Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Обзор литературы:
1. Функциональная роль ритмов ЭЭГ и ЭКГ. 10
1.1. Электрокардиография и общая активность нервной системы. 10
1.2. Электроэнцефалография и методы анализа ЭЭГ. 13
1.3. Общие проблемы сопоставления изменений на ЭЭГ и ССП и психических процессов и пути их решения. 17
1.4 Традиционные взгляды на функциональную роль ЭЭГ- ритмов. 24
2. Мышление, его структура и успешность решения интеллектуальных задач. 31
2.1. Природа мышления и его структура. 31
2.2. Проблемы выделения компонентов интеллекта и диагностики его уровня. 36
3. Функциональная асимметрия мозга и ее связь с особенностями мышления. 40
3.1. Исследования связи между когнитивными процессами и областями мозга. 40
3.2. Особенности арифметических операций, их нарушения и локализация этих функций в коре полушарий. 46
4. Возрастные и половые различия в когнитивных процессах и организации головного мозга . 52
4.1. Общая картина формирования познавательной сферы детей. 52
4.2. Половые различия в способностях. 59
4.3. Особенности генетической детерминации половых различий. 65
5. Возрастные и половые особенности ритмов ЭЭГ. 68
5.1. Общая картина формирования ЭЭГ детей в возрасте до 11 лет. 68
5.2. Особенности систематизации возрастных тенденций изменения ЭЭГ. 73
5.3. Половые особенности в организации ЭЭГ-активности. 74
6. Способы интерпретации связи между показателями ЭЭГ и характеристиками психических процессов . 79
6.1. Анализ изменений на ЭЭГ при осуществлении математических операций . 79
6.2. ЭЭГ как индикатор уровня стресса и продуктивности работы мозга. 87
6.3. Новые взгляды на особенности ЭЭГ у детей с трудностями обучения и интеллектуальной одаренностью. 91
Глава 2. Методы исследования и обработки результатов.
1.1. Испытуемые. 96
1.2. Методы исследования. 97
Глава 3. Результаты исследования.
A. Экспериментальные изменения по ЭКГ . 102
Б. Возрастные различия по ЭЭГ. 108
B. Экспериментальные изменения по ЭЭГ. 110
Глава 4. Обсуждение результатов исследования.
A. Возрастные изменения "фоновых" параметров ЭЭГ
у мальчиков и девочек. 122
Б. Возрастные и половые особенности ЭЭГ-реакции на счет. 125
B. Взаимосвязь между показателями частотно-специфической ЭЭГ и функциональной активностью мозга при счете. 128
Г. Соотношения активности частотных генераторов по показателям ЭЭГ при счете. 131
Заключение. 134
Выводы. 140
Список литературы.
- Функциональная роль ритмов ЭЭГ и ЭКГ.
- Общая картина формирования познавательной сферы детей.
- Анализ изменений на ЭЭГ при осуществлении математических операций
- Экспериментальные изменения по ЭКГ
Введение к работе
Актуальность исследования.
Изучение особенностей развития психики в онтогенезе является весьма важной задачей как для общей, возрастной и педагогической психологии, так и для практической работы школьных психологов. Поскольку в основе психических явлений лежат нейрофизиологические и биохимические процессы, а формирование психики зависит от созревания структур головного мозга, решение указанной глобальной задачи связано с исследованием возрастных тенденций изменения психофизиологических показателей.
Не менее важной задачей, по крайней мере для нейро- и патопсихологии, а также для определения готовности детей к обучению в том или ином классе, является поиск надежных, независимых от социокультурных различий и степени открытости испытуемых перед экспертами критериев нормального психофизиологического развития детей. Электрофизиологические показатели в значительной степени соответствуют указанным требованиям, особенно если они анализируются в комплексе.
Любая квалифицированная психологическая помощь должна начинаться с надежной и точной диагностики индивидных свойств с учетом половых, возрастных и иных существенных факторов различий. Поскольку у детей 7-11 лет психофизиологические свойства находятся еще в стадии формирования и созревания и весьма неустойчивы, требуется значительное сужение исследуемых диапазонов возраста и видов деятельности (в момент регистрации показателей).
