Начало >> Статьи >> Архивы >> Системный анализ процесса мышления

Системный анализ ЭЭГ-активности при выполнении обследуемыми заданий - Системный анализ процесса мышления

Оглавление
Системный анализ процесса мышления
Развитие естественно-научных представлений о процессе мышления
Представления древнегреческих материалистов
Концептуальный физиологический подход И. М. Сеченова и И. П. Павлова
Функциональные системы психической деятельности человека
Мышление - как активный системный процесс
Знак, сигнал, значение
Интериоризация
Общая теория функциональных систем и психофизиологическая проблема
Развитие мышления у ребенка
Развитие новых аспектов общей теории функциональных систем
Импринтинговая гипотеза формирования акцептора результатов действия
Отражательная функция мозга человека
Методы изучения организации нейродинамических процессов мозга школьников
Проблема наглядности и ее связь с видами информации
Задания автоматизированного контрольного урока ботаники
Выделение групп обследуемых с высокой и низкой работоспособностью
Анализ нейродинамической организации мозга школьников
Изучение нейродинамической организации мозга в эксперименте Ботаника 6
Типы преобразования информации
Эксперимент Ботаника 1
Системный анализ ЭЭГ-активности при выполнении обследуемыми заданий
Межполушарная асимметрия альфа-активности
Динамика коэффициентов реактивности
Особенности электрографических показателей в группах мыслителей и художников
Заключение
Дополнение
Роль средств обучения в системном квантовании учебных действий школьников
Список литературы

ГЛАВА 5
Системный анализ ЭЭГ-активности при выполнении обследуемыми вербально-логических и зрительно-пространственных заданий
В настоящей главе рассмотрены нейрофизиологические аспекты вопросов межполушарной функциональной асимметрии с анализом полученного электрографического материала с помощью теории функциональных систем П. К. Анохина (1968). Показано влияние на распределение ЭЭГ-активности таких факторов, как область отведения ЭЭГ, вид задания, этап выполнения заданий и профессиональная подготовка обследуемого человека.
Методика. Было обследовано 30 взрослых практически здоровых людей в возрасте 18—35 лет (все праворукие). Из них 20 человек (15 мужчин и 5 женщин) имели техническое и медицинское образование (студенты институтов). Они были условно названы «мыслителями». Подгруппу под условным названием «художники» составили 7 человек со специальным художественным образованием: 3 художника-профессионала (мужчины), а также 4 студента художественного института им. В. И. Сурикова и Высшего художественно-промышленного училища (1 женщина н 3 мужчин), К этой группе были отнесены также 3 студента-медика (2 мужчин и 1 женщина), овладевших псхиомышечной релаксацией с использованием зрительного воображения по методу А. В. Алексеева (1979), которое является обязательным компонентом этого метода.
Характерные различия у представителей выбранных групп выявлялись также по оценкам самих обследуемых успешности выполнения ими задач на образные представления. Таким путем было установлено, что лица художественного типа, в отличие от мыслительного, способны ярко представить предлагаемые им образы, длительно и легко удерживать их в памяти. У «мыслителей» же представление зрительно-пространственных ситуаций было менее результативным, временами зрительные образы исчезали, становились нечеткими, расплывчатыми, а для их возникновения вновь необходимо было приложить большое усилие.
Были обследованы только лица, у которых в состоянии относительного покоя на ЭЭГ доминировал хорошо выраженный по амплитуде, веретенообразный альфа-ритм с четкими региональным распределением по поверхности мозга, что соответствует I типу ЭЭГ [Жирмунская Е. А., Лосев В. С., 1980].
ЭЭГ отводили монополярно от симметричных лобных, височных, теменных и затылочных областей по международной схеме 10—20%. Индифферентный электрод помещали на левой и правой мочке ушей, электрод «земля» располагали на подбородке. Запись осуществляли на электроэнцефалографах— 17-канальном фирмы «Нихон-Коден» и 8-канальном фирмы «Орион» (частично). Параллельно записи ЭЭГ на анализаторе и интеграторе ритмов осуществляли частотный анализ, причем оба прибора имели фильтры с полосой пропускания, соответствующей физиологическим ритмам ЭЭГ человека: дельта-, тета-, альфа- и бета-1,2. Одновременно анализировались две симметричные области. Постоянная времени прибора составляла 0,3 с, скорость протяжки бумажной ленты электроэнцефалографа во время записи в основном 3 см/с.
Во время записи ЭЭГ обследуемые сидели в удобной позе, откинувшись на спинку кресла, с закрытыми глазами в полуосвещенной, звукоприглушенной камере. Перед обследованием каждого обследуемого знакомили с содержанием и последовательностью выполнения заданий н предупреждали о необходимости четкого выполнения инструкций.
Были выбраны два типа заданий, каждое из которых создавало «нагрузку» преимущественно на одно полушарие [Лурия, А. Р., 1962, 1973; Кок Е. П., 1975]. Задания вербально-логического характера состояли из 6— 10 примеров и задач на устный счет, которые предъявлялись в устной форме. Предлагалось выполнить несложные арифметические действия с одно-  и двузначными цифрами, а также задачи в пределах программы средней школы по математике для 5—7- классов и более сложные (в связи с индивидуальными способностями обследуемых в данной области). Правильность выполнения заданий контролировалась непосредственно в процессе эксперимента, для чего обследуемый должен был нажать на кнопку тотчас после решения, а в некоторых случаях был необходим устный ответ. Задания зрительно-образного плана состояли из мысленных представлений знакомых образов: лиц, предметов обихода, знакомой пространственной ситуации. О результатах выполнения заданий такого типа обследуемые отчитывались после проведения эксперимента, о чем заранее предупреждали. Наиболее удобное время для выполнения такого задания составляло 30— 60 с, реже 90 с. Это время было установлено в предварительных обследованиях. Выполнение заданий по условиям исследования оканчивалось, когда экспериментатор произносил слово «достаточно»! В интервале между заданиями обследуемые должны были занять удобное исходное положение, расслабиться н постараться ни о чем не думать. Этим достигалось снижение тонуса речедвигательного аппарата, а также обеспечивалась психическая и ЭЭГ-релаксация. Параллельно с выполнением мысленных представлений проводилось наблюдение за изменениями на ЭЭГ. Как правило, такие изменения свидетельствовали о включении обследуемых в образ воспроизведения, а восстановление исходного фонового уровня биоэлектрической активности коры мозга совпадало с прекращением представления образа.
Во избежание привыкания конкретное содержание заданий каждый раз меняли. В эксперименте каждый обследуемый участвовал 1—3 раза. В течение каждой записи предлагалось не менее пяти заданий каждого типа. Чтобы не вызвать утомления и чувства усталости от наложенных электродов, обследование в среднем продолжалось не более одного часа. Предварительно обследуемые тренировались на выполнение тестовых заданий с тем, чтобы при последующей работе избежать влияния фактора сложности заданий на результаты.
При проведении эксперимента мы исходили из того, что выполнение человеком заданий по речевой инструкции представляет собой поведенческий акт с полезным результатом, в котором участвуют все звенья функциональной системы [Анохин П. К., 1968]. Мотивация к выполнению заданий обследуемым задавалась речевой инструкцией и денежным вознаграждением.
Анализировались четыре участка ЭЭГ, приходящиеся на время спокойного бодрствования (фон) и состояний ожидания задания, прослушивания инструкции и выполнения задания (стадии или этапы). Биоэлектрические сдвиги на ЭЭГ оценивались для каждого из звеньев цепочки выполняемого обследуемым задания.
В результате частотного анализа ЭЭГ была представлена набором чисел, соответствующих мощности отдельных ритмов за интервал интегрирования (Т=5 с). На каждом этапе в каждом виде предложенных заданий усреднялась мощность за 5—15 5-секундных интервалов.

