научная статья по теме ЭЭГ ЧЕЛОВЕКА ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ ЗАШУМЛЕННЫХ ЗРИТЕЛЬНЫХ ОБРАЗОВ В СОПРОВОЖДЕНИИ МУЗЫКИ Биология

Текст научной статьи на тему «ЭЭГ ЧЕЛОВЕКА ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ ЗАШУМЛЕННЫХ ЗРИТЕЛЬНЫХ ОБРАЗОВ В СОПРОВОЖДЕНИИ МУЗЫКИ»

ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2007, том 33, № 6, с. 35-43

УДК 612.822.3+612.821

ЭЭГ ЧЕЛОВЕКА ПРИ РАСПОЗНАВАНИИ ЗАШУМЛЕННЫХ ЗРИТЕЛЬНЫХ ОБРАЗОВ В СОПРОВОЖДЕНИИ МУЗЫКИ

© 2007 г. Р. А. Павлыгина, Д. С. Сахаров, В. И. Давыдов

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва Поступила в редакцию 16.11.2006 г.

Проведение распознавания человеком зашумленных зрительных образов (арабские цифры) в условиях сопровождения работы классической и рок-музыкой определенной мощности приводит к повышению результативности распознавания. При распознавании зрительных образов в сопровождении музыки активируется структура когерентных связей (их количество и уровень значимости), наблюдаемая при распознавании без музыкального сопровождения, а также сохраняется левосторонняя асимметрия по показателям когерентности, а не правосторонняя, которая возникает при одном музыкальном воздействии. То есть при формировании "распознавательной" доминанты на поведенческом уровне изменения пространственной организации электрических процессов неокортекса, по-видимому, также строятся по доминантному принципу.

A.A. Ухтомский рассматривал доминанту как основной принцип взаимодействия функционально специализированных структур мозга [1]. Формирование в центральной нервной системе (ЦНС) стабильного очага возбуждения, обладающего свойством суммации, приводит к такой перестройке межцентральных отношений, при которой усиление доминирующей в данный момент деятельности происходит за счет активирования других структур мозга, не имеющих прямого отношения к данной деятельности. При исследовании свойств доминанты у животных [2-5] и у человека, в качестве стимулов, выявляющих доминантный очаг, как правило, использовали сплошные звук или свет, обычно применяемые в экспериментальных условиях для активирования сенсорных систем. В некоторых экспериментах с этой целью был применен шелест бумаги [2]. Этот факт был расценен таким образом, что данный раздражитель является наиболее биологически адекватным для кроликов, так как имитирует шелест листьев в лесу. Каково же было удивление экспериментаторов, когда в последующих исследованиях ритмической доминанты и доминанты голода у человека, было установлено, что очень эффективным для осуществления суммации является опять же шелест бумаги [6, 7]. Анализ характера применяемого раздражителя показал, что большее число суммаци-онных реакций возникает при применении стимулов, изменяющихся во времени по частоте и интенсивности. Так, для крыс наиболее адекватным стимулом, который выявлял скрытый патологический очаг эпилептической активности, являлся звон ключей, то есть раздражитель, обладающий этими же свойствами [8]. Все эти наблюдения привели к мысли использовать для усиления наличного доминантного состояния музыку, которую мож-

но рассматривать как стимул, имеющий наиболее адекватное воздействие на мозг, так как она по своей структуре, так же как и электрическая активность мозга, нестационарна и полиморфна. Кроме того, использование музыки в исследовании доминанты у человека оправдано еще и тем, что музыка присутствует в повседневной жизни и применение ее может быть использовано для повышения эффективности многих видов профессиональной деятельности.

В работе P.A. Павлыгиной, М.В. Фролова и др. [9] впервые была применена музыка для повышения эффективности доминирующей в данной момент деятельности человека. Для создания стационарного очага возбуждения в ЦНС была использована модель распознавания зашумленных зрительных образов (арабские цифры). Испытуемый в течение 15 мин должен был распознавать 150 зрительных образов, затем эту же работу он проводил в условиях музыкального сопровождения, что приводило к повышению результативности распознавания: увеличивался процент правильного распознавания и уменьшалось время принятия решения.

Настоящая работа является логическим продолжением предыдущего исследования и ставит целью провести корреляцию между поведенческими показателями с изменениями в ЭЭГ при распознавании зашумленных зрительных образов в сопровождении музыки.

МЕТОДИКА

Исследование проводили с участием 19 здоровых испытуемых-правшей в возрасте 18-47 лет, обоего пола, с нормальным слухом, которые не являлись профессиональными музыкантами. У всех в спонтанной ЭЭГ присутствовал а-ритм с разной

35

3*

степенью выраженности. Глаза испытуемых в течение всего опыта были открыты.