К настоящему времени опубликовано достаточно большое количество работ, авторы которых нашли статистически значимые корреляции между показателями умственного развития детей, с одной стороны, нейропсихологическими параметрами, с другой, возрастом и полом, с третьей, и электрофизиологическими показателями, с четвертой. ЭЭГ-параметры считаются весьма информативными, особенно это относится к амплитуде и спектральной плотности в узких поддиапазонах частот (0,5- 1,5 Гц) (Д.А. Фарбер, 1972, 1995, Н.В. Дубровинская, 2000, Н.Н. Данилова, 1985, 1998, Н.Л. Горбачевская и Л.П. Якупова, 1991, 1999, 2002, Т.А. Строганова и М.М. Цетлин, 2001).
Поэтому мы считаем, что с помощью анализа узких спектральных составляющих и использования адекватных способов сравнения показателей, полученных в разных сериях эксперимента и для разных возрастных групп, можно получить достаточно точную и надежную информацию о психофизиологическом развитии испытуемых.
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Объект, предмет, цель и задачи исследования.
Объектом нашего исследования стали возрастные и половые особенности ЭЭГ и ЭКГ у младших школьников в возрасте 7-11 лет.
Предметом явилось изучение тенденций изменения указанных параметров с возрастом в "фоне", а также в процессе умственной активности.
Цель — исследование возрастной динамики активности нейрофизиологических структур, реализующих процессы мышления вообще и арифметического счета в частности.
В соответствии с этим были поставлены следующие задачи:
1. Сравнить показатели ЭЭГ в различных половозрастных группах испытуемых в "фоне".
2. Проанализировать динамику показателей ЭЭГ и ЭКГ в процессе решения арифметических задач этими группами испытуемых.
Гипотезы исследования.
3. Процесс формирования мозга детей сопровождается перераспределением между низко- и высокочастотными ритмами ЭЭГ: в тета- и альфа- диапазонах повышается удельный вес более высокочастотных компонентов (соответственно, 6-7 и 10-12 Гц). Вместе с тем изменения этих ритмов между 7-8 и 9 годами отражают большие трансформации активности мозга у мальчиков, чем у девочек.
4. Умственная активность при счете приводит к десинхронизации ЭЭГ-составляющих в среднечастотном диапазоне, специфическому перераспределению между низко- и высоко-частотными составляющими ритмов (больше подавляется компонент 6-8 Гц), а также к сдвигу функциональной межполушарной асимметрии в сторону повышения удельного веса левого полушария.
Научная новизна.
Представленная работа является одним из вариантов психофизиологических исследований нового типа, сочетающим современные возможности дифференцированной обработки ЭЭГ в узких поддиапазонах частот (1-2 Гц) тета- и альфа- составляющих со сравнением как возрастных и половых особенностей младших школьников, так и с анализом экспериментальных изменений. Проанализированы возрастные особенности ЭЭГ у детей в возрасте 7-11 лет, при этом сделан упор не на самих средних значениях, которые в большой степени зависят от особенностей аппаратуры и методов исследования, а на выявлении специфических паттернов соотношений между амплитудными характеристиками в узких поддиапазонах частот.
В том числе исследованы коэффициенты отношений между частотными составляющими тета- (6-7 Гц к 4-5) и альфа- (10-12 Гц к 7-8) диапазонов. Это позволило нам получить интересные факты зависимости частотных паттернов ЭЭГ от возраста, пола и наличия умственной активности детей 7-11 лет. Эти факты частью подтверждают уже известные теории, частью являются новыми и требуют объяснения. Например, такое явление: при арифметическом счете у младших школьников происходит специфическое перераспределение между низко- и высоко-частотными составляющими ЭЭГ-ритмов: в тета-диапазоне — повышение удельного веса низкочастотного, а в альфа-диапазоне — наоборот, высокочастотного компонентов. Это было бы значительно труднее обнаружить обычными средствами анализа ЭЭГ, без ее обработки в узких поддиапазонах частот (1-2 Гц) и вычисления соотношений тета- и альфа- составляющих.
Теоретическая и практическая значимость.
Уточнены тенденции изменения биоэлектрической активности мозга у мальчиков и девочек, что позволяет сделать предположения о факторах, приводящих к своеобразной динамике психофизиологических показателей в первые годы обучения в школе и процессе адаптации к школьной жизни.
Сопоставлены особенности ЭЭГ-реакции на счет у мальчиков и девочек. Это позволило констатировать существование достаточно глубоких половых различий как в процессах арифметического счета и операций с числами, так и адаптации к учебной деятельности.
