психофизиологические корреляты интеллекта и мотивации

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РФ
Федеральное агентство по образованию
государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«РОСТОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»
На правах рукописи
ШЕВЧЕНКО Ирина Геннадиевна
ПСИХОФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ КОРРЕЛЯТЫ ИНТЕЛЛЕКТА И
МОТИВАЦИИ ДОСТИЖЕНИЯ У БЛИЗНЕЦОВ (ЭЭГ И СОБЫТИЙНО-СВЯЗАННЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ)
Специальность 19.00.02 – «Психофизиология»
(психологические науки)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата психологических наук
Ростов-на-Дону
2006
2
Работа выполнена на кафедре психофизиологии и клинической психологии факультета психологии Ростовского государственного университета
Научный руководитель –
доктор биологических наук, профессор,
член-корреспондент РАО
Ермаков Павел Николаевич
Официальные оппоненты:
доктор психологических наук, профессор
Измайлов Чингис Абильфазович;
кандидат психологических наук, доцент
Эксакусто Татьяна Валентиновна
Ведущая организация –
Ростовский государственный
педагогический университет
Защита состоится 20 июня 2006 года в 15.30 часов на заседании диссертационного совета Д-212.208.04 по защите диссертаций на соискание ученой степени кандидата психологических наук в Ростовском государственном университете по адресу: 344038, г. Ростов-на-Дону, пр. Нагибина, 13, факультет психологии, ауд. 222.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Ростовского государственного университета по адресу: 344006, г. Ростов-на-Дону, ул. Пушкинская,
148.
Автореферат разослан 18 мая 2006 года.
Ученый секретарь
диссертационного совета,
кандидат психологических наук,
доцент
Тащёва А.И.
3
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность исследования. Одним из спорных вопросов в психологии,
вызывающим достаточно напряженную дискуссию, до сих пор остается вопрос
о природе интеллекта. Несмотря на то, что интеллект исследуется в течение
долгих лет, много в этой области сомнительного и противоречивого. Так, до
сих пор ученые не пришли к общему выводу о том, как измерять интеллект;
существуют или отсутствуют расово-этнические различия вариативности показателя интеллекта; что влияет больше на развитие интеллекта: наследственность или окружающая среда; как интерпретировать связь событийносвязанных ЭЭГ потенциалов с интеллектом; является ли интеллект психометрическим показателем и имеет ли он прямые биологические корреляты [Фингелькурц А.А., 2001; Холодная М. А., 2002; Стернберг Р., 2002; Jensen A., 2000;
Hunt E., 2000; Plomin R., 2003].
В исследовательских целях понятие интеллекта принято рассматривать
как «общую познавательную способность» [Дружинин В.Н., 1999; Galton F.,
1873; Jensen A., 1987, 2000; Gottfredson L., 2004]. Сложные когнитивные процессы (например, абстрактное мышление) более показательны для этой способности. Эта способность включает в себя умение мыслить, планировать, решать
проблемы, а также абстрактное мышление, постижение сложных понятий, умение быстро обучаться и способность обучаться на основе прошлого опыта.
Мышление подразумевает не просто книжные знания, узкие академические
способности, но более широкое и более глубокое понимание окружения (среды)
[Plomin R., 1999].
Индивидуальные различия по уровню психометрического интеллекта в
целом и отдельным его составляющим имеют существенную генетическую
обусловленность. Исследования в области генетики поведения указывают на то,
что генетические и средовые факторы, а также их взаимодействие играют важную роль в познавательной деятельности человека [Равич-Щербо И.В., 2000;
4
Егорова М.С., 2004; Posthuma D., 2000; Geus E. De, 2000; Maccoby E., 2000;
Boomsma D., 2002; Plomin R., 2003].
Х.Хекхаузеном была высказана мысль, что, начиная с определенного (высокого) уровня природных способностей, улучшение интеллектуальных достижений проявляется в большей степени благодаря росту силы мотивации [Хекхаузен Х., 2001].
Понятие мотивации достижений имеет не только психологическую [Гордеева Т.О., 2002; Хекхаузен Х., 2001; MacClelland D., 1972; Thrash T.M., Elliot
A.J., 2002], но и физиологическую основу [Анохин П.К., 1979; Симонов П.В.,
1987; Судаков К.В., 2004; Костандов Э.А., 2004]. Согласно пейсмекерной теории мотивации П.К. Анохина, любая мотивация обусловлена соответствующей
потребностью и носит системный характер [Анохин П.К., 1979]. Потребность
трансформируется посредством нервных и гуморальных факторов в возбуждение гипоталамических центров. В зависимости от факторов окружающей среды
кора может как тормозить, так и дополнительно возбуждать гипоталамические
центры мотиваций.
