Индивидуальные различия системной дифференцированности корковых процессов как коррелят индивидуальных различий эффективности умственной деятельности, требующей дифференцирования сигналов

В исследованиях Д. А. Фарбер и В. И. Кирпичева (1985) изучались ЭЭГ корреляты успешности деятельности подростков (учащихся 6—7 классов) при выборе определенных букв в фрагментах таблиц Анфимова, содержащих 32 знака и предъявляемых тахистоскопически на 6 с. По результатам работы с этим корректурным тестом были выделены две группы подростков — наиболее и наименее успешные. Отметим, что выбор заданных букв в таблицах, содержащих многие другие знаки, предполагает их дифференцирование от других знаков таблицы и их выделение, говоря словами теории Уиткина, из включающего контекста. Т. о. успешность в данном виде деятельности явно связана со способностью к дифференциации сигналов, с дифференцированностью репрезентативных перцептивных структур субъекта.

Регистрировалась ЭЭГ покоя с закрытыми глазами и ЭЭГ при работе с таблицами — за каждые первые 5 с в пробах с правильным выполнением задания.

Полученные результаты показали, что: 1. В ЭЭГ покоя у наиболее успешных подростков альфа-ритм был дифференцирован по частоте в разных областях коры, тогда как у наименее успешных во всех отведениях регистрировался моночастотный альфа-ритм в диапазоне 10 Гц. 2. В покое у наименее успешных подростков имела место высокая степень общекорковой синхронизации биопотенциалов, тогда как у наиболее успешных синхронизация была более дифференцирована по областям и отдельным частотным составляющим альфа-ритма. 3. Сходная, хотя и менее выраженная картина различий по ЭЭГ показателям, имела место при работе с корректурными таблицами.

404

На основании полученных результатов авторы сделали вывод, что высокий общий уровень пространственной синхронизации потенциалов коры у подростков, наименее успешных в корректурном тесте, по-видимому, обусловлен генерализованным неспецифическим влиянием подкорковых структур мозга. А дифференцированная синхронизация отдельных ритмических составляющих между потенциалами различных областей мозга и наличие локализованных фокусов взаимосвязанной активности у подростков, наиболее успешных в корректурном тесте, свидетельствует о превалировании механизмов локальной управляемой активации, что обеспечивает более оптимальные условия организации умственной деятельности.

Т. к. данная умственная деятельность требует дифференцирования сигналов и выделения критериальных стимулов из включающего контекста, то естественно предполагать, что ее успешность должна зависеть от совершенства механизмов локальной активации и способности коры к формированию не широко генерализованных, но более узко локализованных фокусов взаимосвязанной активности. Это и было фактически показано в данном исследовании.

В работе А. В. Гладыша, А. С. Горева, Д. В. Фарбер (1995) сравнивались ЭЭГ показатели у двух групп детей 9 лет, различающихся по скорости дифференцирования перцептивных и семантических сигналов. Использовалась методика скоростной классификации колод карточек (глава IX), детали которой описаны в статье (Н. И. Чуприкова, Т. Н. Ратанова, 1995). Помимо заданий на скоростную классификацию дети выполняли еще одно задание, представляющее собой компьютерную игру, требовавшую проанализировать предъявленную на экране игровую ситуацию и принять решение на основе определенных критериальных признаков ключевых фигур. ЭЭГ регистрировалась в трех условиях: в покое, после команды «внимание» перед предъявлением на экране компьютера игровой ситуации и во время решения игровой задачи. ЭЭГ регистрировалась в 10 отведениях правого и левого полушарий. В суммарных ЭЭГ выделялись частотные диапазоны тета- и альфа-активности, которые в свою очередь подразделялись на поддиапазоны: 2 поддиапазона для тета- и 6 поддиапазонов для альфа-ритма. Определялись спектры мощности в каждом поддиапазоне и функции когерентности, характеризующие взаимосвязи между разными областями мозга отдельно для каждого из двух поддиапазонов тета- и для каждого из 6 поддиапазонов альфа-ритма.

По всем показателям ЭЭГ обнаружились очень значительные различия между детьми, показавшими высокую и низкую скорость дифференцирования сигналов в методике скоростной классификации.

405

В покое большие и значимые различия имели место по спектрограммам мощности большинства поддиапазонов тета- и альфа-ритма в большинстве отведений в пользу более высоких значений у группы детей, показавших большую скорость дифференцирования сигналов.

То же различие между группами сохранилось для ситуаций «Внимание» и «Компьютерная игра», хотя в этих условиях значимых различий по отдельным частотным поддиапазонам и по разным отведениям было меньше.

Но наиболее информативные данные были получены при сравнении системы связей между разными отведениями по разным частотным поддиапазонам. Так уже в ЭЭГ покоя у детей с высокой скоростью дифференцирования выявилась сложная система связей как в диапазоне тета-, так и в диапазоне альфа-ритма, тогда как у детей с низкой скоростью дифференцирования имели место только отдельные одиночные связи в тета-диапазоне.

В ситуации «Внимание» у детей с быстрым дифференцированием выявилась целая система связей областей правого и левого полушарий, взаимных связей всех каудальных отделов между собой и с центральной областью, причем разные поддиапазоны альфа-ритма оказывались вовлеченными в пространственно разные связи синхронизированной активности. У детей же с низкой скоростью дифференцирования система связей оказалась значительно более бедной: у них имелось только несколько отдельных связей в тета-диапазоне.

Аналогичная картина имела место в ситуации «Компьютерная игра». У детей с высокой скоростью дифференцирования были значительно лучше выражены межполушарные связи корковой активности, которые имели место во всех поддиапазонах альфа-ритма с определенной дифференциацией связей поддиапазонов в зависимости от отведений. А у детей с низкой скоростью дифференцирования межполушарных связей синхронизированной активности было меньше, и они в основном касались не альфа-, но более низкочастотного тета-ритма.

В целом для детей с высокой скоростью дифференцирования сигналов была характерна более сложная в топографическом отношении и более внутреннедифференцированная по отведениям и частотным поддиапазонам система межцентральной организации ЭЭГ как в покое, так и в ситуациях внимания и умственной деятельности, чем для детей с низкой скоростью дифференцирования. Это указывает на лучшую сформированность у них механизмов локальной управляемой активации.

Хотя у более старших детей и у взрослых в соответствии с тенденцией к минимизации размеров взаимодействующих корковых полей и к их системной реорганизации общая структура функциональной организации деятельности мозга, связанная с успешностью осуществления умственных

406

процессов, может оказаться иной, все же, по-видимому, вывод о решающей роли внутренней дифференцированности этой структуры должен остаться в силе применительно ко всем возрастам. Отметим в этой связи, что авторы, которые изучали связь характеристик ЭЭГ в предстимульном периоде с временем реакций выбора у взрослых людей, пришли к выводу, что для обеспечения быстрых реакций необходимо избирательное предстимульное повышение возбудимости только в некоторых проводящих афферентно-эфферентных путях при заторможенности других и что здесь важно не столько общее повышение синхронности корковых потенциалов, сколько определенное соотношение уровней скоррелированности между различными точками неокортекса (Т. А. Королькова, А. В. Кориневский, Я. А. Васильев, 1981; Я. А. Васильев, Т. А. Королькова, 1982).