Важным практическим итогом работы явилось начало создания нормативной базы данных ЭЭГ- и ЭКГ- показателей детей в условиях лабораторного эксперимента. Имеющиеся среднегрупповые значения и стандартные отклонения могут быть основой для суждения о соответствии «фоновых» показателей и величин реакции типичным для соответствующих возраста и пола.
Результаты работы могут косвенно помочь при выборе того или иного критерия успешности обучения, диагностики наличия информационных стрессов и других явлений, ведущих к школьной дезадаптации и последующим затруднениям в социализации.
Положения, выносимые на защиту.
5. Тенденции изменения биоэлектрической активности мозга у мальчиков и девочек являются весьма надежными и объективными показателями формирования нейрофизиологических механизмов мышления и других познавательных процессов. Возрастная динамика ЭЭГ-составляющих — повышение доминирующей частоты — коррелирует с общей тенденцией уменьшения пластичности нервной системы с возрастом, что, в свою очередь, может быть связано с уменьшением объективной необходимости в адаптации к окружающим условиям.
6. Но в возрасте 8-9 лет указанная тенденция на время может меняться на противоположную. У мальчиков 8-9 лет это выражается в подавлении мощности большинства частотных поддиапазонов, а у девочек изменяются выборочно более высокочастотные составляющие. Спектр последних смещается в сторону понижения доминирующей частоты.
7. При арифметическом счете у младших школьников происходит специфическое перераспределение между низко- и высоко-частотными составляющими ЭЭГ-ритмов: в тета-диапазоне — повышение удельного веса низкочастотного (4-5 Гц), а в альфа-диапазоне — наоборот, высокочастотного (10-12 Гц) компонентов. Увеличение удельного веса компонентов 4-5 Гц и 10-12 Гц демонстрирует реципрокность активности генераторов этих ритмов по отношению к таковым у ритма 6-8 Гц.
4. Полученные результаты демонстрируют преимущества метода анализа ЭЭГ в узких поддиапазонах частот (шириной 1-1,5 Гц) и вычисления соотношений коэффициентов тета- и альфа- составляющих перед обычными методами обработки. Эти преимущества заметнее проявляются при условии использования адекватных критериев математической статистики.
Апробация работы Материалы диссертации отражены в докладах на международной конференции «Конфликт и личность в изменяющемся мире» (Ижевск, октябрь 2000 г.), на Пятой Российской университетско-академической конференции (Ижевск, апрель 2001), на Второй конференции «Агрессивность и деструктивность личности» (Воткинск, ноябрь 2002), на международной конференции к 90-летию А.Б. Когана (Ростов-на-Дону, сентябрь 2002), в стендовом докладе на Второй международной конференции «А.Р.Лурия и психология 21 века» (Москва, 24-27 сентября 2002 г.).
Научные публикации.
По материалам диссертационного исследования опубликовано 7 работ, в том числе тезисы к международным конференциям в Москве, Ростове-на-Дону, Ижевске, и одна статья (в журнале УдГУ). Вторая статья принята в печать в "Психологический журнал".
Структура и объем диссертации.
Работа изложена на 154 страницах, состоит из введения, обзора литературы, описания испытуемых, методов исследования и обработки результатов, описания результатов, их обсуждения и выводов, списка цитируемой литературы. Приложение включает 19 таблиц (в т. ч. 10 "вторичных интегральных") и 16 рисунков. Описание результатов иллюстрировано 8-ю "третичными интегральными" таблицами (4-11) и 11-ю рисунками.
Функциональная роль ритмов ЭЭГ и ЭКГ.
Один из способов прикладного" применения анализа сердечного ритма — осуществление контроля за дыхательной синусовой аритмией в работе сердца в качестве обратной связи при приеме лекарств — описан в одной из статей S.W. Porges [146, р. 57-65]. В чем достоинство данного метода? S.W. Porges считает, что врачам и ученым чаще следует "обращаться к системам обратной связи, связанным непосредственно с телом, в том числе к сердцу, поскольку оно находится под непрерывной регуляцией прямого нервного пути из ствола мозга. Эта регуляция обеспечивается биохимическими, физиологическими и психологическими механизмами, реагирующими на угрожающие жизни факторы, разнообразные психологические стрессы и на многие медикаменты. Реакции сердца характеризуются изменениями в паттернах ЧСС, которые опосредованы изменениями в нервном тоне. Знание этих систематических изменений в нервном тоне обеспечивает нас необходимым окном для контроля за временными параметрами влияния специфических медикаментов и изменениями статуса здоровья пациента. Таким образом, можно, непрерывно контролируя данные ЧСС с помощью неинвазивных процедур, оценить динамичную реакцию пациента на лечение лекарствами" и разнообразные экспериментальные ситуации.