Наибольший интерес представляют психогенетические исследования
близнецов для обнаружения генотип-средовой детерминации психофизиологических характеристик [Равич-Щербо И.В., 2000; Малых С.Б., 2000, 2004; Егорова М.С., 2004; Александров А.А., 2004; Duncan J., 2000; Luciano M., 2001;
Boomsma D., 2002; Plomin R., 2003].
В настоящее время остаются малоизученными психофизиологические
корреляты взаимосвязи психометрического интеллекта и мотивации достижения, а также их генотип-средовая детерминация.
Целью данной работы является исследование изменения спектральных
характеристик электроэнцефалограммы и параметров событийно-связанных
потенциалов близнецов в зависимости от актуализации мотивации достижения
и уровня психометрического интеллекта.
5
Предметом исследования являются амплитудно-временные характеристики компонентов событийно-связанных потенциалов, пространственная организация корковой электрической активности, генотип-средовая детерминация
взаимосвязи психометрического интеллекта и амплитудно-временных параметров компонента Р300 в зависимости от актуализации мотивации достижения
обследуемых.
Объектом исследования стали 134 человека. Выборка делилась на 3
группы: экспериментальную группу (53 пары близнецов, из них 27 монозиготных пар (МЗ), 16 однополых дизиготных пар (ДЗ) близнецов и 10 пар разнополых дизиготных близнецов); первую контрольную группу (25 одиночнорожденных обследуемых) и вторую контрольную группу (3 одиночнорожденных обследуемых). Первая контрольная группа была сформирована для прослеживания наличия-отсутствия близнецового эффекта, а вторая – для наблюдения возможного эффекта габитуации. Возрастной диапазон обследованных
был от 8 до 27 лет.
В эксперименте участвовали обследуемые без отклонений в состоянии
здоровья, с нормальным слухом, подписавшие добровольное согласие на участие в исследовании.
Гипотезы исследования:
1. Уровень интеграции корковых зон, а также амплитуда и латентность компонентов N200 и P300 событийно-связанных потенциалов могут быть связаны с
уровнем психометрического интеллекта и с актуализацией мотивации стремления к успеху или избегания неудачи.
2. Актуализация мотивации стремления к успеху или избегания неудачи может быть связана с изменением соотношения генотип-средовых детерминант
фенотипической дисперсии амплитудно-временных параметров компонента
P300 разных корковых зон.
3. Существует наследственная обусловленность взаимосвязи психометрического интеллекта и амплитудно-временных характеристик компонента P300.
6
Задачи исследования.
Теоретические задачи:
1. Провести теоретический анализ исследований событийно-связанных потенциалов, психометрического интеллекта и мотивации достижения.
2. Проанализировать основные результаты психогенетических исследований
событийно-связанных потенциалов и психометрического интеллекта.
3. Рассмотреть возможности применения методов анализа электрической активности мозга для изучения психофизиологических коррелятов интеллекта и мотивации достижения.
Эмпирические задачи:
4. Провести близнецовое исследование событийно-связанных потенциалов во
взаимосвязи с уровнем интеллекта и мотивации достижения.
5. Исследовать основные результаты диагностики психометрического интеллекта и мотивации достижения у близнецов и в контрольной группе.
6. Проанализировать взаимосвязь амплитуды и латентности компонентов
N200 и P300 событийно-связанных потенциалов с уровнем психометрического интеллекта обследуемых.
7. Провести анализ пространственной и спектральной организации корковой
электрической активности во взаимосвязи с уровнем интеллекта и мотивации достижения.
8. Исследовать изменения амплитудно-временных характеристик компонентов событийно-связанных потенциалов во взаимосвязи с уровнем интеллекта и мотивации достижения, а также их генотип-средовую детерминацию.
Методологическими и теоретическими предпосылками исследования
выступили: теории психометрического интеллекта [Дружинин В.Н., 1999; Холодная М.А., 2002; Jensen A., 2000, 2002; Koenen K., 2003; Gottfredson L., 2004];
теории, акцентирующие внимание на корреляции объема мозга и фактора G
[Jensen A., 2000; Tan U., 2000; Thompson P., 2001; Posthuma D., 2002]; психоге-
7
нетические исследования интеллекта [Равич-Щербо И.В., 2000; Воробьева Е.В.,
2003; Егорова М.С., 2004; Duncan J., 2000; Bouchard T., 2001; Luciano M., 2001;
Wright M., 2001; Boomsma D., 2002; Plomin R., 2003]; теории мотивации достижения [Леонтьев А.Н., 1976; Гордеева Т.О., 2002; Хекхаузен Х., 2001; MacClelland D., 1972]; психофизиологические теории мотивации [Анохин П.К., 1979;
Симонов П.В., 1987; Судаков К.В., 2003; Измайлов Ч.А., 2004; Костандов Э.А.,
2004]; сложившиеся подходы к интерпретации событийно-связанных потенциалов мозга и ЭЭГ [Данилова Н.Н., 2002; Гнездицкий В.В., 2003; Кирой В.Н.,
Ермаков П.Н., 2004; Sutton S., 1965; Polich J., 1992; Hruby T., 2003; Debener S.,
2005; Patel S., 2005].
