкого перетворення Фур’є були отримані значення відносної потужності (%%), які вираховувались як частка потужності певного діапазону (дельта (0,5-4 Гц), тета-1 (4-6 Гц), тета-2 (6-8 Гц), альфа-1 (8-10 Гц), альфа-2 (10-13 Гц), бета-1 (13-20 Гц), бета-2 (20-30 Гц), гамма (30-40 Гц)) в загальній потужності. Для показників відносної потужності визначали реактивність, пов’язану з виконанням завдання, яку вираховували як показник під час
Рр1 Рр2 Р3 Р7 Р8 Т3 Т4 С3 С4 Т.
14
12
1O
В
б
%4
2
O
-2
-4
-б
] 1 п Ш
: ' '\ ' H U
и 1
виконання завдання мінус показник стану спокою із розплющеними очима, та реактивність, пов’язану зі специфікою завдання, яку вираховували як показник під час виконання дивергентного завдання мінус показник під час виконання конвергентного завдання. Аналізувались тільки статистично достовірна реактивність.
Отримані результати були опрацьовані з використанням стандартних методів
параметричної (t-критерій Стьюдента) та непараметричної (W-критерій Вілкоксона) статистики. Вказані процедури обчислювалися в МS Ехсеї 2003.
РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
Аналіз отриманих результатів показав, що реактивність відносної потужності, пов’язана з виконанням завдання і його типом, більше виражена в групі поленезалежних досліджуваних. У них спостерігалось і зростання і зменшення відносної потужності певного частотного діапазону, а сама реактивність в тій чи іншій мірі проявлялась у всіх частотних діапазонах (рис. 1).
0 альфа-1
□ альфа-2
□ бета-1
□ бета-2 □тета-1 □тета-2 □дельта ■ гама
Fp1 Fp2 РЗ FA F7
T3 TA СЗ СД T5 T6 РЗ РД O1 O2 Fz Cz Pz
з
2,5
2
% 1,5 1
0,5
O
і і і і і
Рис. 1. Реактивність відносної потужності ЕЕГ у поленезалежних досліджуваних. Додатні значення свідчать про збільшення частки певного ритму у загальній потужності, від’ємні - про зменшення. Верхня діаграма -виконання конвергентного завдання відносно стану спокою із розплющеними очима,середня діаграма -виконання дивергентного завдання відносно стану спокою із розплющеними очима, нижня діаграма -виконання дивергентного завдання відносно конвергентного.
Ррі Рр2 Р3 Р4 Р7 Р8 Т3 Т4 С3 С4 Т5 Т6 Р3 Р4 01 02 Рж Сж Рж
0 і и і і і і і і п і і і і і і і і і і і і
І і
І і
І і
-0,5------------------------!------------------------------------------------------------------!--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
і і
і і
% -і-----------------------------!------------------------------------------------------------------!---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
і і
і і
і і
-і,5------------------------!------------------------------------------------------------------!--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
-2 -
Ррі Рр2 Р3
Р4
Р7
Р8
Т3
Т4
03
04
Т5
Т6
Р3
Р4
01
02
Рж
Сж
Рж
0,9 0,8 0,7 0,6 % 0,5 0,4
0,3
0,2
0,1 0
Рис. 2. Реактивність відносної потужності ЕЕГ в на рис. 1.
і декілька ділянок, в яких проявлялась реактивність
Виділились максимально відносної потужності. Це бічна лобна ділянка правої півкулі, задньо-скронева лівої півкулі і обидві потиличні ділянки. Найбільша реактивність була характерна для альфа-2 і бета-1-ритмів. В той же час спостерігалось зростання частки дельта-хвиль переважно в лобних ділянках обох півкуль, яке не досягало рівня статистично достовірної значимості.
В групі полезалежних досліджуваних під час виконання завдань обох типів спостерігалось зменшення відносної
потужності трьох частотних діапазонів - альфа-
1, альфа-2 і тета-2. Більше вираженою була реактивність відносної потужності, викликана виконанням конвергентного завдання (рис. 2).
групі полезалежних досліджуваних. Позначення як
Оскільки статистично достовірні зміни проявлялись у зменшенні частки трьох ритмів у загальній потужності, то цілком закономірним було питання про те, частка потужності яких піддіапазонів зростала. Аналіз показав, що інтелектуальна діяльність викликала зростання середньогрупових показників відносної потужності бета-1 і бета-2 ритмів практично у всіх відведеннях та гамма-ритму в лобних та задньо-скроневих відведеннях. Однак, це зростання не досягало рівня статистично достовірної значимості.
