Psikhofiziologia_otvety / 3 / 3.11
.docxРегистрация и анализ ЭЭГ при прослушивании музыки и шума
Исходя из того, что музыка также связана с правым полушарием, Шварц и сотрудники сравнивали степень депрессии альфа-ритма, когда испытуемый насвистывал мотив, пел песню и просто декламировал ее слова. В соответствии с предсказанием декламация приводила к относительно большей депрессии альфа-ритма в левом полушарии, насвисты¬вание блокировало альфа-ритм в правом полушарии, а пение, в котором соединены словесный и музыкальный аспекты, давало промежуточную картину
Н. Н. Захарова и В. М. Авдеев исследовали функциональные изменения в ЦHC при восприятии музыки, осуществляя запись электроэнцефалограмм у испытуемых с одновременной регистрацией кожно-гальванических реакций. Обнаруженные данные свидетельствовали об изменении потока возбуждения в кортико-таламических и кортико- лимбических кругах. Более глубокие положительные эмоции при прослушивании определенных музыкальных произведений сопровождались изменениями ЭЭГ, свидетельствующими о большой активности коры головного мозга, учащением сердечных сокращений и дыханий. И. М. Гринева обнаружила, что прослушивание мелодичной музыки в спортивном темпе негромкого звучания оказывало на больных седативное воздействие, а на ЭЭГ фиксировалось уменьшение в частотном спектре альфа-ритма или заметное увеличение его индекса, увеличение амплитуды альфа-ритма и снижение амплитуды быстрых колебаний. Музыка энергичная, с четким ритмом, контрастная, умеренного темпа и громкости давала тонизирующий эффект, что сопровождалось депрессией альфа-ритма, увеличением амплитуды и индекса быстрых колебаний.
[23:58:57] Елена Николаевна: При прослушивании музыки разной интенсивности возникаtn свой характерный паттерн Ког ЭА неокортекса. Для действия музыки было характерно изменение когерентности потенциалов височно-затылочной области правого полушария в сторону повышения. Возникал фокус интеграции когерентных связей в правой височной коре. При прослушивании музыки вероятность проявления повышений когерентности потенциалов была больше в правом полушарии, чем в левом. В левом полушарии превалирует снижение значений Ког ЭА
«Немузыканты», у которых, согласно данным литературы, бόльшие изменения в ЭЭГ при прослушивании музыки происходят в правом полушарии, тогда как у профессиональных музыкантов – в левом. Прослушивание музыки сопровождается возрастанием уровня постоянного потенциала головного мозга в правом полушарии. Таким образом, при прослушивании музыки устанавливается правосторонняя асимметрия по показателю Ког ЭА.
P.S. формирование «распознавательной» доминанты на поведенческом уровне коррелирует с изменениями пространственной организацией электрических процессов неокортекса, которые также строятся по доминантному принципу: под влиянием музыки усиливаются перестройки в ЭЭГ, происходящие при одной доминирующей в данный момент деятельности. Отсутствие правосторонней функциональной асимметрии в ЭЭГ при музыкальном воздействии свидетельствует о том, что формирование «распознавательной» доминанты, в основном адресующейся к левому полушарию, можно рассматривать как фактор, модулирующий функциональную межполушарную асимметрию.
ЭЭГ — показатели восприятия. Среди ритмов ЭЭГ наибольшее внимание исследователей в этом плане привлекает альфа-ритм (8-12 кол/с), который регистрируется преимущественно в задних отделах коры в состоянии спокойного бодрствования. Известно, что при предъявлении стимулов имеет место подавление или "блокада" альфа-ритма: причем она тянется тем больше, чем сложнее изображение.
Существует немало предположений, касающихся роли альфа-ритма в обеспечении активности мозга как целого. Основоположник кибернетики Н. Винер и вслед за ним ряд других исследователей считали, что этот ритм отражает механизм временного сканирования ("считывания") информации и тесно связан с механизмами восприятия и памяти. Действительно, по некоторым данным, биопотенциальное поле альфа-ритма связано с функцией сканирования информации в реальном времени и тем самым связано с процессами межмодальной сенсорной интеграции в процессах восприятия и памяти. По другим представлениям, альфа-ритм связан с действием селектирующих механизмов мозга, выполняющих функцию резонансного фильтра и, таким образом, регулирующих поток сенсорных импульсов.
Поиск электрофизиологических показателей восприятия в параметрах альфа-ритма опирается на представление о том, что воспринимаемая человеком информация кодируется комбинациями фаз и частот периодических нейронных процессов, которые находят свое отражение в характеристиках альфа-ритма. Предполагается, что такая особенность ЭЭГ, как пакет волн создается синхронизированной когерентной активностью группы нейронов, расположенных в разных участках мозга и образующих ансамбль. Предположительно все волны одного пакета хранят информацию об одном образе или его части и при восприятии опознается только тот образ, который закодирован ритмической активностью наибольшего числа нейронов в каждый данный момент времени.
Экспериментально было показано, что значения параметров колебаний системы нейронов, оцениваемые, в частности, по расстоянию между соседними спектральными пиками внутри альфа-диапазона, могут служить аргументами уравнений, предсказывающих некоторые особенности восприятия. Например, чем больше период доминирующих колебаний в ЭЭГ человека и чем больше разнообразие воспринимаемых и ожидаемых стимулов, тем медленнее осуществляется их восприятие.
