Психолог
Правильная ссылка на статью:
Гельман В.Я. — Специфика церебральной латерализации восприятия эмоциональной интонации речи у детей со специальными способностями // Психолог. - 2021. - № 6. - С. 52 - 60. DOI: 10.25136/2409-8701.2021.6.36345 URL: https://nbpublish.com'llbrary_read_article.php?id=36345
Специфика церебральной латерализации восприятия эмоциональной интонации речи у детей со специальными способностями
Гельман Виктор Яковлевич
доктор технических наук
профессор, ФГБОУ ВО "Северо-Западный государственный медицинский университет им. И.И.
Мечникова" Минздрава РФ
191015, Россия, г. Санкт-Петербург, ул. Кирочная, 41 И gelm@sg2104.spb.edu
Статья из рубрики "Психология развития"
DOI:
10.25136/2409-8701.2021.6.36345
Дата направления статьи в редакцию:
25-08-2021
Дата публикации:
31-12-2021
Аннотация: В последнее время большое внимание уделяется изучению особенностей развития когнитивных процессов детей и подростков, обладающих различными общими и специальными способностями. Целью настоящего исследования было сравнительное изучение онтогенетических особенностей церебральных механизмов, лежащих в основе обработки эмоциональной информации у детей, дополнительно занимающихся музыкой и математикой. В выборках детей, дополнительно занимающихся музыкой, математикой, и контрольной выборке школьников без дополнительных занятий рассматривались три возрастные группы: 7-10 лет, 10 - 13 лет и 14-17 лет. В экспериментальных исследованиях испытуемые должны были определить эмоциональную интонацию речи в предъявляемой фразе. В работе выявлены существенные онтогенетические различия в восприятии эмоциональной просодики речи между контрольной группой и группами дополнительно обучающихся детей. Обнаруженная у дополнительно обучающихся детей 7-13 лет преимущественная активность левого полушария позволяет говорить о специфике у них межполушарных отношений при анализе эмоциональной информации. Зависимость эффектов церебральной латерализации от возраста была аналогичной в группах детей, дополнительно занимающихся математикой и музыкой, и отличалась от результатов контрольной группы, что дает серьезные основания полагать, что
взаимовлияние математических и музыкальных способностей объясняется, в определенной мере, особенностями возрастного развития церебральной латерализации восприятия в детском и подростковом возрасте.
Ключевые слова: когнитивные процессы, развитие, церебральная латерализация, эмоциональная интонация, восприятие, дети, дополнительное обучение, занятия музыкой, занятия математикой, возрастные изменения
Введение
В настоящее время в возрастной и педагогической психологии достаточно широко представлены исследования о взаимовлиянии различных когнитивных способностей на общий интеллект детей, а также на успешность обучения в школе. Одним из направлений этих работ является проблема, интересовавшая многих исследователей, -изучение особенностей развития когнитивных процессов детей и подростков, обладающих различными способностями и, в частности, музыкальными и математическими.
В существующих исследованиях нет единой точки зрения на эту проблему. Так, например, в обобщающей работе ^ утверждается, что представление об особой связи музыкальных и математических способностей практически не подтверждается эмпирическим путем. Хотя, допускается наличие взаимосвязи между музыкальными способностями и общими когнитивными способностями, включая успеваемость в школе, в детском возрасте. Среди ряда исследователей также существует представление по поводу сомнительности присутствия положительной взаимосвязи между музыкальным обучением и когнитивными процессами, участвующими в обработке математической информации. Так, например, в работах некоторых авторов не было получено корреляций
между занятиями музыкой и академической успеваемостью по математике. Г2, 31.
С другой стороны, в ряде исследований отмечается взаимосвязь между когнитивными процессами, сопровождающими музыкальное обучение, и когнитивными процессами, участвующими в изучении основных математических дисциплин. Были выявлены положительные корреляции между музыкальным обучением и успеваемостью по математике в общеобразовательной школе на больших выборках учащихся разного возраста Г4-81. При объяснении этой взаимосвязи, предполагается, что обработка музыкальной и математической информации - это тесно связанные функции мозга и существует структурное перекрытие между ними
В некоторых нейрофизиологических исследованиях, в которых изучаются церебральные механизмы восприятия вербальной и невербальной информации, допускается, что особенности когнитивных процессов музыкантов и математиков связаны, наряду с другими церебральными механизмами, со спецификой латерализации восприятия при обработке различных видов информации этими группами детей (напр., Г8, 10-131).