Що ж стосується порівняння виконання двох завдань, то нами було виявлене тільки статистично достовірне зростання відносної потужності тета-2-ритму у задньо-скроневій ділянці лівої півкулі.
Коцан І.Я., Козачук Н.О., Кутрій Л.В.
Оскільки середньногрупові показники продуктивності обох завдань та оригінальності дивергентного завдання статистично достовірно не відрізнялись, кількість осіб чоловічої і жіночої статі була однаковою в обох групах, то отримані результати дають нам підстави говорити про те, що реактивність відносної потужності, викликана виконанням
конвергентного і дивергентного завдань, залежить від когнітивного стилю досліджуваних, зокрема, від полезалежності/ /поленезалежності. Визначення ступеня полезалежності суб’єкта дає можливість оцінити міру, в якій індивідуальна перцепція знаходиться під впливом видимого поля. В нашому експерименті видиме поле - це умови виконання завдань. Умова конвергентного завдання не дає можливості «вийти за межі поля», оскільки такий «вихід» призведе до неможливості виконання самого завдання, дивергентного - допускає «вихід за межі поля».
В кожній групі формується специфічний стиль перерозподілу питомої ваги потужності вузького частотного діапазону у загальній потужності.
У поленезалежних людей легше відбувається генералізація і перенесення знань, яскравіше виражена здатність вибирати більш раціональні стратегії запам’ятовування і відтворення інформації [12]. Саме ці психологічні характеристики, на нашу думку, і визначають високу реактивність відносної потужності ЕЕГ в групі поленезалежних досліджуваних. Судячи з отриманих результатів, у поленезалежних досліджуваних гнучко змінюється характер і топографія активації мозку залежно від типу завдання. Що ж стосується особливостей реактивності відносної потужності, виявлених при порвінянні завдань різних типів, то тут заслуговує на увагу зростання частки альфа-2-ритму, який пов’ язують із семантичною пам’яттю, а отже, збереженням абстарктних знань [8], в скроневих і тім’яних ділянках. Отримана картина реактивності та опитування самих досліджуваних свідчить, що в цій групі виконання дивергентного завдання здійснювалось за типом так званої репродуктивної інтуїції, яка базується на попередньому досвіді суб’єкта. В нашому випадку поленезалежні досліджувані, опираючись на власні знання, «моделювали» рішення завдання.
Виявлені у полезалежних досліджуваних статистично достовірні зміни відносної потужності, не дають можливості визначити стратегію дивергентного мислення. Але якщо врахувати
зазначені вище зміни бета-1, який забезпечує взаємодію нейронних ансамблів, залучених в обробку інформації у відповідності з вимогами завдання [11], бета-2, який відображає процеси гештальт-обробки інформації [10] і гамма-ритмів, який проявляється у випадках посиленні свідомого контролю мислительних операцій [9], то можна говорити про те, що успішне виконання завдання у полезалежних базується більшою мірою на ретельному аналізі самого завдання та пошуку в пам’яті алгоритмів, які можуть бути застосовані до даної задачі.
ВИСНОВКИ
1. Реактивність відносної потужності, викликана виконанням конвергентного і дивергентного завдань, залежить від когнітивного стилю досліджуваних.
2. Реактивність потужності під час конвергентного і дивергентного мислення більше виражена у поленезалежних досліджуваних.
3. У полезалежних досліджуваних дивергентне мислення супроводжується зменшенням відносної потужності альфа-2-ритму в передньо-лобній і передньо-скроневій ділянках правої півкулі і збільшенням тета-2-ритму в задньо-скроневій ділянці лівої півкулі.
4. У поленезалежних досліджуваних під час дивергентного мислення спостерігаються різноспрямовані зміни відносної потужності альфа-1,2, тета-1,2 і бета-1-ритму в скроневих, тім’яних і потиличних ділянках.
Література
1. Альтшуллер Г.С. Найти идею. - Новосибирск: Наука, 1986. - 200 с.
2. Козлова В.Т. Разработка методик выявления лабильных нервных процессов в мыслительно-речевой деятельности. Автореф. канд. дис. - М., 1973.
- 26 с.
3. 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.