Наряду с этим существуют исследования пространственно-временных отношений потенциалов мозга при восприятии сенсорной информации. В отличие от предыдущего этот подход учитывает два фактора: время восприятия и его мозговую организацию. Речь идет о множественной регистрации ЭЭГ из разных зон коры больших полушарий в процессе восприятия. Поскольку нейронные ансамбли, участвующие в переработке информации распределены по разным отделам мозга, в первую очередь коры больших полушарий, логично считать, что перцептивный акт будет сопровождаться изменением пространственного соотношения ЭЭГ. Узнавание связано с активным включением в процесс центральных и фронтальных зон коры.
Реорганизация биоэлектрической активности в процессе перцептивного акта характерна для всех видов чувствительности. Однако в зависимости от вида анализатора она имеет разную пространственную картину. Как правило, на ранних этапах процесса наибольшую активность демонстрирует проекционная зона (зрительная, слуховая, соматосенсорная), на завершающих этапах в процесс включаются передние отделы коры.
Рис. 9.9.
Схема слухового вызванного потенциала. (Picton, Hillyard, 1974.) Средние данные для восьми испытуемых, представленные для идентификации отдельных пиков. Обратите внимание на логарифмическую шкалу времени, из-за которой форма УВП кажется несколько необычной.
Рассмотрим эти временные отношения несколько подробнее. На рис. 9.9 представлен «типичный» слуховой УВП (для большей четкости отображения ранних компонентов здесь использована нелинейная шкала времени). Пиктон и его сотрудники выяснили неврологический смысл всех компонентов этого УВП. В первые 8 мс ответ отражает активацию слухового и кохлеарного ядер ствола. В период 9—60 мс регистрируется реакция слухо¬вой коры; в это же время наиболее вероятно появление артефактов от мышц головы. Таким образом, в эти первые 60 мс или около того УВП отражают простое «прослушивание» мозгом данного раздражителя. Эти ранние компоненты УВП остаются весьма постоянными и не зависят от состояния соз¬нания испытуемого или степени его внимания к раздражителю.
Более поздние компоненты УВП в большей степени отражают психологические моменты. После слухового стимула эти компоненты наиболее выражены в лобной коре, где происхо¬дит некоторая переработка информации. Например, испытуемый может прослушивать серию тонов и подразделять их на * две группы — тоны «нормальной» громкости и появляющиеся иногда более слабые тоны. Если попросить испытуемого обращать внимание на слабые тоны и подсчитывать их, токомпоненты N90 (или иначе N1) и Р170 (или Р2) в ответах на слабые тоны будут усилены. И это происходит несмотря на то, что ранние компоненты УВП после тех и других тонов одинаковы. Таким образом, в поздних компонентах находят отражение попытки мозга «обратить внимание» на раздражитель.
Еще более поздние компоненты ответа могут отражать более сложную переработку информации. Например, испытуемого можно попросить сконцентрировать внимание на прослушивании тонов, подаваемых с правильными интервалами. Иногда в этом ряду один тон будет пропускаться. Вычисление УВП для моментов, соответствующих пропущенным стимулам, показывает, что «удивление» выражается в увеличении амплитуды волны Р450.
Исследования, на которых основаны эти выводы, составляют лишь ничтожную часть всех работ, посвященных изучению УВП; однако они дают первые указания относительно того, как мозг осмысливает все происходящее вокруг нас. Мы рассмотрим вкратце три последние работы, которые показывают, насколько перспективен анализ УВП.
Первое исследование уточняет наши представления о временном протекании слуховых УВП. Оно посвящено одному из фундаментальных вопросов, касающихся внимания,— тому, что некоторые психологи называют «фе¬номеном вечеринки». Речь идет о нашей способности в шумном окружении воспринимать какое-то одно слуховое сообщение. Вы можете, находясь в подвыпившей компании приятелей, громко рассказывающих любимые анекдоты, игнорировать весь этот фон и вести достаточно разумную беседу с другом, который говорит тихим голосом.
Чтобы создать экспериментальный аналог такого фонового шума, испытуемому через стереонаушники подавали на правое и на левое ухо разные наборы звуков. Испытуемый должен был выделять и подсчитывать в длинных сериях тонов звуки, отличающиеся от остальных (в данном случае по высоте). Иногда он должен был концентрировать внимание на звуках, подаваемых через левый наушник, а иногда — через правый, затем экспериментаторы производили усреднение ответов на эти тоны. При этом отдельно усреднялись ответы 1) на право¬стороннюю и левостороннюю подачу тона и 2) на тоны «обычной» высоты и на «необычные» тоны.
Регистрация ответов в С, показала следующее. Когда испытуемому надо было концентрировать внимание на правой стороне, амплитуда пика N90 (N1) была выше на все тоны с правой стороны, а если нужно было слушать левую сторону, она была выше на все тоны, подаваемые слева. Иными словами, этот пик отражает первый уровень фильтрации, осуще¬ствляемой мозгом (решение вопроса, какие стимулы стоят того, чтобы к ним прислушаться). Более поздний компонент УВП — волна Р300 (или РЗ) — различался в зависимости от того, значимым или незначимым был сигнал с данной стороны. Это отражает более высокий уровень перцептивной обработки, где мозг решает, является ли данный тон «нормальным» или он отклоняется от нормы.