Методы исследования: лабораторный эксперимент, регистрация электроэнцефалограммы и событийно-связанных потенциалов (Р300), классический
близнецовый метод, анкетирование, тестирование.
Для регистрации ЭЭГ и событийно-связанных потенциалов применялся
сертифицированный электроэнцефалограф «Энцефалан» версия «Элитная-М»
5.4-10-2.0 (13.02.2004), производства МТБ «Медиком» г. Таганрог. Регистрация
осуществлялась в изолированном помещении. Запись ЭЭГ проводилась по
стандартной процедуре с регистрацией фона, проб с открыванием и закрыванием глаз.
Исследование слуховых Р300 проходило в три этапа. На первом этапе регистрировалась волна Р300 по «odd-ball» парадигме – обследуемым необходимо
было реагировать на значимый звуковой стимул (стимул-цель), давая моторный
ответ (нажимать на кнопку).
На втором этапе, перед регистрацией слуховых Р300, экспериментатором
давалась инструкция по актуализации мотивации достижения успеха (материальное вознаграждение). Далее запись событийно-связанных потенциалов проходила как и в первом случае.
На третьем этапе, перед регистрацией волны Р300, экспериментатором
давалась инструкция по актуализации мотивации избегания неудачи (предпола-
8
гаемый удар током). Далее запись событийно-связанных потенциалов проходила по методике «odd-ball».
В режиме постреальной обработки участки ЭЭГ, соответствующие трем
пробам, подвергались стандартным процедурам межцентрального когерентного, кросс-спектрального, кросс-корреляционного анализа и анализа мощности.
Методический инструментарий был следующим: опросник зиготности
близнецов и анкета, направленная на выявление различий в родительских установках по воспитанию близнецов [Талызина Н.Ф., Кривцова С.В., Мухаматуллина Е.А., 1991]; тест мотивации достижения [Мехрабиан А., 2001]; прогрессивные матрицы [Равен Дж., 1996].
Коэффициент наследования высчитывался по следующим формулам
[Plomin R., 1994]:
h2=2(rMZ – rDZ) – генетический компонент фенотипической дисперсии;
c2=rMZ – h2 – общесредовой компонент фенотипической дисперсии;
e2=1 – (c2+h2) – индивидуально-средовой компонент фенотипической дисперсии.
Достоверность полученных результатов обеспечивалась использованием методов математической статистики: корреляционного анализа по Спирмену, теста на определение значимости различий между двумя коэффициентами
корреляции, критерия Фридмана, U-критерия Манна-Уитни. Компьютерная обработка результатов проводилась по программам Statistica 6.0 и NCSS 2000 –
PASS 2000.
Положения, выносимые на защиту:
1. Выделение групп по уровню развития психометрического интеллекта
(низкий, средний, высокий) позволяет установить межгрупповые различия
в уровне синхронизации электрической активности мозга. Наиболее высокая синхронизация электрической активности всех зон коры головного
мозга соответствует среднему уровню психометрического интеллекта.
9
2. Актуализация мотивации стремления к успеху в условиях психофизиологического эксперимента связана с усилением внутриполушарных связей в
левом полушарии. При актуализации мотивации избегания неудачи уровень корковой синхронизации связан с уровнем психометрического интеллекта.
3. Психофизиологическими коррелятами мотивации достижения успеха является увеличение амплитуды компонентов N200 и P300, а мотивации избегания неудачи – снижение латентности компонентов N200 и P300 во
фронто-центральных отведениях.
4. Генетический
компонент
фенотипической
дисперсии
амплитудно-
временных характеристик компонента P300 наиболее выражен во фронтоцентральных отведениях; в стандартных условиях регистрации событийносвязанных потенциалов – в правом полушарии, при актуализации мотивации стремления к успеху – в левом.
5. Наследственная обусловленность взаимосвязи показателей IQ и амплитудно-временных характеристик компонента Р300 наиболее высока во фронтальной области, причем, по амплитуде волны Р300 наиболее высокий генетический компонент дисперсии наблюдается в левой гемисфере, а по латентности – в правой.
Научная новизна. В работе впервые с использованием близнецового метода изучена взаимосвязь психологических и психофизиологических коррелятов психометрического интеллекта и мотивации достижения, а именно, описаны особенности амплитудно-временных параметров когнитивного компонента
Р300 в связи с уровневыми характеристиками психометрического интеллекта и
мотивации достижения. Впервые изучена динамика амплитудно-временных характеристик компонента Р300 событийно-связанных потенциалов, соответствующая актуализации мотивации стремления к успеху или избегания неудачи.
Выявлено соотношение генотип-средовых факторов, определяющих взаимо-
10
связь показателя психометрического интеллекта и амплитудно-временных характеристик компонента P300 событийно-связанных потенциалов.