4. Разумникова О.М., Вольф Н.В, Тарасова И.В. Влияние мотивации на изменения мощности биопотенциалов коры головного мозга при выполнении образных и вербальных творческих заданий // Журнал высшей нервной деятельности. -2007. - Т. 57. - №5. - С. 553-561.
5. Разумникова О.М., Ларина Е.Н. Полушарные взаимодействия при поиске оригинальных вербальных ассоциаций: особенности когерентности биопотенциалов коры у креативных мужчин и
женщин // Журнал высшей нервной деятельности. -2005. - Т. 55. - №6. - С. 777-787.
6. Тарасова И.В., Вольф Н.В, Разумникова О.М. Изменения когерентности биопотенциалов коры мозга при решении вербальной творческой задачи у мужчин и женщин // Журнал высшей нервной деятельности. - 2009. - Т. 59. - №2. - С. 155-161.
7. Холодная М.А. Когнитивные стили. О природе индивидуального ума. - 2-е изд. - СПб.: Питер, 2004.
- 384 с.
8. Jausovec N. Differences in cognitive processes between gifted, intelligent, creative and average individuáis while solving complex problems: an EEG study // Intelligence.
- 2000. - Vol. 28, N 1. - P. 213-237.
9. Posada A., Hugues E., Franck N. et al. Augmentation of induced visual gamma activity by increased task
complexity // Eur. J. Neurosci. - 2003. - Vol. 18, №8.
- P. 2351.
10. Pulvermuller F., Birbaumer N., Lutzenberger W., Mohr B. High-frequency brain activity: Its possible role in attention, perception and language processing // Progr. Neurobiol. - 1997. - Vol. 52. - P. 427-445.
11. Von Stein A., Sarnthein J. Different frequencies for different scales of cortical integration: from local gamma to long range alpha/theta synchronization // Int. J. Psychophysiol. - 2000. - Vol. 38, N 3. - P. 301-313.
12. Witkin H.A., Moore C.A., Goodenough D.R., Cox P.W. Field-dependent and field-independent cognitive styles and their educational implications // Review of Educat. Research. - 1977. - Vol. 47. - P. 1-64.
РЕАКТИВНОСТЬ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ МОЩНОСТИ ЭЭГ ПРИ ДИВЕРГЕНТНОМ МЫШЛЕНИИ У ПОЛЕЗАВИСИМЫХ И ПОЛЕНЕЗАВИСИМЫХ ИСПЫТУЕМЫХ
Коцан И.Я., Козачук Н.А., Кутрий Л.В.
Изучали изменения относительной мощности ЭЭГ, вызванной выполнением заданий конвергентного и дивергентного типа у испытуемых с полезависимым и поленезависимым когнитивным стилем. Установлено, во-первых, что реактивность мощности при конвергентном и дивергентном мышлении более выражена у поленезависимых испытуемых. Во-вторых, что у полезависимых испытуемых дивергентное мышление сопровождается уменьшением относительной мощности альфа-2-ритма в передне-лобной и передне-височной областях правого полушария и увеличением тета-2-ритма в задне-височной области левого полушария; в поленезависимых испытуемых -разнонаправленными изменениями относительной мощности альфа-1,2, тета-1,2 и бета-1-ритма в височных, теменных и затылочных областях.
Ключевые слова: мощность электрической активности, дивергентное мышление, полезависимый/поленезависимый когнитивный стиль.
RELATIVE EEG POWER REACTIVITY OF FIELD-DEPENDENT AND FIELD-INDEPENDENT SUBJECTS DURING DIVERGENT THINKING
Kotsan I.Ya., Kozachuk N.O., Kutriy L.V.
EEG relative power changes, induced by convergent and divergent type tasks processing by subjects with field-dependent and field-independent cognitive style were studied. Is was found, that, firstly, power reactivity during convergent and divergent thinking is more expressed in group of field-independent subjects. Secondly, divergent thinking of field-independent subjects is followed by alpha-2 band relative power decrease in antrior frontal and anterior temporal lobes of right hemisphere, and theta-2 band power increase - in posterior temporal lobe of left hemispere; divergent thinking of field-independent subjects is followed by alpha-1,2, theta-1,2 and beta-1 bands relative power multidirectional changes in temporal, parietal and occipital lobes.
Key words: electrical activity power, divergent thinking, field-dependent/field-independent cognitive style.