На деятельность сердца сильно влияют переключения в симпатическом и парасимпатическом отделах вегетативной нервной системы. Вообще, парасимпатические воздействия на сердце опосредованы вагусом — десятым черепным нервом. Он передаёт эфферентную информацию из структур ствола мозга напрямую и быстро в синоатриальный узел сердца. Изменяющееся влияние вагуса на синоатриальный узел контролирует большинство из наблюдаемых быстрых изменений в ЧСС. В противоположность хронотропной роли вагуса, симпатические влияния в основном инотропны и вызывают изменения сокращаемости мышцы миокарда. Таким образом, в большинстве случаев симпатические вклады в величину и ритмичность ЧСС ограничены сложным взаимодействием с парасимпатической нервной системой [146].
Итак, центральные дыхательные процессы вызывают высокочастотный ритм колебаний ЧСС, который передаёт важную информацию, касающуюся вагал-тона, идущего к периферии. Поскольку вагус имеет начало в ядрах спинного мозга, а эфферентные (двигательные) окончания управляются высшими мозговыми структурами и холинэргической активностью, для исследователей представляет интерес изучение парасимпатического контроля работы сердца с использованием вагал-тона.
Данные о частоте пульса являются недостаточными, поэтому должны быть дополнены показателем, более полно характеризующим состояние сердечно- сосудистой системы, — индексом напряжения (ИН) P.M. Баевского (Н.Н.Данилова [32], Г.Г.Аракелов [4, 5]). Этот индекс возрастает при повышении частоты сердечных сокращений, уменьшении стандартного отклонения и вариационного размаха Р-Р интервалов.
В качестве примера исследования реакции показателей ЭКГ на счет, связанный с информационным и эмоциональным стрессом, можно привести работы Г.Г. Аракелова, Е.К.Шотта и Н.Е.Лысенко [3, 4, 5]. Во время эксперимента испытуемый вначале производил арифметический счет для контроля, а затем вычисления в условиях ограничения времени с угрозой наказания электрическим током за неправильные ответы.
При спокойном счете по сравнению с фоном наблюдались следующие изменения. В контрольной группе вариабельность Р-Р интервалов резко снизилась при счете относительно фона и даже относительно стресса (что указывает на повышение напряжения), а затем увеличилась в фоне после стрессовой серии, не достигнув исходного уровня. В целом вариабельность Р-Р интервалов при стрессе была выше, чем при счете, однако изменения эти были более монотонными, тогда как при счете величина Р-Р интервалов менялась более скачкообразно.
Общая картина формирования познавательной сферы детей.
Подобно тому, как Аристотель называл психику энтелехией (функцией)г живого материального тела, так же и когнитивные процессы, в том числе процесс мышления, можно назвать функцией человеческого мозга. Действительно, продуктивность мышления в огромной степени зависит от состояния головного мозга, его корковых и подкорковых областей, от баланса кислорода, питательных веществ, гормонов и медиаторов. Известно, что существует широкий спектр веществ, способных сильно повлиять на активность мозга и даже вызвать измененные состояния сознания. Доказано также, что нарушения нормального протекания беременности, родов, болезней у младенцев самым негативным образом сказываются на формировании ребенка, его психических и психологических качеств. Есть факты, что 64% детей, которым проводилась интенсивная терапия при рождении, не способны обучаться в массовой школе [23, 1991]. В этом смысле когнитивные процессы "естественны".
Но следует остерегаться понимать это слишком буквально, как ученые 18-19 веков (в том числе основатель "Органологии" и "Френологии" Ф.И.Галл). Принято считать [22, 107, 120], что человек становится субъектом мышления, лишь овладевая языком, понятиями, логикой, которые являются продуктами общественно-исторического развития практики, то есть мышление имеет также и общественную природу. "Появление речи в процессе эволюции принципиально изменило функции мозга. Мир внутренних переживаний, намерений приобрел качественно новый аппарат кодирования информации с помощью абстрактных символов. Слово выступает не только как средство выражения мысли: оно перестраивает мышление и интеллектуальные функции человека, так как сама мысль совершается и формируется с помощью слова" [34, с. 272].