Неоднозначность существующих данных и предположение, что именно специфика латеральной специализации головного мозга является одним из важных факторов,
связанным с развитием особых академических достижений Г8], вызывает необходимость дальнейших исследований этого направления психофизиологии. Однако, следует
отметить, что достаточно редко встречаются работы Г14-161, в которых исследуются особенности психофизиологических механизмов восприятия невербальной
эмоциональной информации речи у детей, занимающихся математикой и музыкой сверх школьной программы. В связи с этим, представляет интерес рассмотрение именно этих аспектов когнитивных процессов и, в частности, латерализации восприятия эмоциональной интонации, как наименее исследованного вопроса. При этом, наиболее важным представляется процесс формирования церебральных механизмов в детском-школьном возрасте, и, по-видимому, здесь можно ожидать возрастные изменения соотношений степени латерализации восприятия у контрольной группы и детей, занимающихся математикой и музыкой сверх школьной программы.
Целью настоящего исследования было изучение онтогенетических особенностей церебральной латерализации, сопровождающей обработку эмоциональной информации речи у детей, дополнительно занимающихся музыкой и математикой в сравнении с не занимающимися детьми.
Методы исследования
Испытуемые. В исследование вошли 49 школьников, дополнительно занимающихся математикой, 48 детей, дополнительно обучающихся музыке, и контрольная группа детей - 48 учеников средней школы Санкт-Петербурга, не имевших специальных дополнительных занятий (в дальнейшем - контрольная группа). Дополнительное математическое обучение осуществлялось в математических классах Академической гимназии СПбГУ и математическом кружке Дворца творчества юных (в дальнейшем -математики). Музыкальное обучение проходило в музыкальной секции Дворца творчества юных Санкт-Петербурга (в дальнейшем - музыканты). Рассматривались три возрастные группы: 7 - 10 лет, 11 - 13 лет и 14 - 17 лет. В соответствии с возрастом увеличивался и стаж дополнительных занятий, которые начинались в 7-8 лет. Дети, в основном, имели средний социально-экономический статус и жили в городских условиях. Испытуемые соответствовали следующим критериям отбора: они были правшами
согласно краткому Эдинбургскому опроснику с нормальным слухом на оба уха, не имели опыта подобных обследований, имели удовлетворительную успеваемость в средней общеобразовательной школе.
Стимулы, материалы и методы. Программное обеспечение компьютерной экспериментальной установки позволяло осуществлять предъявление тестовых стимулов,
регистрацию реакции испытуемых и формирование протокола испытаний [18, 19].
Стимулы, использованные в качестве тестовых заданий, состояли из нейтральной по содержанию фразы, произнесенной профессиональным актером с положительной (радость) и отрицательной (гнев) эмоциональной интонацией и нейтральным тоном.
Для исследования распознавания эмоциональной компоненты анализируемых речевых сигналов был использован метод монаурального предъявления тестовых стимулов с одновременной подачей на контралатеральное ухо белого шума той же интенсивности, что и полезный сигнал. Полезный сигнал подавался на фоне ипсилатерального белого шума с 3-мя различными отношениями сигнал/шум (24 дБ, -6 дБ, -12 дБ).
Задача испытуемого заключалась в том, чтобы определить эмоциональную интонацию и нажать кнопку пульта установки, выбрав один из трех вариантов ответов. Эти ответы и время реакции испытуемого автоматически регистрировались и в дальнейшем обрабатывались для получения данных об эффективности распознавания (ЭР, процент правильных ответов) и времени реакции (ВР).
Тестовые сигналы подавались случайным образом на правое или левое ухо каждого
испытуемого через головные телефоны. Затем серия повторялась с альтернативным расположением головных телефонов.
