ОСОБЛИВОСТІ ЕЕГ СТУДЕНТОК-БІОЛОГИНЬ З РІЗНОЮ ЕФЕКТИВНІСТЮ НАОЧНО-ОБРАЗНОГО МИСЛЕННЯ

Тетяна Олегівна Третяк; Ігор Володимирович Дрегваль; Олена Вікторівна Севериновська

doi:10.32845/agrobio.2022.3.8

Тетяна Олегівна Третяк https://orcid.org/0000-0001-7154-8610
Ігор Володимирович Дрегваль
Олена Вікторівна Севериновська https://orcid.org/0000-0002-0002-1237

DOI: https://doi.org/10.32845/agrobio.2022.3.8

Ключові слова: наочно-образне мислення; біоелектрична активність головного мозку; розумова активність; когнітивна діяльність; функціональні зв’язки.

Анотація

Досягнення високого результату при розумовій діяльності забезпечує наочно-образний тип мислення як складова частина індивідуальних особливостей інтелектуальної діяльності людини. У дослідженні розумової діяльності на наочно-образний тип мислення приймали участь студентки-біологині з різними показниками. За допомогою апаратно-програмного комплексу DX-NT32.V19 здійснювали реєстрацію та первинний аналіз ЕЕГ-активності мозку. У результаті досліджень було встановлено, що при успішному виконанні завдань на наочно-образне мислення загальна кількість функціональних зв’язків зменшується за рахунок зменшення міжпівкульних взаємин, але збільшується внутрішньо-півкуля когерентність. Функціональні зв’язки у всіх діапазонах ЕЕГ вказують на передачу інформації через мозолисте тіло, що створює умови для виконання когнітивних завдань за допомогою швидкого аналізу. Відбувається «територіальне звуження» та посилення взаємодій у лобних, скроневих та тім’яних ділянках. Це дає підстави припустити, що ефективність наочно-образного мислення залежить від високого рівня знань та вмінь, які зберігаються у специфічних ділянках кори (скроневій та тім’яній) й узгодженості роботи лобних областей, які можуть встановлювати зв’язки з «полімодальними» та «супермодальними» елементами скроневої та тім’яної зон. Таким чином за результатами наших досліджень ефективному наочно-образному мисленню відповідають більші значення спектральної потужності у β2-піддіапазоні та менша потужність у α-діапазоні ЕЕГ, патерни когерентності правої півкулі у β1-піддіапазоні ЕЕГ та збільшення просторової складності, та сили когерентних зв’язків в θ-смузі з багаточисельними довгими міжпівкульними взаємодіями, що характерно при виконанні креативних завдань. У випадках підвищення ефективності образного мислення встановлюється значний функціональний зв’язок у δ-смузі в задніх відділах кори та короткі міжпівкульні міжсиметричні синхронізації, що пояснюється гальмівними процесами активної уваги на сторонні стимули, завдяки чому можлива інтеграція окремих елементів при уявному створенні образів. Також ймовірність досягнення високого результату пов’язана з зорово-просторовою стратегію виконання завдання, симультанним способом когнітивного процесу, гальмування рухових програм та зменшенням концентрації на самому завданні.

