ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2009, том 59, № 5, с. 557-567
ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (ПСИХИЧЕСКОЙ) ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
УДК 612.822.3 + 612.821
ВЛИЯНИЕ МУЗЫКИ, РАЗЛИЧАЮЩЕЙСЯ ПО МОЩНОСТИ И СТИЛЮ, НА РАСПОЗНАВАТЕЛЬНУЮ ДЕЯТЕЛЬНОСТЬ ЧЕЛОВЕКА
© 2009 г. Р. А. Павлыгина, Д. С. Сахаров, В. И. Давыдов, А. В. Авдонкин
Учреждение Российской академии наук Институт высшей нервной деятельности
и нейрофизиологии РАН, Москва, e-mail: sakharovdm@yandex.ru Поступила в редакцию 27.10.2008 г. Принята в печать 28.04.2009 г.
Результативность распознавания зашумленных зрительных образов (арабские цифры) увеличивалась в сопровождении классической (62 дБ) и рок-музыки (25 дБ). При этом повышалась когерентность потенциалов фронтальных областей, наблюдаемая при распознавании без музыкального сопровождения. Изменения межцентральных отношений ЭЭГ коррелировали с формированием доминанты на поведенческом уровне. При использовании громкой музыки (85 дБ), а также музыки различного стиля такие изменения в поведении и ЭЭГ отсутствовали; в то же время повышалась когерентность потенциалов височной и моторной коры правого полушария и уменьшался латентный период двигательной реакции рук. Результаты свидетельствуют о том, что "распознавательная" доминанта формируется при определенных соотношениях уровней возбуждения в соответствующих центрах, что следует учитывать при необходимости повышении результативности распознавательной деятельности человека.
Ключевые слова:распознавание зашумленных зрительных образов, ЭЭГ, музыка.
Influence of Music Different in Volume and Style on Human Recognition Activity
R. A. Pavlygina, D. S. Sakharov, V. I. Davydov, A. V. Avdonkin
Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology, Russian Academy of Sciences, Moscow,
e-mail: sakharovdm@yandex.ru
The efficiency of recognition of masked visual images (Arabic numerals) under conditions of listening to classical (intensity 62 dB) or rock music (25 dB) increased. Coherence of potential in the frontal cortical region characteristic of the masked image recognition increased under conditions of listening to music. The changes in intercenter EEG relations were correlated with the formation of "the recognition dominant" at the behavioral level. Such behavioral and EEG changes were not observed during listening to louder music (85 dB) and listening to music of other styles, however, the coherence between potentials of the temporal and motor areas of the right hemisphere increased, and the latency of hand motor reactions decreased. The results suggest that the "recognition dominant" is formed under conditions of establishment of certain relations between the levels of excitation in the corresponding centers. These findings should be taken into consideration in case if it were necessary to increase the efficiency of the recognition.
Key words: recognition of masked visual images, EEG, music.
А.А. Ухтомский рассматривал доминанту как один из основных принципов межцентрального взаимодействия [18]. Формирование в ЦНС стабильного очага возбуждения приводит к такой перестройке межцентральных отношений, при которой доминирующий в данный момент очаг начинает усиливаться при активировании других структур, не имеющих прямого отношения к данной деятельно-
сти. При исследовании свойств доминанты у животных [1, 12—14], а также у человека [4, 10] в качестве стимулов, выявляющих доминантный очаг, использовали световые и звуковые стимулы, обычно применяемые в экспериментальных условиях для активирования сенсорных систем. Было отмечено, что если применяемый сенсорный стимул изменялся во времени по частоте или интенсивности, то по-
вышался эффект его воздействия на доминантный очаг. Возникла мысль использовать для усиления наличного доминантного состояния музыку, которую можно 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. Использование музыки в исследовании доминанты у человека было оправдано и тем, что она присутствует в повседневной жизни, и в случае положительных результатов эксперимента рекомендована для повышения эффективности многих видов профессиональной деятельности.
Была проведена серия работ [7—9, 11], в которой для создания стационарного очага возбуждения в ЦНС использовали модель распознавания зашумленных зрительных образов (арабские цифры), а для усиления наличного доминантного состояния была применена музыка. Проведение распознавания в условиях музыкального сопровождения определенной мощности приводило к повышению результативности распознавания.