Статистический анализ данных проводился с помощью пакета обработки данных "SPSS for Windows V. 17". Анализ данных проводился по всем группам испытуемых в целом (музыканты, математики и контроль) и отдельно по каждой группе. Определялись основные статистические характеристики групп и достоверность различий между группами с помощью критерия Манна-Уитни, а также проводился дисперсионный анализ.
Результаты
Проведенный дисперсионный анализ показал важные возрастные особенности контрольной группы и групп детей, получающих дополнительное образование, фактор «возраст» весьма значим как для ЭР, так и для ВР (F > 11,28, p < 0,0005). Разница для этих показателей между контрольной и дополнительно занимающимися группами детей также зависела от возраста. О чем говорит существенное взаимодействие факторов «возраст» * «тип испытуемого» (F = 2,82, p = 0,038, для ЭР и F = 81,84, p < 0,0005, для ВР)
При рассмотрении фактора «тип испытуемых» для ВР (F = 248,98, p < 0,0005) было выявлено, что контрольная группа в целом показала более короткое ВР по сравнению с математиками и музыкантами (ДВР > 0,35 с, р < 0,001). Для ЭР общих значимых отличий обнаружено не было.
А Б
Рис. 1. Возрастные изменения эффективности распознавания (А) и времени реакции (Б) у математиков, музыкантов и контрольной группы.
Из рис 1А можно видеть, что по эффективности распознавания математики практически не отличаются от контрольной группы, а музыканты имеют тенденцию к превосходству в младшей возрастной группе (р = 0,087) и достоверно превосходят в старшей (р = 0,04). По времени реакции (рис. 1Б) математики обгоняют контроль в старшей возрастной группе (р = 0,002), а в средней и младшей достоверно уступают (р < 0,0005). Музыканты во всех возрастных группах уступают контрольной группе по ВР (затрачивают больше времени, р < 0,0005).
Оценка влияния стороны предъявления стимула по результатам дисперсионного анализа (фактор «сторона предъявления») на ЭР в контрольной и исследуемых группах школьников, показала значимое взаимодействие «сторона предъявления» * «тип испытуемых» (Р = 3,20, р = 0,041). Этот анализ выявил, что контрольная группа и дополнительно занимающиеся школьники показали значимую разницу между ЭР эмоциональной интонации речи при восприятии с левого и правого уха, то есть у них
была разная степень церебральной латерализации эмоционального восприятия.
Степень латерализации (коэффициент асимметрии К ас определялась для каждого испытуемого при восприятии эмоциональной интонации в шумах, поскольку в этом случае степень церебральной латерализации эмоционального восприятия была более выражена. При использовании этого индекса, значения К ас < 0 указывают на предпочтение левого уха или правого полушария в данной задаче, значения К ас > 0 указывают на преимущество правого уха или предпочтение левого полушария.
Рис. 2. Зависимость коэффициента асимметрии(Кас ) от возраста детей при восприятии эмоциональной интонации в шуме.
Из рис. 2 можно видеть, что в младшей (7-10 лет) и средней (11-13 лет) возрастных группах математики и музыканты по К ас достоверно отличаются от контрольной группы (7-10 лет: р = 0,035, р = 0,023, 11-13 лет: р = 0,016, р = 0,045, соответственно). Причем, если в контрольной группе наблюдается преимущество правого полушария, то и у математиков и у музыкантов - левополушарная асимметрия. В старшей возрастной группе (14-17 лет) различий не обнаружено - все дети имеют недостоверную левополушарную асимметрию.
Обсуждение
При сравнительном изучении психофизиологических характеристик реакции на предъявление речевых стимулов с различной эмоциональной просодикой у детей, дополнительно занимающихся музыкой и математикой, по сравнению с контрольной группой были выявлены определенные отличия.
Результаты дисперсионного анализа показателей восприятия эмоциональной интонации речи (ЭР, ВР) указывают на высокую значимость в восприятии фактора «возраст» (р >
11,28, р < 0,0005), что согласуются с результатами предыдущих исследований [12, 13, 19], говорящих об онтогенетических особенностях мозговых механизмов эмоционального восприятия у детей и подростков. Существенное взаимодействие факторов «возраст» * «тип испытуемого» (Р = 2,82, р = 0,038, для ЭР и Р = 81,84, р < 0,0005, для ВР) указывает на то, что значимость «возрастного» фактора в восприятии эмоций различна для дополнительно занимающихся и контрольной групп учеников (рис. 1).
