< Back      Конференция 2007       Next>


МУЗЫКА, ВЫЗЫВАЮЩАЯ АСИММЕТРИЮ В ПОВЕДЕНЧЕСКИХ И ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАФИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЯХ РАСПОЗНАВАНИЯ ЗРИТЕЛЬНЫХ ОБРАЗОВ

Павлыгина Р.А., Сахаров Д.С., Авдонкин А.В.

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва, Россия, sakharovdm@yandex.ru

 Важной задачей высшей нервной деятельности является повышение результативности деятельности человека в процессе слежения за значимыми для него сигналами, в том числе оптимизации скорости опознания и принятия решения. Деятельность человека-оператора отражается в изменении функционального состояния мозга, и может привести к созданию в структурах ЦНС доминантного очага. Формирование стабильного очага возбуждения, приводит к тому, что усиление доминирующей деятельности происходит за счёт активирования структур мозга, не имеющих ранее прямого отношения к данной работе. Для усиления наличного доминантного состояния, мы применяли музыку, потому что музыка как стимул имеет адекватное воздействие на мозг. Она, так же как и электрическая активность мозга, нестационарна и полиморфна. Музыка – неслучайный продукт творчества человека и, присутствуя в его повседневной жизни, может оказывать воздействие на текущую работу. Применение музыки может быть использовано для повышения эффективности многих видов профессиональной деятельности.

Эксперимент проводили с 7 здоровыми правшами в возрасте 18-24 лет, обоего пола, с нормальным слухом, которые не являлись профессиональными музыкантами. Глаза испытуемых в течение всех опытов были открыты. ЭЭГ регистрировали в 16 отведениях, расположенных по системе 10-20%. Анализировали средние значения когерентности (Ког) электрической активности (ЭА) неокортекса в стандартных физиологических диапазонах частот (1-40 Гц) с использованием процедуры быстрого преобразования Фурье. Рассматривали Ког ЭА 56 внутриполушарных пар отведений. Учитывали только достоверные изменения Ког ЭА (p<0.05), которые оценивали для каждого испытуемого по критерию Манна-Уитни, для всей группы применяли критерий Стьюдента.

В качестве музыки использовали записи фортепианных концертов В.А.Моцарта (k4), А.Г.Шнитке (a4), групп «Rolling Stones» (r4) и «Ария» (h4) в среднем интенсивностью 83 дБ над порогом слышимости.

Операторская деятельность состояла в распознавании зашумлённых зрительных образов (ЗЗО). При появлении на мониторе цифр «5» или «6» испытуемый нажимал левой рукой соответствующие клавиши, а при распознавании цифр «8» или «9» – правой рукой. Степень зашумления была 12%. Время экспозиции образа составляло 200 мс. Среднее время межстимульного интервала 8-10 с. Первые 10 минут регистрировали фоновую ЭЭГ. Далее испытуемый распознавал в среднем 95 зашумлённых стимулов в течение 12.5 минут, после этого распознавание следующих 95 стимулов столько же времени непрерывно сопровождалось музыкой. Между опытами был перерыв 3-7 дней.

Результативность распознавания обычно оценивается по проценту правильно опознанных образов за опыт (P) и времени, необходимого для распознавания (T). В предыдущих работах [1, 3] мы использовали менее мощную музыку (в среднем до 62 дБ). В этом случае повышался процент правильных ответов. Изменения P и T у некоторых испытуемых были не однонаправлены. При сопровождении работы музыкой мощностью 83 дБ не было обнаружено изменений в проценте правильных ответов. Основные изменения под влиянием музыки происходили по показателю T. На рис.1 приводятся суммарные данные по всем испытуемым и всем видам музыки. Достоверные изменения происходят лишь в результатах  времени распознавания (T).

 

Рис.1

По оси абсцисс – условие распознавания ЗЗО: светлые  столбики – без музыкального сопровождения, тёмные – распознавание в сопровождении музыки. * - p=0.002. По оси ординат – значения P или T.

Так как испытуемые по инструкции в ходе распознавания нажимали клавиши левой или правой рукой, был проведён дифференцированный анализ времени распознавания (T) при использовании каждой руки (табл.1).

Как видно из таблицы, имеются индивидуальные различия в реагировании на одну и ту же музыку. Суммарный подсчёт по 6-ти испытуемым показал, что из 15-ти случаев применения музыки в 11-ти случаях уменьшение T было больше при использовании левой руки, чем правой; в 4-ёх случаях отмечалась правосторонняя асимметрия по поведенческому показателю. А у испытуемого Е. при всех видах музыки отмечалось значительное уменьшение T при работе правой рукой, кроме того, при одном распознавании была чёткая правосторонняя асимметрия.

Таблица 1. Время распознавания (в мс) при использовании испытуемыми левой и правой руки.

испытуемый

k4

r4

h4

a4

Левая

Правая

Левая

Правая

Левая

Правая

Левая

Правая

А.

604

542

692

638

586

677

775

791

570

601

683

693

649

639

678

682

Л.

954

844

941

888

973

885

976

890

 

 

 

 

 

 

 

 

П.

890

801

1042

953

878

779

1027

926

918

748

811

811

797

911

848

856

И.

