ИССЛЕДОВАНИЕ СПЕКТРАЛЬНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ЭЭГ У СТУДЕНТОВ ПРИ ПРЕДЪЯВЛЕНИИ ЭМОЦИОНАЛЬНО ЗНАЧИМЫХ СИТУАЦИЙ, СВЯЗАННЫХ С УЧЕБОЙ
|
ВВЕДЕНИЕ 5
Глава 1 Современные представления о психофизиологических механизмах эмоций 8
1.1 Эмоции 8
1.2 Функции эмоций 9
1.3 Теории эмоций 11
1.4 Структуры мозга, связанные с эмоциями 13
1.5 Эмоции в образовательном процессе 14
Глава 2 ЭЭГ-корреляты эмоциональных процессов 19
2.1 Методы исследований эмоциональных процессов 19
2.2 Основные ритмы ЭЭГ 21
2.3 Спектральные особенности ЭЭГ при эмоциональных реакциях 24
Глава 3 Методы исследования 26
3.1 Объект исследования 26
3.2 Схема исследования 26
3.3 Предварительное психологическое тестирование для отбора эмоционально
значимых ситуаций 26
3.4 Выбор стимульного материала 28
3.5 Предъявляемые стимулы и задача 29
3.6 Регистрация и запись электрофизиологических показателей 30
3.7 Обработка ЭЭГ данных 30
3.8 Статистическая обработка 32
Глава 4 Результаты 33
4.1 Исследования различий в спектральных характеристиках ЭЭГ при обработке
эмоционально окрашенных ситуаций по сравнению с фоновыми значениями 33
4.1.1 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в тета диапазоне
4.2.2 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в альфа
диапазоне 38
4.2.3 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в бета-1
диапазоне 40
4.2.4 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в бета-2
диапазоне 43
4.2.5 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в гамма
диапазоне 49
4.2 Влияние знака и типа эмоциональной ситуации на характеристики ЭЭГ 56
4.2.1 Влияние типа и знака, эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в тета диапазоне. 57
4.2.2 Влияние типа и знака эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в бета диапазоне. 58
4.2.3 Влияние типа и знака эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в гамма диапазоне. 59
Глава 5. Обсуждение результатов 61
5.1 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ритмов ЭЭГ относительно фоновых значений 615.1.1 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в тета диапазоне
5.1.2 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в альфа диапазоне
5.1.3 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в бета диапазоне
5.1.4 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в гамма
диапазоне 66
5.2 Влияние типа и знака эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
ВЫВОДЫ 71
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 72
Глава 1 Современные представления о психофизиологических механизмах эмоций 8
1.1 Эмоции 8
1.2 Функции эмоций 9
1.3 Теории эмоций 11
1.4 Структуры мозга, связанные с эмоциями 13
1.5 Эмоции в образовательном процессе 14
Глава 2 ЭЭГ-корреляты эмоциональных процессов 19
2.1 Методы исследований эмоциональных процессов 19
2.2 Основные ритмы ЭЭГ 21
2.3 Спектральные особенности ЭЭГ при эмоциональных реакциях 24
Глава 3 Методы исследования 26
3.1 Объект исследования 26
3.2 Схема исследования 26
3.3 Предварительное психологическое тестирование для отбора эмоционально
значимых ситуаций 26
3.4 Выбор стимульного материала 28
3.5 Предъявляемые стимулы и задача 29
3.6 Регистрация и запись электрофизиологических показателей 30
3.7 Обработка ЭЭГ данных 30
3.8 Статистическая обработка 32
Глава 4 Результаты 33
4.1 Исследования различий в спектральных характеристиках ЭЭГ при обработке
эмоционально окрашенных ситуаций по сравнению с фоновыми значениями 33
4.1.1 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в тета диапазоне
4.2.2 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в альфа
диапазоне 38
4.2.3 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в бета-1
диапазоне 40
4.2.4 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в бета-2
диапазоне 43
4.2.5 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в гамма
диапазоне 49
4.2 Влияние знака и типа эмоциональной ситуации на характеристики ЭЭГ 56
4.2.1 Влияние типа и знака, эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в тета диапазоне. 57
4.2.2 Влияние типа и знака эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в бета диапазоне. 58
4.2.3 Влияние типа и знака эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в гамма диапазоне. 59
Глава 5. Обсуждение результатов 61
5.1 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ритмов ЭЭГ относительно фоновых значений 615.1.1 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в тета диапазоне
5.1.2 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в альфа диапазоне
5.1.3 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в бета диапазоне
5.1.4 Влияние эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ в гамма
диапазоне 66
5.2 Влияние типа и знака эмоционально окрашенных ситуаций на мощность ЭЭГ 67
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 70
ВЫВОДЫ 71
ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 72
Известно, что эмоции могут оказывать влияние на качество и эффективность умственной работы, а также на объем запоминаемой информации, под влиянием эмоций искажается понимание оценки того, что является наиболее важным и решающим при рассмотрении вопроса относительно когнитивных процессов. Когнитивная деятельность может быть не только источником эмоций, но и в значительной степени сама зависит от эмоционального состояния субъекта. Эмоции влияют на избирательность нашего внимания к сенсорным сигналам, на эффективность и стратегию исполнительной деятельности. Тесные связи между аффективными и когнитивными процессами выражаются и в том, что чувственное переживание служит маркером для считывания информации о событиях из памяти, где она хранится вместе с эмоциональным переживанием, сопровождавшим данное событие в момент его возникновении [Данилова Н.Н., 2000].
