научная статья по теме ВЛИЯНИЕ МУЗЫКИ НА РЕШЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ Биология

Текст научной статьи на тему «ВЛИЯНИЕ МУЗЫКИ НА РЕШЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ»

ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2012, том 38, № 4, с. 18-25

УДК 612.822.3+612.821

ВЛИЯНИЕ МУЗЫКИ НА РЕШЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ ЛОГИЧЕСКИХ ЗАДАЧ

© 2012 г. Р. А. Павлыгина , Н. Н. Карамышева, Д. С. Сахаров, В. И. Давыдов

УРАН Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва Поступила в редакцию 10.12.2011 г.

Сопровождение решения математических логических задач музыкой, разной по стилю и мощности, влияло на время их решения. Классическая музыка мощностью 35 и 65 дБ, а также рок-музыка мощностью 65 и 85 дБ ускоряли процесс решения задач. Более мощная классическая музыка (85 дБ) такого влияния не оказывала. При решении задач без музыкального сопровождения повышались значения когерентности потенциалов особенно в рь в2 и у-диапазонах частот в ЭЭГ затылочных областей коры. При сопровождении решения задач музыкой наблюдалось повышение как внутри-, так и межполушарной когерентности потенциалов фронтальной коры. При этом возникала асимметрия в ЭЭГ по числу когерентных связей (с повышением значений когерентности). Применение классической музыки 35 и 65 дБ вызывало левостороннюю асимметрию. Использование как классической, так и рок-музыки большей мощности (85 дБ) приводило к преобладанию количества когерентных связей в правом полушарии.

Ключевые слова: математические логические задачи, доминанта, музыка, функция когерентности.

А.А. Ухтомский, открывший явление доминанты, рассматривал ее как основной принцип взаимодействия структур мозга [1]. В основе доминанты лежит формирование в ЦНС стабильного очага возбуждения, обладающего свойством суммации, что приводит к такой перестройке межцентральных отношений, при которой происходит усиление наличной в данный момент деятельности за счет активирования других структур мозга, не имеющих ранее прямого к ней отношения.

При исследовании свойств доминанты у животных [2—5], а также у человека [6, 7], в качестве стимулов, выявляющих доминантный очаг, использовались световые, звуковые раздражители, обычно применяемые в экспериментальных условиях для активирования сенсорных систем. Было отмечено, что если применяемый сенсорный стимул изменялся во времени по частоте или интенсивности, то повышался эффект его воздействия на доминантный очаг. Возникла мысль использовать для усиления наличного доминантного состояния музыку, которая по своей структуре нестационарна и полиморфна. Кроме того, музыка присутствует в повседневной жизни человека, и применение ее может быть использовано для повышения эффективности многих видов профессиональной деятельности.

В предыдущих работах для создания стационарного очага возбуждения в ЦНС была использована модель распознавания зашумленных зрительных образов (арабские цифры), а для усиле-

ния наличного доминантного состояния была применена музыка. Проведение распознавания в условиях музыкального сопровождения определенной мощности привело к повышению результативности распознавания [8—10].

Следующим этапом исследования роли доминанты в когнитивной деятельности человека была разработка новой модели создания доминантного состояния в ЦНС, возникающего при длительном решении математических логических задач [11]. В данной работе решение задач проводилось при музыкальном сопровождении. Согласно А.А. Ухтомскому, при установлении межцентрального взаимодействия по принципу доминанты большое значение имеет соотношение уровней возбуждения в доминантном очаге и в том центре, к которому адресуется стимул, усиливающий очаг. Если в последнем возникает более сильное возбуждение, чем в очаге, то могут появиться конкурирующие взаимоотношения, что приведет не к усилению доминантного очага, а к его торможению. Исходя из этого положения, нами была применена музыка разной мощности и стиля с целью установления, какая именно музыка оказывает наиболее эффективное влияние на наличную деятельность.

Целью настоящей работы являлось исследование возможностей повышения эффективности решения математических логических задач путем использования музыкального воздействия. Исходя из того, что ЭЭГ является электрографическим отражением динамики межцентральных отноше-

Количество когерентных связей в ЭЭГ испытуемых с лево- и правосторонней асимметрией при решении математических логических задач в сопровождении музыки

Тип музыки (п — число испытуемых) Испытуемые с левосторонней (ЛА) и правосторонней асимметрией (ПА) Количество когерентных связей Уровень значимости р

в ЛП в ПП (критерий Вилкоксона)

мк3 (п = 13) ЛА (п = 9) 614 491 0.0018

ПА (п = 4) 244 339 0.038

мк4 (п = 15) ЛА (п = 6) 398 233 0.0004

ПА (п = 9) 324 435 0.0086

мк2 (п = 5) ЛА (п = 5) 268 226 0.0048

мг3 (п = 12) ЛА (п = 7) 561 395 0.0002

ПА (п = 5) 280 375 0.0004

мг4 (п = 13) ЛА (п = 4) 216 168 0.019

ПА (п = 9) 358 518 0.0003

Примечания. ЛП — левое полушарие, ПП — правое полушарие, мк3, мк4, мк2 — решение задач в сопровождении классической музыки 65, 85 и 35 дБ соответственно; мг3, мг4 — в сопровождении рок-музыки 65 и 85 дБ.

ний, мы проводили регистрацию и последующий анализ электрической активности неокортекса.