 

 

 

 

 

 

 

 

626

547

546

491

644

633

559

548

Ан.

 

 

 

 

 

 

 

 

615

545

679

517

596

504

580

522

Т.

 

 

 

 

 

 

 

 

1028

816

920

731

 

 

 

 

Е.

984

822

775

703

899

787

693

584

872

856

775

679

870

884

684

662

Первая строка в ячейке – T при одном распознавании, вторая строка – T при распознавании в сопровождении музыки. Жирным шрифтом обозначены данные, где при музыке снижалась латентность, курсивом – где повышалась. Затемнены ячейки, где эксперименты не были проведены.

При одном распознавании имеется разница по показателю T при использовании правой и левой руки, поэтому был подсчёт разницы во времени в ходе распознавания в сопровождении музыки по сравнению с изолированным распознаванием. При распознавании с музыкой в 7-ми случаях не было изменений в асимметрии по сравнению с изолированной работой. В 6-ти случаях наблюдалось снижение T при использовании левой руки, а в 3-ёх – при использовании правой.

Анализ ЭЭГ был проведён суммарно по группам в зависимости от того, какая направленность асимметрии была по двигательному показателю. Так как движение рук и музыка адресуются к височно-центральным областям, было обращено особое внимание на изменение Ког потенциалов этих зон. При асимметричном уменьшении T при использовании левой руки происходит повышение Ког потенциалов между C4-T4 в и, б1, б2, в1-диапазонах. Ког потенциалов симметричных точек в левом полушарии (C3-T3) снижается во всех диапазонах частот (рис.2).

Рис.2. Пространственная организация Ког связей ЭА при снижении латентности распознавания с использованием левой руки. Жирные сплошные линии – повышение Ког, тонкие пунктирные – снижение.

Известно, что музыка у людей, не имеющих профессионального музыкального образования, адресуется к височно-затылочной области правого полушария [2, 4, 5]. Возможно, этим и обусловлено то, что повышение Ког ЭА центрально-височных областей правого полушария и приводит к уменьшению времени распознавания при участии левой руки.

При применении во время распознавания ЗЗО правой руки Ког потенциалов центрально-височных областей снижалась в обоих полушариях (C3-T3, C4-T4), рис.3.

Рис.3. Пространственная организация Ког связей ЭА при снижении латентности распознавания с использованием правой руки. Жирные сплошные линии – повышение Ког, тонкие пунктирные – снижение.

Правая рука у правшей полифункциональна (используется во многих формах деятельности), поэтому взаимодействия ЭА в левом полушарии может охватывать многие участки мозга. Так как музыка адресуется к правому полушарию, то в левом Ког между потенциалами C3-T3 не повышается. Исходя из этого был проведён суммарный анализ количества Ког связей при музыкальном воздействии отдельно по полушариям, и в группах с разной поведенческой асимметрией (рис.4).

Рис.4.

А- правосторонняя асимметрия,

Б- левосторонняя асимметрия по показателю T.

По оси абсцисс – ЛП – левое полушарие, ПП – правое. По оси ординат – процент повышения (светлые столбики) или снижения (столбики с узором) количества Ког связей от общего числа возможных изменений. Уровень значимости доверительного интервала 0.95.

Видно, когда T ниже при работе правой рукой, процент Ког связей с повышением больше в левом полушарии, чем в правом, в котором преобладает снижение Ког связей. При левосторонней асимметрии по показателю T достоверные суммарные изменения Ког в сторону повышения Ког отсутствуют. По-видимому, это связано с тем, что они локализуются лишь в центрально-височной области (рис.2).

Таким образом, возникающая под влиянием музыки асимметрия во времени реакции при работе левой или правой рукой коррелирует с различными изменениями в ЭЭГ.

Работа поддержана грантом РГНФ № 05-06-06240а.

Литература.

1. Павлыгина Р.А., Сахаров Д.С., Давыдов В.И. Доминанта как фактор, модулирующий функциональную межполушарную асимметрию в ЭЭГ человека // Структурно-функциональные и нейрохимические закономерности асимметрии и пластичности мозга. – М. 2006. С. 223-226.

2. Сахаров Д.С., Давыдов В.И, Павлыгина Р.А. Межцентральные отношения ЭЭГ человека при прослушивании музыки // Физиология человека, 2005. Т. 31, № 4. – С. 27-32.

3. Сахаров Д.С., Павлыгина Р.А., Давыдов В.И. Распознавание зрительных образов при музыкальном сопровождении // XX съезд Физиологического общества им. И.П. Павлова. Тезисы докладов. – М.: Издательский дом «Русский врач», 2007. – С. 409.

4. Besson M., Faita F., Requin J. Brain waves associated with musical incongruities differ for musicians and non-musicians // Neurosci Lett. 1994. Vol. 168, N 1-2. P. 101-105.

5. Tervaniemi M.I., Medvedev S.V. Alho K. et al. Lateralized automatic auditory processing of phonetic versus musical information: a PET study // Human Brain Mapping. 2000. Vol. 10, N 1. P. 74-79.


< Back      Конференция 2007       Next>

Hosted by uCoz