Обнаруженная у дополнительно обучающихся детей 7-13 лет преимущественная активность левого полушария (рис. 2) позволяет говорить о специфике у них межполушарных отношений при анализе эмоциональной информации. Причем как у музыкантов, так и у математиков, эти отличия зависели от возраста испытуемых аналогичным образом и проявлялись только в младшей и средней группе детей (рис. 2). Эти результаты подтверждают гипотезу о связи специфической латеральности и
одаренности ^ и согласуются с результатами других авторов Г12, 131.
Выявленные отличия в латерализации восприятия эмоциональной интонации речи между дополнительно занимающимися детьми и контрольной группой согласуется с результатами работ, изучавших латерализацию церебральных механизмов обработки как вербальной, так и невербальной информации у детей с математическими и музыкальными способностями Г10, 12, 131.
Рассмотрение групп математиков и музыкантов в сравнении с контролем выявило онтогенетические особенности в степени латерализации, но тенденции ее развития сходны в обеих группах дополнительно занимающихся детей (рис. 2). При этом в старшей возрастной группе (14-17 лет) различия в К ас между контрольной группой и дополнительно занимающимися детьми нивелировались.
Полученные данные по латерализации восприятия, по-видимому, могут служить одним из возможных объяснений тому, что у школьников-«музыкантов» 11-13 лет были выявлены отличия в успеваемости по математике по сравнению с контрольной группой Г4, 6 15, 231.
Можно также предполагать, что достоверно более медленное время распознавания эмоций (ВР) в младшей и средней группах математиков и музыкантов (рис. 1Б) связано именно с левосторонней асимметрией. А более быстрая обработка эмоциональной информации в контрольной группе связана с ее обработкой в правом полушарии.
Таким образом, проведенное исследование дает определенные основания полагать, что связь математического и музыкального когнитивных стилей определяется в значительной мере особенностями возрастного развития церебральной латерализации восприятия, проявляющейся в детском и подростковом возрасте. Это же, по-видимому, может объяснить противоречивые данные исследователей о взаимосвязи успешности обучения математиков и музыкантов, которые проводили наблюдения на отличающихся по возрасту группах детей и взрослых без учета возрастных изменений латерализации.
Заключение
В работе выявлены существенные онтогенетические различия в восприятии эмоциональной просодики речи между контрольной группой и группами детей, дополнительно обучающихся музыке и математике.
Зависимость эффектов церебральной латерализации от возраста была аналогичной в группах детей, дополнительно занимающихся математикой и музыкой, и отличалась от результатов контрольной группы, что дает серьезные основания полагать, что взаимовлияние математических и музыкальных способностей объясняется, в определенной мере, особенностями возрастного развития церебральной латерализации восприятия в детском и подростковом возрасте.
Библиография
1. Schellenberg E. G., Weiss M. W. Music and cognitive abilities / Chapter in Psychology of Music. 2013. DOI: 10.1016/B978-0-12-381460-9.00012-2
2. Incognito, O., Scaccioni, L., & Pinto, G. The impact of a music education program on meta-musical awareness, logical-mathematical, and notational skills in preschoolers // International Journal of Music Education. 2021. 02557614211027247.
3. Vaughn, K. Music and mathematics: Modest support for the oft-claimed relationship // Journal of Aesthetic Education. 2000. 34(3/4), 149-166.
4- Guhn M., Emerson S. D., Gouzouasis P. A population-level analysis of associations between school music participation and academic achievement // Journal of Educational Psychology. 2020. Т. 112. №. 2. Рр. 308.