МЕТОДИКА

В эксперименте участвовали 15 правшей (5 мужчин, 10 женщин), не являющихся профессиональными музыкантами. Средний возраст испытуемых составил 30 лет. Было проведено 135 экспериментов, из них 75 — с регистрацией ЭЭГ. У всех испытуемых присутствовал а-ритм. Во время эксперимента испытуемый находился в кресле с открытыми глазами на расстоянии 50 см от экрана монитора, на котором предъявляли таблицу, состоящую из 9 равных ячеек с цифрами (3 по горизонтали и 3 по вертикали). Ряды чисел содержали в себе одну из трех типов математических логических задач (МЛЗ). Это могла быть последовательность, где третий элемент равнялся сумме первого и второго (а1, а2, а3 = а1 + а2), арифметическая прогрессия (а1, а2 = а1 + ё, а3= а2 + ё) или геометрическая прогрессия (Ьь Ь2 = Ь1 ■ q, Ь3 = = Ь2 ■ q). Ряды с МЛЗ могли располагаться как по вертикали, так и по горизонтали таблицы. Две из трех последовательностей были законченными, а третья содержала пропущенный элемент, обозначавшийся знаком "?". Испытуемому надо было распознать направление числового ряда решаемой задачи (вертикальное или горизонтальное), установить ее тип и определить значение недостающего элемента. Под таблицей располагались шесть чисел (в порядке возрастания), одно их которых являлось правильным ответом (рис. 1). Выбор ответа осуществлялся нажатием соответствующей клавиши на клавиатуре компьютера. Клавиши, соответствующие первым трем числам в этом ряду, нажимались пальцами левой руки, остальные — пальцами правой руки. Задействова-

ние обеих рук было необходимо для исключения навязанной асимметрии на ЭЭГ, а также для минимизации возможности появления артефактов, связанных с движением глаз и рук.

В каждом эксперименте испытуемому предъявляли по две серии МЛЗ с перерывом между ними 1—2 мин (по 36 задач в квазислучайном порядке). На решение одной МЛЗ давалось не более 50 с. В конце серии результаты работы представлялись в виде таблицы, содержащей количество правильных ответов, среднее время решения по каждому типу задач и количество ошибок. Пере-

5 7 9

4 13 22

2 6 ?

8 9 10 13 18 29

Рис. 1. Пример математической логической задачи, решаемой по горизонтали и определяемой как арифметическая прогрессия. Недостающий элемент в последовательности — 10 (третий вариант ответа из нижней строки).

рыв между экспериментами составлял 7 дней. Исследование проходило в два этапа. На подготовительном этапе (без регистрации ЭЭГ) испытуемый знакомился с типами задач, усваивал необходимые двигательные навыки. Как правило, такое обучение проходило в течение двух— трех экспериментов, после которых результаты решения МЛЗ первой и второй серий достоверно не различались.

На основном этапе исследования первые 5 мин эксперимента регистрировали ЭЭГ у испытуемых при спокойном бодрствовании с открытыми глазами, затем — при решении двух серий МЛЗ, последняя из которых сопровождалась музыкой разной мощности. Использовали второй и третий концерты для фортепиано с оркестром С.С. Прокофьева, и музыку группы Rolling Stones (рок) мощностью 65 и 85 дБ. У пяти испытуемых также провели опыты с прослушиванием фрагментов из концертов № 20 и 21 В.А. Моцарта (35 дБ). В одном эксперименте использовали только одну разновидность музыкального произведения. Музыка подавалась от CD-проигрывате-ля LG LX-M240 через звуковые колонки (полоса воспроизводимых частот 75—20000 Гц, сопротивление 6 Ом, максимальная мощность 40 Вт). Колонки располагались симметрично относительно испытуемого — на расстоянии 1 м от него и 1 м друг от друга, и были повернуты внутрь на 45°. Определение мощности музыки производили прибором, сконструированным по типу шумоме-ра, датчик которого помещался на подголовнике кресла. Прибор был настроен так, что в числовых значениях уже учитывался порог слышимости. Все люди, участвующие в эксперименте, были с нормальным слухом. В конце каждого эксперимента проводили опрос о музыкальных предпочтениях испытуемого, "понравилась или не понравилась музыка", "мешала или не мешала работать". Методика, касающаяся музыкального воздействия, подробно описана в одной из наших предыдущих работ [12].

Запись ЭЭГ осуществляли в 16 отведениях, расположенных по стандартной международной системе 10—20, референтным служил объединенный ушной электрод. Регистрацию, удаление артефактов и анализ ЭЭГ проводили с использованием программы Bransys Neuro KM-640 (версия 2.0 win Copyright © 1990—2008). Определяли средние значения функций когерентности (Ког) электрической активности мозга с использованием процедуры быстрого преобразования Фурье в стандартных физиологических диапазонах частот: А (0.5— 4 Гц); 0 (4-8 Гц); а (8-13 Гц); ß1 (13-20 Гц); ß2 (2030 Гц); у (30-45 Гц). Анализировали сшитые отрезки записи ЭЭГ, соответствующие процессу решения (от предъявления задачи до нажатия испытуемым кнопки с ответом). В среднем их длительность равнялась 3-5 минутам. Эпоха анализа

составляла 4 с, частота опроса — 200 Гц. Учитывали только достоверные изменения функций Ког потенциалов ЭЭГ (р < 0.05 по кртерию Стьюд

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»