Теоретическая и практическая значимость исследования. Исследование психофизиологических коррелятов психометрического интеллекта и мотивации достижения, проведенное с использованием близнецового метода, позволяет по-новому взглянуть на связь между психологическими и психофизиологическими характеристиками данных признаков и их генотип-средовую детерминацию. Выявленные особенности электрической активности мозга и событийно-связанных потенциалов у людей с различными уровневыми характеристиками психометрического интеллекта и мотивации достижения могут служить для диагностики и прогнозирования успешности в учебной и профессиональной деятельности. Полученные данные о генотип-средовой детерминации
характеристик когнитивной деятельности при актуализации мотивации достижения могут найти применение в работе практических психологов по разработке тренинга мотивации достижения, в организации консультативной и психолого-просветительской работы с детьми с разным уровнем интеллектуальных
способностей и мотивации достижения.
Апробация работы. Основные результаты исследования были представлены на сессиях Недели науки сотрудников, аспирантов и студентов РГУ (Ростов-на-Дону, 2004 и 2005), на заседаниях кафедры психофизиологии и клинической психологии факультета психологии РГУ (2004-2006).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 5 работ, из них 3 статьи, общий объем публикаций – 1,35 усл. печ. листа.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 3
глав, обсуждения результатов, заключения, списка литературы (255 источников, из них 181 – на английском языке, 5 – на испанском и 3 – на французском),
26 приложений и списка сокращений. Основное содержание работы отражено
на 152 страницах. Диссертационное исследование проиллюстрировано 27 таблицами и 34 рисунками. Общий объем работы – 238 страниц.
11
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность проблемы исследования; определяются цель исследования, его предмет, объект; формулируются гипотезы
и задачи; определяются методы исследования; раскрываются новизна, теоретическая и практическая значимость; выдвигаются положения, выносимые на защиту.
В первой главе «Теоретический обзор исследований событийносвязанных потенциалов, психометрического интеллекта и мотивации достижения» последовательно обсуждается ряд вопросов.
В первом параграфе «Психогенетика и психофизиология интеллекта»
рассмотрены биологические корреляты интеллекта и его генотип-средовая детерминация. Так, на основе теоретического анализа были выявлены такие биологические корреляты психометрического интеллекта, как древовидное разветвление нейронов кортекса [Ceci S., 1990], глюкозный метаболизм мозга
[Haier R., 1993], вызванные потенциалы [Caryl P., 1994], скорость нервной проводимости [Reed T., Jensen A., 1992; Andres-Pueyo А. et al., 1999], внутричерепной объем [Jensen A., 1998; Tan U., 1999; Thompson P. et al., 2001; Posthuma D. et
al., 2002], время принятия решения [Kranzler J., Jensen A., 1989; Bates T., Eysenck H., 1993; Deary I., 1993].
В ходе теоретического анализа исследований, посвященных изучению генотип-средовой детерминации психометрического интеллекта, сделан вывод о
том, что более чем половина индивидуальных различий по тестам IQ у взрослых обусловлена влиянием генетических факторов [McGue M., 1981; Plomin R.,
1999; Boomsma D., 2001; Bouchard T., 2001]. Описаны современные представления о соотношении факторов генотипа и среды, а также их взаимодействия в
фенотипической вариативности психометрического интеллекта: наличие генетических корреляций между IQ и временем сложной сенсомоторной реакции
[Luciano M. et al., 2001], влияние генетических факторов на кортикальные
структуры речевых зон Брока и Вернике [Thompson P. et al., 2001], детермина-
12
ция генетическими факторами большинства индивидуальных различий мозга в
целом (90%), объема серого (82%) и белого (88%) вещества [Boomsma D. et al.,
2001], генетическая детерминация морфологии фронтальной и речевой коры
[Thompson R. et al., 2001]. Рассмотрены средовые влияния на ментальную деятельность и поведение: влияние диет на настроение и поведение [Kaplan J. et al.,
1994; Wardle J., 1995; Heseker H. et al., 1995; Breakey J., 1997], влияние насилия
в семье на объем мозга [Koenen K., 2003].
Во втором параграфе «Психологические и психофизиологические аспекты мотивации достижения» рассмотрены психологические теории мотивации достижения: мотивация достижения зависит от благоприятных условий
воспитания и благополучной среды [MacClelland D., 1972], влияние родителей
и окружающей среды на формирование мотивации достижения [Хекхаузен X.,
2001], мотивация достижения зависит от степени неудовлетворенности одними
и степени удовлетворенности другими условиями труда и вознаграждения
[Herzberg F., 1991], ожидание вознаграждения активизирует поведение [Vroom
V., 1982].