П.Я. Гальперин и некоторые другие отечественные психологи [22, 107, 120] характеризуют мышление "как процесс отражения объективной реальности, составляющий высшую ступень человеческого познания. Мышление дает непрямое, сложно опосредованное отражение действительности, позволяет получать знание о таких связях и отношениях действительности, которые не могут быть восприняты органами чувств". Всякий мыслительный процесс по своему внутреннему строению можно рассматривать как действие, направленное на решение задачи. Цель процесса мышления заключается в том, чтобы выявлять существенные необходимые связи, основанные на реальных зависимостях, отделив их от случайных совпадений. Обобщенности мышления способствует его знаковый характер, который выражается словом. Благодаря использованию символического языка, внешней и внутренней речи (Л.С.Выготский, Ж.Пиаже), а также множеству менее заметных на первый взгляд особенностей оно отличается от мышления животного. Мыслительный процесс, как отмечает П.Я. Гальперин [22], "сохраняя специфику мышления, всегда связан со всеми сторонами психической деятельности: с потребностями и чувствами, с волевой активностью и целеустремленностью, со словесной формой речи и наглядными образами - представлениями".
Многие задачи решаются путем применения правил, и результат мыслительной работы переходит в область практического применения.
К разрешению стоящей задачи мышление идет посредством многообразных операций, составляющих взаимосвязанные и переходящие друг в друга стороны мыслительного процесса. Все эти операции являются различными сторонами вышестоящей операции "опосредования", понимаемой как раскрытие более существенных связей и отношений.
Сравнение — сопоставление предметов, явлений и их свойств между собой, вскрывает тождество и различия между сравниваемыми единицами.
Анализ — мысленное расчленение предмета, явления, ситуации и выявление составляющих их элементов, частей или сторон. Например, при воспроизведении предложения первоклассник делит его на слова, а при списывании слова выделяет его буквенный состав.
Абстракция — выделение, вычленение и извлечение из какого-либо предмета или явления свойства, характеристики, в определенном отношении существенного, отличного от остальных. С помощью этих операций можно осуществить поиск аналогий — найти пару какому-либо предмету или явлению по существенным признакам.
Обобщение — объединение предметов или явлений в некоторые классы по их общим существенным признакам.
Синтез — мысленное воссоединение элементов, которые могут существовать и независимо, в целую структуру.
Указанные операции могут привести к классификации — сравнению, анализу и последующему объединению предметов и явлений в определенные классы по какому-либо признаку —основанию. Если оснований классификации несколько, то результат может быть представлен в многомерном пространстве.
Возникновение проблемы или постановка вопроса — первый признак начинающейся работы мысли. От осознания проблемы мысль переходит к ее разрешению. Важным условием успешного решения задачи является знание, так как без знаний невозможно создание гипотезы. Большую роль играет правильная формулировка задачи, что нацеливает на ее решение.
П.Я. Гальперин [22, 80, 120], определяя мыслительное действие, обозначает, что "начальным моментом мышления является проблемная ситуация. От осознания проблемы субъект переходит к принятию решения. Само решение выступает как поиск недостающего звена. Возникновение задачи означает выделение известного и неизвестного. Ориентировочные действия начинаются с анализа условий. В результате анализа проблемной ситуации возникает задача - цель, данная в определенных условиях. Главное в мыслительном поиске - возникновение предварительной гипотезы на основе полученной информации, анализа условий. Это способствует дальнейшему поиску, направляя движение мысли, переходя в план решения и возникновения производных гипотез".
Анализ изменений на ЭЭГ при осуществлении математических операций
P.F.Werre (1957), приведя подробный обзор около 400 работ о соотношении электрофизиологических и психофизиологических феноменов, одним из первых применил для анализа ЭЭГ при решении умственных задач (счет в уме, ответы на простые вопросы, ассоциативный тест Юнга) частотный автоматический анализатор, строил гистограмму частот по альфа-, бета - и тета-диапазонам и их амплитудам. Werre пришел к выводу, что блокироание альфа -ритма на ЭЭГ отражает переход испытуемого из состояния отдыха в состояние активности, но никак не свидетельствует о состоянии самой умственной деятельности, хотя блокада альфа - ритма усиливается при повышении степени внимания.