5. Santos-Luiz C., Monico L.S., Almeida L.S., Coimbra D. Exploring the long-term associations between adolescents' music training and academic achievement // Musicae Scientiae. 2016, 20(4), 512-527
6. Wetter O.E., Koerner F., Schwaninger A. Does musical training improve school performance? // Instructional Science. 2009. 37(4), 365-374. doi:10.1007/s11251-008-9052-y
7. Barroso, C., Ganley, C. M., Hart, S. A., Rogers, N., & Clendinning, J. P. The relative importance of math and music related cognitive and affective factors in predicting undergraduate music theory achievement // Applied Cognitive Psychology. 2019. 33(5), 771-783.
8. Geschwind N., Galaburda A.M. Cerebral lateralization. Biological mechanisms, associations and pathology // Archives of Neurology. 1985. V. 42. Pp. 428-459.
9. Bahr, N., & Christensen, C. A. Interdomain transfer between mathematical skill and musicianship // Journal of Structural Learning and Intelligent Systems. 2000. 14, 187197.
10. Хохлов Н.А. Межполушарные межмодальные взаимодействия как фактор выраженности математических способностей в юношеском возрасте. Автореферат дисс. канд. М. МГУ. 2018. 25 с.
11. O'Boyle M.W. Mathematically gifted children: Developmental brain characteristics and their prognosis for well-being // Roeper Review. 2008. V. 30. № 3. Pp. 181-186
12. Hassler M. Functional cerebral asymmetries and cognitive abilities in musicians, painters and controls. // Brain and Cognition. 1990. V.13. P. 1-7
13. Evers S, Dannert J, Rodding D, et al. The cerebral haemodynamics of music perception. A transcranial Doppler sonography study. // Brain. 1999. V. 122 ( Pt 1). Р. 75-85
14. Дмитриева Е.С., Гельман В.Я. Возрастные особенности распознавания эмоциональной интонации речевого сигнала у детей, углубленно занимающихся математикой // Теоретическая и экспериментальная психология. 2019. Т. 12. № 1. С. 24-35.
15. Дмитриева Е.С., Гельман В.Я. — Взаимосвязь академической успеваемости и эмоционального восприятия у детей, получающих дополнительное музыкальное образование: возрастной аспект // Психолог. - 2021. № 1. С. 60-72. DOI: 10.25136/2409-8701.2021.1.35060 URL:
https ://nbpublish.com/library_read_article.php?id = 35060
16. Дмитриева Е.С., Гельман В.Я., Зайцева К.А., Орлов А.М. Онтогенетические особенности психофизиологических механизмов восприятия эмоционального компонента речи у музыкально одаренных детей // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2004. Т. 54. № 5. С. 581-591.
17. Oldfield, R. The assessment and analysis of handedness: The Edinburh Inventory // Neuropsychologia. 1971. № 9. Pp. 97-113.
18. Гельман В.Я., Дмитриева Е.С., Немировская А.В. Психоакустическое тестирование с использованием компьютерных технологий // Физиология человека. 1998. Т. 24. № 2. С. 128-130. (10)
19. Дмитриева Е.С., Зайцева К.А., Гельман В.Я. Возрастно-половые особенности восприятия эмоциональных характеристик речи под воздействием шума // Физиология человека. 1999. Т. 25. № 3. С. 57-64. (12)
20. Repp, B. Measuring laterality effects in dichotic listening // J. Acoust. Soc. Amer. 1977. Vol. 62, 720-737.
21. Baltaxe C.A. Vocal communication of affect and its perception in three-to four-year-old children // Percept. Mot. Skills. 1991. 72,1187-2002.
22. Saxby, L., Bryden, M.P. Left-ear superiority in children for processing auditory emotional material // Dev. Psychol. 1984. 20, 72-80.
23. Helmrich, B. H. Window of opportunity? Adolescence, music, and algebra // Journal of Adolescent Research, 2010. 25(4), 557-577.
Результаты процедуры рецензирования статьи
В связи с политикой двойного слепого рецензирования личность рецензента не раскрывается.
Со списком рецензентов издательства можно ознакомиться здесь.