Проведен анализ психофизиологических концепций мотивации: теория
функциональных систем [Анохин П.К., 1979], пейсмекеры доминирующей мотивации [Судаков К.В., 1992], гипоталамическая теория мотивации [Stellar E.,
2002], теория мотивации как активности, зависящей не только от параметров
внешней среды, но и от внутренних целей человека или животных [Симонов
П.В., 1978; Судаков К.В., 1998; Ониани Т.Н., 2002; Костандов Э.А., 2004].
В третьем параграфе «Вызванные потенциалы как индикаторы когнитивной нагрузки» на основе теоретического анализа проблемы электрической активности мозга было установлено, что кортикальные нейроны способны
генерировать периодические ритмы [Llinás R. et al., 1991; Muramoto K. et al.,
1993], эти ритмы могут распространяться через кортико-кортикальные связи, а
также, в частности, посредством транскаллозальных связей [Nuñez A. et al.,
1992], симметричные кортикальные области действуют совместно друг с дру-
13
гом как в течение сенсорной стимуляции, так и в течение сна [Bremer F., 1999],
также рассмотрены методы обработки электрического сигнала: анализ когерентности, кросс-корреляционный анализ, кросс-спектр и спектр мощности.
В ходе теоретического анализа литературы описаны современные представления о когнитивных вызванных потенциалах. Сделаны выводы о том, что
наиболее изучаемой является когнитивная волна Р300 [Kolev V., 1997; Bledowski Ch., 2004; Patel Salil H. et al., 2005 etc.], волна Р300 извлекается с помощью «odd-ball» парадигмы [Sutton S. et al., 1965; Squires K. et al., 1976] и ее амплитудно-временные характеристики изменяются в зависимости от расположения электродов на скальпе [Kolev V. et al., 1997; Hruby T., 2003], от когнитивных процессов и внутренних состояний [Костандов Э.А., 2004], при колебаниях
внимания [Dean Salisbury F. et al., 2002], в процессе взросления [Гнездицкий
В.В., 2003; Polich J., 1991; Hruby T., 2003]. Латентность Р300 соответствует скорости когнитивной переработки, а амплитуда указывает на размещение мозговых энергетических ресурсов [Kok A., 1997]. Также рассмотрены основные теории происхождения волны Р300 и ее амплитудно-временных характеристик:
Р300 отражает нервную активность, включенную в смену представления [Donchin E., Coles M., 1988], Р300 отражает неожиданность, связанную с явлением
нечастого стимула [Squires K. et al., 1975], волна Р300 отражает реакцию чрезмерной активации, вызванной частыми элементарными стимулами [Verleger R.,
1988, 1999].
Во второй главе «Экспериментальное исследование событийносвязанных потенциалов близнецов и одиночнорожденных во взаимосвязи с
уровнем интеллекта и мотивации достижения» описаны этапы и общая процедура исследования, методы и методики исследования психофизиологических
коррелятов психометрического интеллекта и мотивации достижения и их генотип-средовой детерминации, а также методы математической обработки данных.
14
В первом параграфе «Цели, задачи и гипотезы исследования» определяются цель исследования, его предмет, объект; формулируются гипотезы и задачи.
Во втором параграфе «Описание выборки обследуемых» дается общая
характеристика объекта исследования. В исследовании (февраль-апрель 2005г.)
приняли участие 53 пары близнецов, из них 27 монозиготных пар, 16 однополых дизиготных пар близнецов и 10 пар разнополых дизиготных. Были сформированы также две контрольные группы из одиночнорожденных обследуемых
(25 и 3 обследуемых соответственно). Возрастной диапазон обследованных был
от 8 до 27 лет.
В третьем параграфе «Описание процедуры и методов исследования»
описаны процедура исследования и электрофизиологический метод регистрации событийно-вызванных потенциалов, определены методики изучения психометрического интеллекта и мотивации достижения, описаны методы математической обработки данных.
В третьей главе «Результаты экспериментального исследования»
представлены анализ и интерпретация результатов проведенного исследования.
В первом параграфе «Анализ данных опросника зиготности и анкеты,
направленной на выявление различий в родительских установках по воспитанию близнецов» приведены результаты анализа по выявлению зиготности
близнецов и равенству сред монозиготных и дизиготных близнецов. Проведенный анализ показал высокую надежность методики по выявлению зиготности
близнецов и наличие равенства сред монозиготных и дизиготных близнецов.
Второй параграф третьей главы «Анализ данных диагностики психометрического интеллекта и мотивации достижения» содержит результаты исследования психометрического интеллекта и имплицитной (самоприписываемой) мотивации достижения. Анализ распределения показателей IQ на
выявление близнецового эффекта (который заключается в том, что у близнецов
наблюдается задержка в развитии по сравнению с одиночнорожденными деть-
15
ми и уровень интеллекта смещается к меньшим показателям) показал, что оно
соответствует нормальному распределению Гаусса. И, следовательно, полученные результаты можно перенести на генеральную совокупность.
