Электроэнцефалографические корреляты мышления

Уже со времен первых, ставшими классическими, работ Бер­гера (1929), Эдриана и Мэтьюза (1934), хорошо известно, что ум­ственная деятельность вызывает устойчивую десинхронизацию аль­фа-ритма и что именно десинхронизация оказывается объективным показателем активации.

Ритмы ЭЭГ и мышление. Установлено, что при умственной деятельности происходит перестройка частотно-амплитудных па­раметров ЭЭГ, охватывающая все основные ритмические диапазо­ны от дельта до гамма. Так при выполнении мыслительных заданий может усиливаться дельта- и тета-активность. Причем усиление последней составляющей положительно соотносится с успешно­стью решения задач. В этих случаях тета-активность наиболее вы­ражена в передних отделах коры, которая соответствует по време­ни периодам наибольшей концентрации внимания человека при ре­шении задач и обнаруживает связь со скоростью решения задач. Следует подчеркнуть, однако, что разные по содержанию и сложности задания вызывают неодинаковые изменения тета-диапазона.

По данным ряда авторов, умственная активность у взрослых сопро­вождается повышением мощности бета-ритма, причем значимое уси­ление высокочастотной активности наблюдается при умственной де­ятельности, включающей элементы новизны, в то время как стерео­типные, повторяющиеся умственные операции, сопровождаются ее снижением. Установлено также, что успешность выполнения вербаль­ных заданий и тестов на зрительно-пространственные отношения ока­пывается положительно связанной с высокой активностью бета-ди-.шазона ЭЭГ левого полушария. По некоторым предположениям эта активность связана с отражением деятельности механизмов сканиро­вания структуры стимула, осуществляемой нейронными сетями, про-IIуцирующими высокочастотную активность ЭЭГ.

Динамика альфа-активности при умственной деятельности имеет сложный характер. При анализе альфа-ритма в последнее время при­нято выделять три (иногда две) составляющие: высоко-, средне- и низкочастотную. Оказывается, что эти субкомпоненты альфа-ритма по-разному связаны с умственной деятельностью. Низкочастотный и высокочастотный альфа-ритм в большей мере соотносится с когнитив­ными аспектами деятельности, тогда как среднечастотный альфа-ритм в основном отражает процессы неспецифической активации.

Пространственно-временная организация ЭЭГ и мышление. Изменения биоэлектрической активности мозга в процессе мыс­лительной деятельности, как правило, имеют зональную специ­фику. Другими словами, ритмы ЭЭГ в различных зонах коры по-разному ведут себя при решении задач. Существует несколько спо­собов оценить характер пространственно-временной организации ЭЭГ в процессе решения задач.

Одним из наиболее распространенных способов является иссле­дование дистантной синхронизации биопотенциалов и когерентно­сти спектральных составляющих ЭЭГ в разных зонах мозга (Лива­нов, 1977). Известно, что для состояния покоя обычно характерен не­который средний уровень синхронности и когерентности ЭЭГ, ко­торый отражает активное поддержание межзональных связей и то­нуса зон коры в покое. При предъявлении заданий эти типичные для покоя межзональные отношения существенно меняются.

Установлено, что при умственной деятельности происходит рез­кое увеличение числа участков коры, корреляционная связь меж­ду которыми по различным составляющим ЭЭГ обнаруживает вы­сокую статистическую значимость. При этом, однако, в зависи­мости от характера задачи и избранного показателя картина меж­зональных отношений может выглядеть по-разному. Например, при решении как вербальных, так и арифметических задач возраста­ет степень дистантной синхронизации биопотенциалов в лобных и центральных отделах левого полушария, но помимо этого при ре­шении математических задач возникает дополнительный фокус ак­тивации в теменно-затылочных отделах.

Меняется степень пространственной синхронизации биопотен­циалов и в зависимости от степени алгоритмизации действия. При выполнении легкого по алгоритму действия возрастает степень син­хронизации в задних отделах левого полушария, при трудном алгоритмическом действии фокус активации перемещается в передние зоны левого полушария.

Более того, характер межзональных отношений существенно за­висит от того, какую стратегию реализует человек в процессе ре­шения задачи. Например, при решении одной и той же математи­ческой задачи разными способами, арифметическим или простран­ственным, фокусы активации располагаются в разных участках ко­ры. В первом случае — в правой префронтальной и левой теменно-височной, во- втором — сначала в передних, а затем задних отделах правого полушария. По другим данным при последователь­ном способе обработки информации (сукцессивном) наблюдается преимущественная активация передних зон левого полушария, при целостном схватывании (симультанном) — тех же зон правого по­лушария. Заслуживает также внимания и тот факт, что межзональ­ные отношения изменяются в зависимости от степени оригиналь­ности решения задачи. Так, у испытуемых, использующих стандарт­ные приемы решения, преимущественно преобладает активность левого полушария, напротив, у испытуемых, которые применяют нестандартные (эвристические) решения, характерно преоблада­ние активации в правом полушарии, наиболее сильное в лобных от­делах, причем как в покое, так и при решении задачи.