Большой интерес представляет исследование A.S.Mundy-Castle (1957) процесса решения арифметических задач, проведенное с применением частотного анализатора. Альфа - активность больше всего блокируется при открывании глаз и меньше - при решении в уме арифметических задач, бета-активность тоже уменьшается при открывании глаз, но усиливается при решении арифметических задач, а тета-активность при этом меняется редко, ее сдвиги связаны, по данным автора, с нарушениями эмоциональной сферы.
Этот вопрос также изучался и D. Giannitrapani (1969). Он искал связь между устанавливаемым по психологическим тестам общим уровнем интеллекта (средний I.Q.= 93-118, высокий I.Q= 119-143), с одной стороны, и средней частотой колебаний потенциалов мозга (включая альфа - и бета- ритм) за 5 -секундные интервалы, а также индексом альфа - активности ЭЭГ (в затылочной, теменной, лобной и височной областях правого и левого полушария), с другой. Определения проводились в покое и при решении арифметических задач. Автор во всех отведениях слева установил более высокую частоту, чем справа. В височных областях частота ЭЭГ не зависела от уровня интеллекта, величина десинхронизации ЭЭГ была выражена тем слабее, чем выше был уровень интеллекта.
Обращают на себя внимание выводы из исследования W. Vogel и соавт. (1968). Авторы, обследуя 36 студентов и 25 учеников средней школы (в возрасте 16 лет), определяли уровень интеллекта по шкале Векслера, а затем предлагали исследуемым выполнять в уме серии простых и сложных арифметических задач на вычитание. Оказалось, что чем выше способность к автоматизации арифметических действий, тем меньше частота индекса бета-активности ЭЭГ. Наоборот, способности к решению сложных задач связаны с наличием замедленного альфа - ритма и тета-волн.
Авторы специально подчеркивают, что они не обнаружили корреляции между общим уровнем интеллекта и параметрами ЭЭГ. Они считают, что корреляцию между ЭЭГ и умственными способностями человека следует определять не в состоянии покоя, а при активной интеллектуальной деятельности, а изменения ЭЭГ надо связывать не с таким сложным понятием, как "Общий интеллект", а с отдельными, "специальными" аспектами умственной деятельности. Вторая часть выводов может быть связана, во-первых, с уже упоминавшемся нами комплексом проблем измерения "general intellect", а, во-вторых, с недостаточной степенью дифференциации ритмов ЭЭГ по частоте во многих исследованиях до 1970-х гг.
В.Ю.Вильдавский [16], ссылаясь на исследования М.Г.Князевой (1990, 1993), отмечает, что при устном счете и зрительно- пространственной деятельности (мысленное решение арифметических задач) у испытуемых в возрасте 7 — 17 лет происходят такие изменения: первый вызывает максимальную депрессию в низкочастотном альфа- диапазоне, минимальную в высокочастотном, а вторая — равномерно выраженную депрессию альфа -ритма во всех диапазонах. В значительной же части работ альфа - ритм анализируется как целое, без выделения отдельных компонентов. Кроме того, В.Ю.Вильдавский [16] приводит данные о том, что в том же частотном диапазоне можно наблюдать еще один ритмический процесс — мю-ритм, который связывают с сенсомоторной деятельностью мозга.
В более позднем исследовании (1977) D. Giannitrapani нашел связь между факторами, полученными в тестах на интеллект, и показателями спектральной плотности для 17 частотных полос ЭЭГ (шириной по 2 Гц, от 0 до 34 Гц). Нужно отметить, что специфические ЭЭГ-показатели являются комплексными, группируясь вокруг определенных частот спектра или зон мозга.
Обращают на себя внимание выводы К. Tani (1981), говорящие о том, что при решении испытуемыми (женщинами) различных тестовых задач (арифметический счет, собирание изображения из его элементов и др.) частота возникновения тета - ритма в медиальных отделах лобных областей не зависела от характера задачи, а степень усиления коррелировала с показателями интереса к работе и психической концентрацией. Хотя эти результаты могут иметь большее значение для женщин.
По данным В.В. Лазарева [62, 63], рост дельта - и тета - активности в сочетании с замедлением альфа - ритма образуют самостоятельный фактор, определяющий функциональное состояние в условиях спокойного бодрствования, а также при различных видах деятельности: интеллектуальной, перцептивной, а также моторной.