При сопоставлении уровней психометрического интеллекта и мотивации
достижения выявлено, что у обследуемых с высоким уровнем психометрического интеллекта преобладает мотивация стремления к успеху, и, наоборот, у
обследуемых с низким уровнем психометрического интеллекта наблюдается
преобладание мотивации избегания неудачи.
Третий параграф «Зависимость амплитуды компонентов N200 и P300
от возраста». В ходе анализа амплитудно-временных характеристик показателей N200 и Р300 выявлено, что амплитуда компонентов N200 и Р300 значительно выше у обследуемых до 18 лет и латентный период короче, чем у обследуемых после 18 лет [см. Таблицу 1].
Таблица 1
Средние значения амплитуды и латентности N200 и P300 в зависимости от возраста
Обследуемые
До 18 лет
N200 амп
(мкВ)
-9.17±0.88
P300 амп
(мкВ)
9.48±0.28
N200 лат
(мс)
296±13.17
P300 лат
(мс)
394±14.62
После 18 лет
-5.87±0.62
6.13±0.55
302±17.9
406±19.6
Статистическая обработка данных показала, что значимые различия по
амплитуде N200 наблюдаются во всех отведениях, кроме Fp2 и Fz. Амплитуда
когнитивного компонента P300 значимо различается в двух возрастных группах
во всех 21 отведениях. Латентный период компонента N200 значимо различается в отведениях Т5 и Р3. Латентность Р300 не имеет значимых различий в данных двух возрастных группах.
Четвертый параграф «Зависимость амплитуды компонентов N200 и
P300 от уровня IQ». При сравнении параметров событийно-связанных потенциалов с уровнем IQ было обнаружено, что в экспериментальной и контроль-
16
ной группах превышение среднегруппового уровня амплитуды компонентов
N200 и Р300 наблюдается практически у всех обследуемых с низким уровнем
IQ, а также у некоторых обследуемых со средним уровнем IQ. У обследуемых с
высоким уровнем IQ и у большинства обследуемых со средним уровнем IQ обнаружена тенденция к снижению амплитуды N200 и Р300 по сравнению со
среднегрупповыми показателями.
В ходе корреляционного анализа в группе с низким уровнем IQ были получены следующие значимые корреляции показателей IQ и амплитуды компонента P300 в отведениях: F3 (0.89, p= 0.02), P3 (0.86, p= 0.01), Pz (0.76, p= 0.04),
O1 (0.86, p= 0.01), а в группе со средним уровнем интеллекта обнаружена значимая корреляционная связь показателей IQ и амплитуды P300 в отведении Pz
(-0.66, p= 0.01). Результаты корреляционного анализа позволяют судить об увеличении амплитуды компонента Р300 у обследуемых с низким уровнем IQ, в то
время, как у обследуемых со средним уровнем IQ наблюдается обратная зависимость, т.е. снижение амплитуды.
В зависимости от актуализации мотивации достижения было обнаружено,
что при актуализации мотивации избегания неудачи (внушаемый удар током) у
обследуемых наблюдается более выраженная тенденция к увеличению амплитуды компонентов N200 и Р300 и сокращению латентного периода, чем при актуализации мотивации стремления к успеху (денежное вознаграждение).
Пятый параграф «Анализ результатов контрольной группы на действие фактора габитуации». Признаком габитуации к стимулу является
уменьшение реакции на повторяющиеся раздражители, т.е. постепенное
уменьшение амплитуды событийно-связанных потенциалов от первой пробы к
последующим пробам. В ходе анализа результатов данной контрольной группы
выявлено, что амплитуда и латентность компонентов N200 и P300, хотя и меняют свои значения при повторе функциональной пробы, несмотря на это, в
конце эксперимента приобретают свои первоначальные или близкие к этому
17
значения. Таким образом, можно говорить об отсутствии проявления эффекта
габитуации в данном эксперименте.
Шестой параграф «Анализ когерентности, кросс-корреляций, кроссспектра и спектра мощности в каждой функциональной пробе». При сопоставлении данных изменения электрической активности мозга в соответствии с
уровнем IQ было обнаружено, что у обследуемых с высоким уровнем IQ электрическая активность мозга достаточно высоко синхронизирована, а также наблюдается увеличение мощности по отношению к фону во всех областях мозга.
У обследуемых с регистрируемым средним уровнем IQ наблюдалось увеличение числа межполушарных и средних когерентных связей по сравнению с
высоким уровнем IQ. Электрическая активность мозга у данной группы обследуемых высоко синхронизирована для всех ритмических составляющих как
внутри полушарий, так и между ними. Как и в группе с высоким уровнем IQ, у
данных обследуемых наблюдалось увеличение мощности во всех областях мозга.
В группе обследуемых с низким уровнем IQ наблюдалось снижение межцентральной интеграции, а также было выявлено увеличение мощности в темпоро-парието-окципитальных областях, особенно в θ диапазоне.