Исследование проходило в два этапа: подготовительный (испытуемый обучался двигательным навыкам и распознаванию образов) и основной (распознавание проходило с регистрацией ЭЭГ). В качестве зашумленных зрительных образов (ЗЗО) на экране предъявлялись цифры: "5" "6" "8" и "9" в виде светящихся точек, и так называемые "ложные сигналы", состоящие из случайно светящихся точек. Процесс зашумления выражался в выключении некоторых точек, составляющих образ цифры или включении в разных областях экрана дополнительных точек. Степень зашумления была 12%. На все стимулы испытуемый должен был реагировать нажатием соответствующей клавиши: две цифры ("5" и "6") он нажимал левой рукой, две ("8" и "9") - правой, на "ложный стимул" реагировал нажатием клавиши "пробел". Время экспозиции образа составляло 200 мс, среднее время меж-стимульного интервала - 8-10 с. В каждом опыте испытуемому в среднем предъявляли 95 стимулов. Первые 10 минут регистрировали фоновую ЭЭГ. Далее испытуемый распознавал зашумленные образы в течение 12.5 минут, затем в течение следующих 12.5 минут эта работа сопровождалась музыкой выбранной мощности и стиля. В одном опыте использовалась одна разновидность музыкального сопровождения. Перерыв между опытами составлял 3-7 дней. С каждым испытуемым было проведено 1-2 контрольных опыта, вторую половину которых он продолжал распознать зрительные образы без музыкального сопровождения. Оценка эффективности распознавательной деятельности осуществлялась по парному критерию Вилкоксона.

В качестве рок-музыки использовали записи группы "Rolling Stones" двух уровней интенсивности (г1 и г3), средние значения мощности музыкальных фрагментов составляли соответственно: г1 -25 дБ и г3 - 62 дБ над порогом слышимости. В качестве классической музыки использовали сочинения Моцарта также двух уровней мощности: k1 - 35 дБ и k3 - 62 дБ. Следует обратить внимание на то, что профессиональные музыканты рассматривают музыку интенсивностью до 70 дБ как тихую [10]. Методика, касающаяся музыкального воздействия, подробно представлена в предыдущем сообщении [11].

ЭЭГ регистрировали в 16 отведениях по международной системе 10-20. Было проведено 170 экспериментов. Анализировали средние значения спектральной мощности (СМ) и когерентности (Ког) электрической активности (ЭА) неокор-текса с использованием процедуры быстрого преобразования Фурье в стандартных физиологических диапазонах частот: А - 1-4 Гц; 0 - 4.25-8 Гц; ах - 8.25-10 Гц; а2 - 10.25-13 Гц; в - 13.25-20 Гц; р2 -20.25-30 Гц; у - 30.25-40 Гц. Безартефактные отрезки ЭЭГ обрабатывали с использованием пакета

программ МЛ^АБ-5.2. Эпоха анализа составляла 4 с, частота опроса - 256 Гц. Рассматривали Ког ЭА в 56 внутриполушарных парах. Учитывали только достоверные изменения СМ и Ког ЭА (р < 0.05), которые оценивали для каждого испытуемого по критерию Манна-Уитни, для всей группы применяли критерий Стьюдента. Для оценки различий в уровнях когерентности при применении музыки разного стиля и мощности применяли критерий Крускала-Уоллиса, а для оценки различий в уровнях интегральной когерентности - критерий %2. Было проанализировано изменение СМ и Ког биопотенциалов неокортекса в межстимульный период распознавания 1389 4-секундных отрезков ЭЭГ. Количество отрезков при сопровождении музыкой К1, КЗ, г1, г3 было соответственно 442, 431, 340, 176.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

При определении эффективности распознавания ЗЗО в сопровождении музыки, во-первых, обращали внимание на изменение количества правильно распознанных образов (Р) по сравнению с первой половиной опыта, когда распознавание проводилось без музыкального сопровождения. Во-вторых, анализировали изменение среднего времени принятия решения за опыт (Т).

Результативность распознавания ЗЗО изменялась при музыкальном сопровождении работы. Характер изменений зависел от стиля музыки, ее громкости, а также имелись индивидуальные особенности. Из табл. 1 видно, что у большинства испытуемых (67%) результативность по числу правильно распознанных стимулов (Р) повышалась при распознавании в сопровождении музыки К3 и г 1, в то время как при работе, сопровождаемой музыкой К1 и г3, такой тенденции не наблюдалось. Если во второй половине опыта распознавание продолжалось без музыки, то не было разницы между количеством опытов, где эффективность распознавания повышалась или снижалась (табл. 1, w). Такой же характер изменения Р наблюдался при распознавании в сопровождении музыки К1. При работе, сопровождаемой музыкой, во всех случаях преобладало количество испытуемых, у которых преобладало снижение времени принятия решения.

На рис. 1 приводятся данные по изменению эффективности распознавания ЗЗО при сопровождении музыкой К3 и г1. Под влиянием музыки достоверно (р < 0.005) увеличивался процент правильного распознавания стимулов в среднем на 6.7% и 4.2% соответственно. Снижение времени реакции при распознавании в сопровождении музыки К3 и г1 происходило достоверно (р < 0.005) в среднем на 70 мс. Определение достоверности различий проводилось с помощью парного критерия Вилкоксона.

Анализ ЭЭГ показал, что изменения СМ при распознавании ЗЗО в сопровождении различной музыки значимо не отличались как между собой,

Таблица 1. Количество испытуемых (в процентах), у которых изменялись Р и Т в разных условиях эксперимента

Варианты изменений Р и Т Р Т

V wk1 wk3 wr1 wr3 V wk1 wk3 wr1 wr3

Повышение 45 50 67 67 33 55 40 26 33 20

Снижение 45 45 33 33 54 40 55 68 67 67

Нет изменений 10 5 0 0 13 5 5 6 0 13

Примечание: Р - процент правильно распознанных стимулов за опыт, Т - среднее время принятия решения за опыт; V - работа без музыкального сопровождения, wk1, м>кЪ, wr3 - работа, сопровождаемая к

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Биология»