Посилання

1. Al-Hadithi, N., Al-Imam, A., Irfan, M., Khalaf, M., & Al-Khafaji, S. (2016) The relation between cerebral dominance and visual analytic skills in Iraqi medical students, a cross sectional analysis. Asian Journal of Medical Sciences, 7(6), 47–52. doi: 10.3126/ajms.v7i6.15205
2. Aziz-Zadeh, L, Liew, S, & Dandekar, F. (2013) Exploring the neural correlates of visual creativity. Soc Cogn Affect Neurosci, 8(4), 475–480. doi: 10.1093/scan/nss021.
3. Bechtereva, N. P, & Nagornova, Zh.V. (2007) Changes in EEG coherence during tests for nonverbal (Figurative) creativity, Human Physiology. 33(5): 515-23. DOI: 10.1134/S0362119707050015
4. Cherninskyi, A., Kryzhanovskyi, S., Tukajev, S., Piskorska, N., Zyma, I., & Makarchuk, M. (2010) Relations between human resting and reactive EEG during activity with different information richness. Physies of the Alive, 18(2), 85–91.
5. Chupryna G., Svyrydova N., & Kozlov V. (2016) Features of electrical brain activity in patients with multiple sclerosis, taking into account the comorbidity. East European journal of Neurology, 06(12), 20–26.
6. Danko, S. G. (2005) Elektroentsefalograficheskie korrelyatsii sostoyaniy mozga pri verbalnom obuchenii [Electroencephalographic correlations of brain states in verbal learning]. Rossiya Moskva: Fiziologiya cheloveka, 31(5), 15–20 (in Russian).
7. David, T.J. Liley, & Suresh D. Muthukumaraswamy (2020) Evidence that alpha blocking is due to increases in system-level oscillatory damping not neuronal population desynchronisation, NeuroImage, 208, 116408, doi: 10.1016/j. neuroimage.2019.116408.
8. Dikaya, L. A., & Denisova, I. A. (2011) Sravnitelnyiy analiz funktsionalnoy organizatsii koryi mozga u muzyikantov i hudozhnikov pri vyipolnenii professionalno-spetsifichnoy tvorcheskoy deyatelnosti [Comparative analysis of the functional organization of the cerebral cortex in musicians and artists in the performance of professionally specific creative activities] Rostov-na-Donu: Severo-Kavkazskiy psihologicheskiy vestnik, 9(1), 14–17 (in Russian).
9. Donoghue, T., Haller, M., Peterson, E., Varma, P., Sebastian, P., Gao, R., Noto, T., Lara, A., Wallis, J., Knight, R., Shestyuk, A., & Voytek, B. (2020) Parameterizing neural power spectra into periodic and aperiodic components. Nature neuroscience, 23(12), 1655–1665. doi: 10.1038/s41593-020-00744-x
10. Egorova, I. S. (1973) Elektroentsefalografiya [Electroencephalography] Rossiya Moskva: Meditsina, 296 (in Russian).
11. Evertz, R., Hicks, D.G., & Liley, D.T.J. (2022) Alpha blocking and 1/fβ spectral scaling in resting EEG can be accounted for by a sum of damped alpha band oscillatory processes. PLoS Comput. Biol., 18(4), e1010012. doi: 10.1371/ journal.pcbi.1010012
12. Fernindez, T., Harmony, T., Rodriguez, M., Reyes, A., Marosi, E., & Bernal, J. (1993) Test-retest reliability of EEG spectra1 parameters during cognitive tasks. I. Absolute and relative power, Int. J. Neurosci, 68, 255–261.
13. Fillips, Ch. (2012) Kreativ i obraznoe myishlenie: 50 50 zadach dlya trenirovok [Creative and imaginative thinking: 50+50 tasks for training] Rossiya Moskva: Jeksmo. 192 (in Russian).
14. Finke, R. A. (1985) Theories relating mental imagery to perception, Psychological Bulletin. 98(2):236–259. doi: 10.1037//0033-2909.98.2.236.
15. Finnigan S., & Robertson I. H. (2011) Resting EEG theta power correlates with cognitive performance in healthy older adults. Psychophysiology, 48(8), 1083–1087. doi: 10.1111/j.1469-8986.2010.01173.x
16. Guselnikov V. I. (1976) Elektrofiziologiya golovnogo mozga: kurs lektsiy. [Electrophysiology of the brain: course of lectures] Rossiya Moskva: Vyisshaya shkola, 423 (in Russian).