Таким образом, для обследуемых со средним уровнем IQ характерна высокая степень пространственной синхронизации электрической активности
мозга; во всех ритмах достаточно полно представлены все короткие когерентные связи, а также наблюдается увеличение количества средних и межполушарных когерентных связей, что создает оптимальные условия для интеллектуальной активности. Можно говорить и о наличии «глобальной синхронизации»
с более высокочастотными ритмами, которые и представляют собой фактическую обработку.
При изучении изменения уровня когерентности в соответствии с актуализацией мотивации достижения успеха или мотивации избегания неудачи обнаружено, что при актуализации мотивации достижения успеха практически у
18
всех обследуемых наблюдается усиление пространственной синхронизации
(когерентности) электрической активности в левом полушарии, а при актуализации мотивации избегания неудачи количество межцентральных когерентных
связей в правом и левом полушариях примерно одинаковое.
В седьмом параграфе «Анализ психофизиологических характеристик
и наследуемости компонентов N200 и Р300» при сравнении амплитудновременных характеристик компонентов N200 и Р300 в пробах с актуализацией
мотивации стремления к успеху и избегания неудачи с данными психологической диагностики мотивации достижений было выявлено, что при актуализации
мотивации избегания неудачи у обследуемых с регистрируемой мотивацией
стремления к успеху наблюдается увеличение амплитуды позитивного компонента Р300. При этом у обследуемых с регистрируемой мотивацией избегания
неудачи – снижение амплитуды негативного компонента N200. Как было ранее
исследовано, амплитуда имеет тенденцию к снижению при усложнении когнитивной стратегии, что связано с правильностью извлечения события из памяти
[Fabiani M., 1986], а также при возрастании умственной нагрузки [Baldwin C.L.,
Coyne J.T., 2003]. Согласно этому можно предположить, что для обследуемых с
низким уровнем развития мотивации достижения ситуация, дающая возможность избегать неудачи, является наиболее оптимальной для решения когнитивных заданий.
В ходе психогенетической обработки данных было выявлено, что более
высоко наследственно детерминированной характеристикой компонента Р300
является латентность (по сравнению с амплитудой). Причем при обычной когнитивной нагрузке вариативность латентности компонента Р300, полученного
для отведений правого полушария, содержит значимый генетический компонент, а при активации мотивации достижения успеха перед когнитивной нагрузкой значимый генетический компонент содержит вариативность латентности компонента Р300, полученного для отведений левого полушария.
19
Амплитуда компонента P300 в пробе «odd-ball» имеет наиболее выраженный генетический компонент дисперсии во фронто-центральных отведениях, при актуализации мотивации достижения оценка генетического компонента
дисперсии во фронто-центральных отведениях возрастает.
Корреляция показателя IQ с амплитудой и латентностью компонента
Р300 рассматривается как интегративный психофизиологический показатель
интеллектуальной продуктивности обследуемого при выполнении когнитивной
задачи обнаружения значимого стимула. При психогенетическом анализе данной связи было выявлено, что наследуемость взаимосвязи IQ-амплитуда и латентность Р300 наиболее высока во фронтальной области, причем, по амплитуде компонента Р300 – слева, а по латентности – справа.
В обсуждении результатов изложены результаты психофизиологического исследования и их интерпретация, суть которых приводится в выводах.
В заключении подводятся итоги исследования и приводятся основные
выводы:
1. Установлено, что оптимальным уровнем IQ для решения когнитивных
задач (различение стимула-цели с регистрацией эндогенной волны P300) является средний уровень IQ. У обследуемых со средним уровнем развития психометрического интеллекта наблюдается пространственная синхронизация электрической активности мозга как внутри полушарий, так и между ними, что создает оптимальные условия для интеллектуальной активности.
2. Выявлено, что при актуализации мотивации достижения успеха или
мотивации избегания неудачи наблюдаются изменения уровня пространственной синхронизации электрической активности мозга. Так, при актуализации
мотивации достижения успеха происходит усиление функциональной интеграции в левом полушарии, а при актуализации мотивации избегания неудачи –
функциональная интеграция правого и левого полушарий примерно одинаковая. Это может свидетельствовать о том, что при актуализации мотивации достижения успеха наблюдается высокая синхронизация электрической активно-
20
сти мозга в левом полушарии, что оказывает влияние на усиление активизации
процессов логического мышления и планирования, направленных на получение
результата, а при мотивации избегания неудачи наблюдается взаимодополняемость работы обоих полушарий с целью не допустить ошибки при выполнении
задания.
3. Показано, что в процессе актуализации мотивации достижения у большинства обследуемых установлены значимые различия амплитудно-временных
характеристик событийно-связанных потенциалов зон мозга, соответствующих
цитоархитектоническим полям, которые отвечают за слуховое восприятие, за
активацию мышечного тонуса, за зрительное представление и познавательную
способность (1, 2, 3, 41, 42 и 47 поля по Бродману).