Согласно А.А. Ухтомскому при установлении межцентрального взаимодействия по принципу доминанты большое значение имеет соотношение уровней возбуждения в этих центрах. Если возбуждение в центре, тестирующем доминантный очаг, сильно повысится, то очаг может затормозиться. Настоящая работа является логическим продолжением предыдущих исследований. Была поставлена цель — провести сравнение поведенческих и электроэнцефалографических изменений, происходящих в зависимости от мощности и стиля музыкального сопровождения.
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 альфа-ритм с разной степенью выраженности. Глаза испытуемых в течение всего опыта были открыты.
Исследование проходило в два этапа: подготовительный (человек 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 зажжен-
ных точек и так называемые ложные сигналы, состоящие из случайно зажженных 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: при появлении цифры "5" или "6" он нажимал клавишу левой рукой, при "8" или "9" — правой, на ложный стимул реагировал нажатием клавиши "пробел". Время экспозиции образа составляло 200 мс. Среднее время межстимульного интервала 8— 10 с. В каждом опыте испытуемому в среднем предъявляли 95 стимулов. Первые 10 мин регистрировали фоновую ЭЭГ. Далее испытуемый распознавал зашумленные образы в течение 12.5 мин, затем эта работа 12.5 мин 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 один-два контрольных опыта, вторую половину которых человек продолжал распознавать 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, 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. Кроме того, была проведена серия экспериментов с участием 7 испытуемых с использованием более громкой музыки: фортепианных концертов В.А.Моцарта (k4), А.Г. Шнитке (a4), групп "Rolling Stones" (г4) и "Ария" (h4) в среднем интенсивностью 85 дБ над порогом слышимости. Методика, касающаяся музыкального воздействия, подробно представлена в предыдущем сообщении [15].
ЭЭГ регистрировали в 16 отведениях, расположенных по стандартной системе 10—20%. Было проведено 170 экспериментов. Анализировали средние значения когерентности (Ког) ЭЭГ с использованием процедуры быстрого
Таблица 1. Количество экспериментов (в процентах), в которых изменялись Pи Tпри разных условиях среды Table 1. Percentage of experiments when P and Tvaried under different conditions of environment
Варианты изменений Р и Т P T
w wk1 wk3 wr1 wr3 w 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, Т - среднее время принятия решения, мс; ■да — работа без музыкального сопровождения, 'дакЗ, 'дагЗ — работа, сопровождаемая классической или рок-музыкой первой и третьей степени интенсивности.
преобразования Фурье в стандартных физиологических диапазонах частот: А — 1—4 Гц; 9 — 4.25-8 Гц; а1 - 8.25-10 Гц; а2 - 10.25-13 Гц; р1 - 13.25-20 Гц; р2 - 20.25-30 Гц; у - 30.2540 Гц. Безартефактные отрезки ЭЭГ обрабатывали с использованием пакета программ МАТЪАВ-5.2. Эпоха анализа составляла 4 с, частота опроса - 256 Гц. Рассматривали изменение Ког в 56 внутриполушарных парах. Учитывали только достоверные изменения Ког ЭЭГ (р < 0.05), которые оценивали для каждого испытуемого по критерию Манна-Уитни, для всей группы применяли критерий Стью-дента. Для оценки различий в уровнях интегральной когерентности при применении музыки разного стиля и мощности использовали критерий х2.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
При определении эффективности распознавания ЗЗО в сопровождении музыки обращали внимание на изменение количества правильно распознанных образов (Р) по сравнению с первой половиной опыта, когда распознавание проводилось без музыкального сопровождения, а также анализировали изменение среднего времени принятия решения за опыт (Т).
Результативность распознавания ЗЗО изменялась при музыкальном сопровождении работы. Характер изменений зависел от стиля музыки и ее громкости при наличии индивидуальных отклонений. Из табл. 1 видно, что в большинстве экспериментов (67%) результативность по числу правильно распознанных стимулов (Р) повышалась при распознавании в сопр
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.