17. Harmony, T, Fernández, T, Silva, J, Bosch, J, Valdés, P, Fernández-Bouzas, A, Galán, L., Aubert, E., & Rodríguez, D. (1999) Do specific EEG frequencies indicate different processes during mental calculation? Neurosci Lett. 266(1), 25–8. doi: 10.1016/s0304-3940(99)00244-x
18. Hartoyo, A, Cadusch, P. J., Liley, D. T., & Hicks, D. G.. (2020) Inferring a simple mechanism for alpha-blocking by fitting a neural population model to EEG spectra. PLoS computational biology. 16(4):e1007662. pmid:32352973
19. Karatyigin, N. A. (2015) Elektrofiziologicheskie korrelyatyi razlichnoy rezultativnosti intellektualnoy deyatelnosti: dissertatsiya. [Electrophysiological correlates of different efficiency of intellectual activity] Rossiya Moskva: NII normalnoy fiziologii RAMN, Rossiya, (in Russian).
20. Karpova, V. V., & Dikaya, L. A. (2014) Osobennosti funktsionalnyih svyazey koryi mozga u ispyituemyih s raznyim urovnem produktivnosti obraznoy tvorcheskoy deyatelnosti [Features of the functional connections of the cerebral cortex in subjects with different levels of productivity of figurative creative activity] Rostov-na-Donu: Severo-Kavkazskiy psihologicheskiy vestnik, 12(2), 42–46 (in Russian).
21. Klimesch, W, Schimke, H, & Schwaiger, J. (1994) Episodic and semantic memory: an analysis in the EEG theta and alpha band. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 91, 428–441.
22. Klimesch, W. (1999) EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: a review and analysis. Brain Res. Brain Res. Rev., 29, 169–195. 23. Lazarev, V. V. (2006) The relationship of theory and methodology in EEG studies of mental avtivity. Int. J. Psychophysiol, 62, 384–393.
24. Maksymovych, K. Yu. (2011) Neirofiziolohichni mekhanizmy spryiniattia informatsii v rizni fazy menstrualnoho tsyklu u zhinok: dysertatsiia. [Neurophysiological mechanisms of information perception in different phases of the menstrual cycle in women] Kyiv: Taras Shevchenko National University of Kyiv (in Ukrainian).
25. Mitchell, D. J, McNaughton, N, Flanagan, D, & Kirk, I. J. (2008) Frontal - midline theta from the perspective of hippocampal «theta». Progress in Neurobiology, 86, 156–185.
26. Petsche, H, Lacroix, D, Lindner, K, Rappelsberger, P, & Schmidt-Henrich, E. (1992) Thinking with images or thinking with language: a pilot EEG probability mapping study. Int. J. Psychophysiol, 12, 31–39.
27. Polunina, A. G., & Lefterova, N. P. (2012) Topografiya spektralnyih harakteristik bioelektricheskoy aktivnosti golovnogo mozga v sostoyanii pokoya [Topography of the spectral characteristics of the bioelectrical activity of the brain at rest] Rossiya Moskva: Vestnik nevrologii, psihiatrii i neyrohirurgii, 4, 48–54 (in Russian).
28. Rominger, C, Papousek, I, Perchtold, C. M, Weber, B, Weiss, E. M, & Fink, A. (2018) The creative brain in the figural domain: Distinct patterns of EEG alpha power during idea generation and idea elaboration. Neuropsychologia. pii:S0028-3932(18)30070-8. doi: 10.1016/j.neuropsychologia.2018.02.013.
29. Tarasova, I. V. (2007) Elektrofiziologicheskiy analiz polovyih osobennostey polusharnoy organizatsii obraznogo i verbalnogo tvorcheskogo myishleniya: dissertatsiya. [Electrophysiological analysis of gender characteristics of the hemispheric organization of figurative and verbal creative thinking] Rossiya Novosibirsk: Federalnoe gosudarstvennoe byudzhetnoe nauchnoe uchrezhdenie «Nauchno-issledovatelskiy institut fiziologii i fundamentalnoy meditsinyi» RAMN (in Russian).
30. Thürer, B., Stockinger, C., Focke, A., Putze, F., Schultz, T., & Stein, T. (2016) Increased gamma band power during movement planning coincides with motor memory retrieval. NeuroImage, 125, 172–181.