4. Выявлены изменения амплитудно-временных характеристик компонентов N200 и P300 при актуализации в условиях эксперимента мотивации
стремления к успеху или избегания неудачи. При актуализации мотивации избегания неудачи наблюдается тенденция к увеличению амплитуды компонентов N200 и Р300 и сокращение латентного периода.
5. Обнаружено изменение амплитуды и латентности N200 и P300 у обследуемых с высоким, средним и низким уровнями IQ. У обследуемых с низким уровнем IQ наблюдается тенденция к повышению амплитуды и снижение
латентности компонентов N200 и Р300 (p< 0.05). У обследуемых со средним и
высоким уровнями психометрического интеллекта наблюдается амплитуда ниже, чем у обследуемых с низким уровнем IQ, с удлиненным латентным периодом (p< 0.05).
6. Наиболее высокая выраженность генетического компонента фенотипической дисперсии амплитуды компонента P300 получена для фронтоцентральных отведений, соответствующих зонам коры головного мозга, участвующих в процессах мышления, запоминания, планирования. При актуализации мотивации достижения происходит увеличение значения генетического
компонента фенотипической дисперсии амплитуды компонента P300 тех же
21
областей. По-видимому, амплитуда компонента P300 при этих условиях и указывает на размещение мозговых энергетических ресурсов.
7. Установлено, что вариативность латентности компонента Р300 обусловлена преимущественно действием генетических факторов, а на фенотипическую вариативность амплитуды компонента Р300 оказывают наибольшее
влияние средовые факторы. В пробе «odd-ball» наиболее высокие оценки наследуемости латентности Р300 получены для отведений правого полушария, а
при актуализации мотивации достижения успеха перед когнитивной нагрузкой
вариативность латентности Р300 содержит значимый генетический компонент
дисперсии в левом полушарии.
8. Обнаружено, что генетическая составляющая дисперсии взаимосвязи
амплитудно-временных характеристик компонента Р300 и показателя IQ наиболее выражена во фронтальной области, причем по амплитуде волны Р300 –
слева, а по латентности – справа. Это может свидетельствовать о большем участии левого полушария мозга в реализации наследственно детерминированных
программ привлечения мозговых энергетических ресурсов в ходе решения когнитивных задач, правого полушария – в реализации генетически обусловленных программ регуляции скорости обработки когнитивной информации.
Намечены перспективы дальнейшего исследования, которые заключаются в исследовании изменения амплитудно-временных характеристик слуховых и зрительных событийно-связанных потенциалов во взаимосвязи с психометрическим интеллектом у обследуемых различных расово-этнических групп,
а также рассмотрении взаимосвязи психофизиологических коррелятов психометрического интеллекта и мотивации достижения с проведением более четкой
дифференциации по половому и возрастному критериям. Полученные данные
об амплитудно-временных характеристиках компонентов событийно-связанных
потенциалов и пространственной организации корковой электрической активности, генотип-средовой детерминации взаимосвязи психометрического интеллекта и амплитудно-временных параметров компонента Р300 в зависимости от
22
актуализации мотивации достижения обследуемых могут быть рекомендованы для использования в курсах «Общей психологии», «Психофизиологии» и
«Психогенетики». Результаты изучения роли средовых факторов в фенотипической вариативности мотивации достижения могут найти применение в разработке тренингов мотивации достижения успеха в сфере развития профессиональных навыков.
Основное содержание диссертации отражено в следующих публикациях автора:
1. Шевченко И.Г. Генотип-средовые детерминанты вариативности общего
интеллекта / Труды аспирантов и соискателей Ростовского государственного университета. Том XI. Ростов-на-Дону: Изд-во Рост. ун-та. 2005.
С. 167-169.
2. Шевченко И.Г. Изменение мощности мозговой активности в зависимости от уровня психометрического интеллекта и мотивации достижении //
Научная мысль Кавказа. Приложение. Ростов-на-Дону. 2006. № 3. С.
209-213.
3. Шевченко И.Г. К вопросу о природе психофизиологических основ межполушарной асимметрии / Материалы 3-й Всероссийской научнопрактической
конференции
«Медико-биологические
и психолого-
педагогические аспекты адаптации и социализации человека». Волгоград: Волгоградское научное изд-во. 2004. С. 231-233.
4. Шевченко И.Г. Психогенетика и психофизиология интеллекта / СевероКавказский психологический вестник. Ростов-на-Дону: Изд-во Рост. унта. 2004. № 2. С. 186-189. (в соавторстве с Воробьевой Е.В.).
5. Шевченко И.Г. Событийно-связанные потенциалы мозга (Р300) и интеллект: психогенетический подход к изучению когнитивного компонента /
Северо-Кавказский психологический вестник. Ростов-на-Дону: Изд-во
Рост. ун-та. 2006. № 3. С. 28-38. (в соавторстве с Воробьевой Е.В., Чистяковой В.В.).