Экспериментальные изменения по ЭКГ
При сравнении среднегрушювых значений спектральной плотности (СП) ЭЭГ в узких частотных поддиапазонах прежде всего были выделены полосы, наиболее представленные в спектре (табл. 4, в приложении табл. 1 и 2). В диапазоне от 3 до 7 Гц доминировали всегда 3-4 и 4-5 Гц составляющие, причем первые были больше. В альфа-диапазоне доминирующие частоты варьировали в зависимости от возраста, пола и области мозга, в которой они регистрировались. Видно, что 7-8 Гц компонент чаще преобладает у мальчиков в лобных отделах, независимо от возраста. У девочек в этих же отведениях он сменяется компонентом 8-9 Гц к 9-10 годам. 8-9 Гц поддиапазон (и в меньшей степени 9-10 Гц) доминирует практически во всех областях мозга (кроме лобных) у большинства испытуемых. Общая тенденция изменений — повышение доминирующей частоты с возрастом и от передних отделов мозга к задним.
Примерно такая же картина наблюдается при анализе коэффициентов соотношения частот ЭЭГ в тета- и альфа- диапазонах (рис. 1-4, табл. 5). Отношения компонентов 6-7 Гц к 4-5 и 10-12 Гц к 7-8 повышаются от передних областей к задним, причем вторые (в альфа-) более значительно, чем первые (в тета-). Интересно, что самые низкие значения коэффициента в тета-диапазоне наблюдаются у девочек 8-9 лет, особенно в лобных областях, а самые низкие значения в альфа-диапазоне — у мальчиков 8-9 и 7-8 лет, также в лобных областях. Наиболее высокие показатели зарегистрированы у девочек 9-10 лет и мальчиков 10-11 лет в затылочных отведениях.
При сравнении средних значений коэффициентов соотношений частот по разным отведениям (табл. 5) выявляется преобладание величин в задних областях мозга, то есть в затылочных и теменных областях больше удельный вес высокочастотных составляющих, особенно в альфа-диапазоне.
Первичные результаты сравнения испытуемых разных возрастов были представлены в многочисленных таблицах типа 13-й в приложении. На основании их анализа сконструированы таблицы 3-4 и 9-10 в приложении, 6 и 7 в тексте.
Возрастные изменения по показателям спектральной плотности (СП) ЭЭГ указывают на то, что формирование электрической активности мозга в низко- и среднечастотных диапазонах у мальчиков и девочек различается (рисунки 1-4, интегральные таблицы 6 и 7). Существенные изменения у мальчиков наблюдались между периодами 7-8 и 8-9 лет и были максимально выражены в теменно-затылочных отведениях, в виде уменьшения амплитуды в широком диапазоне (от 3 до 12 Гц). В лобных областях уменьшение СП отмечалось в полосе 8-10 Гц. Изменения значений СП детей 9-10 лет по сравнению с предыдущим возрастом проявлялись в их увеличении преимущественно в полосе 9-12 Гц в теменно-затылочных и лобных зонах коры..
У девочек между периодами 7-8 и 8-9 лет различия выражены меньше, чем у соответствующих по возрасту групп мальчиков. Зато достаточно много значимых различий между возрастами 8-9 и 9-10 лет. Они выражены в лобных и теменных отведениях в виде увеличения СП в диапазоне от 8 до 12 Гц. В диапазоне 3-5 Гц в лобных областях наблюдается, наоборот, уменьшение показателей. У мальчиков этого же возраста изменения напоминают то, что у девочек, но в меньшем масштабе.
Обобщая это, можно заметить, что у мальчиков есть тенденция уменьшения амплитуд составляющих ЭЭГ в широкой полосе к 8-9 годам по сравнению с 7-8 годами, более выраженная по теменным и затылочным областям мозга. У девочек ярче проявляются повышения компонентов 8-12 Гц к 9-10 годам по отношению к 8-9 годам в лобных и теменных областях.
Из таблиц 6 и 7 также видно, что наиболее значимые изменения коэффициента соотношения частот происходят у девочек в период между 8-9 и 9-10 лет. Во всех областях мозга повышается удельный вес более высокочастотных компонентов ЭЭГ (в тета- и альфа- диапазонах). Сопоставление тенденций изменения показателей указывает на то, что есть связь между направлением изменения амплитуд тета- и альфа-ритмов и направлением изменения коэффициентов соотношения частот в тета- и альфа-диапазонах (табл.7, уменьшение/ увеличение удельного веса более высокочастотного компонента,). Это демонстрирует, что общая десинхронизация ритмов, связанная с возрастом 7-8,5 лет, происходит в большей степени за счет подавления более высокочастотных компонентов и в тета, и в альфа-диапазонах.