Число таких участков варьировало в зависимости от характера и времени выполнения задания. Всего у 30 обследуемых для каждого из 8 пунктов отведений в каждом типе заданий было получено и проанализировано около 300 5-секундных интервалов в фоне и иа этапе ожидания заданий и около 500 — на этапах прослушивания инструкций и выполнения.

Коэффициенты межполушарной асимметрии (КАс) и реактивности (КР) как электрографические корреляты функциональной межполушарной асимметрии в процессе выполнения заданий представлены отношением:
где X — средние значения мощности альфа-ритма в области правого и левого полушарий.
Таким образом, значения коэффициентов асимметрии могли служить инструментом анализа межполушарных отношений в состоянии спокойного бодрствования и в процессе деятельности.
Как известно, одним из общепризнанных показателей ЭЭГ-активации служит угнетение альфа-ритма. Поскольку результаты многих исследований функциональной межполушарной асимметрии свидетельствуют о ведущей роли каждого полушария в отношении адекватной для него деятельности, то альфа-волны, являясь индикатором корковой релаксации, в отдельных областях мозга должны угнетаться не одинаково, а в зависимости от того, какую задачу решает обследуемый, т. е. какие мозговые структуры вовлечены в речевую и образную деятельность. При существующем разделении полушарий мозга у человека на преимущественно вербально-логическое и зрительно-образное это и вызывает межполушарную асимметрию (МПА) альфа-активности.
Специфика нашей работы, учитывающая динамику активации фоновой ЭЭГ каждого из симметричных отведений, требовала введения дополнительного показателя, который отражал бы поэтапные изменения альфа-активности. В качестве такого показателя мы выбрали коэффициенты реактивности:
где X — средние значения мощности альфа-ритма в фоне и на каждом из этапов деятельности.
Таким образом, по величине коэффициентов реактивности (КР) можно оценить уровень активации в каждой области левого и правого полушария в процессе осуществления целенаправленной деятельности.
Статистическую обработку результатов у всех обследуемых, а также отдельно по подгруппам «художников» и «мыслителей» производили на ЭВМ МИКРО-2000 по программе дисперсионного двухфакторного анализа. Оценивалось влияние на показатели КАс и КР следующих факторов: 1) области отведения (лобная, височная, теменная, затылочная) полушарий головного мозга; 2) вида заданий (устный счет и мысленные представления образов); 3) этапа выполнения (фон, ожидание задания, прослушивание инструкции, выполнение); 4) профессиональной подготовки («мыслители», «художники»).

Достоверность значений КАс и КР у каждого обследуемого устанавливали также по критерию Стьюдента. Использование КАс и КР является более эффективным методом оценки межполушарных отношений, чем просто сопоставление разности средних значений мощности альфа-активности. Абсолютные значения альфа-активности, как известно, имеют значительную вариабельность, особенно при разных функциональных нагрузках. А так как выбранные нами коэффициенты являются величинами относительными, то они менее подвержены индивидуальным колебаниям.

Вычисление мощности отдельных диапазонов ритмов и величин среднеквадратнческого отклонения (σ) у каждого обследуемого за 5-секундные интервалы в каждом отведении, на отдельных этапах и в фоне проводили на ЭВМ по программе [Пучинская Л. М. и др., 1976].
Основная часть экспериментального материала получена в отделе нейрофизиологии Научно-исследовательского института нейрохирургии им. Η. Н. Бурденко АМН СССР.



 
« Системная красная волчанка, системная склеродермия, ревматоидный артрит   Системы организма (гистология) »