Рецензия на статью
«Специфика церебральной латерализации детей со специальными способностями»
восприятия эмоциональной интонации речи у
Предмет исследования - не заявлен авторам напрямую, но он прослеживается в описании актуальности, методологии и организации исследования. Это анализ специфики церебральной латерализации восприятия эмоциональной интонации речи у детей со специальными способностями - музыкальными и математическими. Заявленный предмет отражен и в названии статьи, и в ее содержании. Методология исследования - построена на традиционном подходе и на основе аналитического подхода, характерном для исследований на стыке психологических феноменов с физиологическим показателями. Автор применяет качественный обзор литературы, методы исследования различных источников данных с опорой на статистические данные, а также анализ и синтез, и интерпретацию данных. Для решения прикладных задач применен метод программного обеспечения. Использовалась компьютерная экспериментальная установка, которая позволяет осуществлять предъявление тестовых стимулов, регистрацию реакции испытуемых и формирование протокола испытаний. Для оценки речевых сигналов был использован метод монаурального предъявления тестовых стимулов. В исследовании приняли участие около 150 школьников:
□ в экспериментальную группу вошли две подгруппы: а) 49 школьников, дополнительно занимающихся математикой, б) 48 детей, дополнительно обучающихся музыке,
□ в контрольную группу детей - вошли 48 учеников средней школы, не имевших специальных дополнительных занятий
Важно, что испытуемые распределены с учетом возрастных групп: 7 - 10 лет, 11 - 13 лет и 14 - 17 лет.
Респонденты отбирались в соответствии с заявленными авторами критериями, что позволяет делать научно обоснованные выводы.
Авторами применены методы статистического анализа. Например, для оценки межгрупповых различий был использован критерий Манна-Уитни, а также проводился дисперсионный анализ.
Таким образом, методология представленного исследования соответствует заявленной цели и теме статьи.
Актуальность представленной статьи не взывает сомнения. Во-первых, ежегодно увеличивается число людей, которые ориентированы на развитие способностей.
Персональные траектории развития ребёнка - это актуальный вопрос и ля родителей, а для педагогов. Во-во-вторых, междисциплинарные исследования на стыке психологи и физиологии являются инструментом для ответа на вопросы о поиске оптимальных методов и способов развития личности в детском возрасте. Актуальность исследования связана с работой над целью - изучение онтогенетических особенностей церебральной латерализации, сопровождающей обработку эмоциональной информации речи у детей, дополнительно занимающихся музыкой и математикой в сравнении с не занимающимися детьми
Научная новизна исследования прослеживается в попытке научного обоснования процесс формирования церебральных механизмов в детском-школьном возрасте, и, по-видимому, здесь можно ожидать возрастные изменения соотношений степени латерализации восприятия у контрольной группы и детей, занимающихся математикой и музыкой сверх школьной программы.
Стиль, структура, содержание Работа имеет традиционную структуру - введение, основная часть с обзором литературы и представлением эмпирических данных. В основной части автор анализирует накопленный в науке и практике опыт исследований о связи развития способностей и внешних факторов.
В основной части грамотно описана организация исследования. Результаты исслдлевания описаны последовательно, с элементами интерпретации и грамотного наглядного представления результатов.
В заключении статьи представлены выводы о результатах исследования. Так, обнаружено, что связь математического и музыкального когнитивных стилей определяется в значительной мере особенностями возрастного развития церебральной латерализации восприятия, проявляющейся в детском и подростковом возрасте. Стиль работы соответствует требованиям, предъявляемым к научным публикациям. Библиография насчитывает 23 литературных источника. Это статьи в журналах по близкой и смежной тематике, монографии и материалы конференций. Важно, что список литературы содержит источники разных лет - это фундаментальные исследования прошлого века, а также самые свежие исследовательские данные (в том числе за 2021 год). Также представлен обширный перечень источников на английском языке. Следует отметить, что список литературы является несомненным достоинством представленной статьи.
Апелляция к оппонентам - статья вызовет интерес и с прикладной, и с теоретической точки зрения. В ней представлен хороший обзор литературы, отражена авторская позиция, подробно представлены полученные результаты.
Выводы, интерес читательской аудитории. Статья в данной тематике может быть интересна для разного круга читателей - от психологов и психотерапевтов, до педагогов и преподавателей математики, музыки.