Познавательные процессы, разворачивающиеся в ходе учебной деятельности, почти всегда сопровождаются каким-либо эмоциональным эффектом. В настоящее время неуклонно растет интерес к изучению эмоций [Лапшина Т.Н., 2007, Тумялис А.В., 2010, Крутенкова Е.П.,2013]и их влияние на учебный процесс [Pekrun R., 2002; Абросимов А.А., 2013; Богданова Е.Л., 2014 и др]. Эмоции являются одним из главных компонентов академической деятельности студентов. Они влияют на все аспекты учебного процесса и эффективность учебно-познавательной деятельности учащихся [Мацумото Д., 2001]. Считается, что положительные эмоции заставляют человека двигаться вперед, когда отрицательные вынуждают отстраниться [ЛюХуэйин, 2007].С позиции ЛюХуэйина, эмоциональная компонента учащихся имеет большее значение, чем интеллектуальная. Но в действительности эмоции студентов редко учитываются [ЛюХуэйин, 2007]. По мнению PekrunR. (2002) можно сказать о том, что студенты испытывают богатое разнообразие эмоций в академической среде. Кроме того, судя по влиянию эмоций на человеческий организм, можно предположить, что эмоции влияют, на когнитивные процессы и производительность студентов, а также на их психическое и физическое здоровье. По мнению Поспеловой Т.Б. студенты, не оканчивающие начатое ими образование, испытывают трудности в обучении, переживая отрицательные эмоции во время процесса обучения. Этому может способствовать также напряженные отношения с преподавателями и со сверстниками, сложности адаптации в новых условиях [Поспелова Т.Б., 2011]. Установлено, что специфика адаптации к обучению в университете определяется личностными особенностями студентов-первокурсников, в частности, уровнем тревожности, эмоциональной устойчивости, выраженностью экстраверсии- интроверсии студентов и др. [Акимова С.В., Кожевникова О.В., 2015]. Для более эффективного обучения студентам необходимо обладать приемами регулирования стресса, а также понимать самого себя для того, что бы уметь принимать правильные решения, немаловажно иметь и самообладание. Эмоциональные аспекты жизни студентов (и общества в целом) тесно связаны с социальным развитием. Студентам, которые способны в той или иной мере управлять эмоциями, понимать их сущность, легче учатся и эффективно выстраивают межличностные отношения, быстрее решают проблемы, возникающие в процессе социального взаимодействия. Они могут анализировать чувства других людей, способных сопереживать и оказывать поддержку [Крылов А. А.,2001].
Для изучения взаимодействия эмоциональных и когнитивных процессов, высокую ценность представляют работы, совмещающие в себе психологический подход с нейробиологическим [НовиковаС.И.,2015]. Нейробиологические открытия используются в самых разных областях практической деятельности, и не в последнюю очередь в образовании.
Одним из наиболее часто используемых методов в электрофизиологии является метод регистрации и исследования электрической активности головного мозга - электроэнцефалограмма (ЭЭГ). Сегодня ЭЭГ является наиболее перспективным, но пока еще наименее расшифрованным источником данных для психофизиолога [Бугаев Л.А.,2012]. На сегодняшний день накоплено большое количество информации, относительно изменений ЭЭГ человека при возникновении эмоциональной реакции, и эти данные часто трудно интерпретировать, из-за необходимости отличать эти изменения от сходных, возникающих при неэмоциональных нагрузках [Лапшина Т.Н.,2007]. Особенно если предъявляются сложные эмоционально окрашенные стимулы, которые включают когнитивные компоненты, играющие уже наиболее существенную роль. На сегодняшний день нет единого мнения о роли эмоций в эффективности протекания когнитивных процессов: известно лишь влияние эмоционального фактора, однако на вопрос о том, как это влияние сказывается на когнитивных процессах у человека, и каковы механизмы этого влияния, мнения исследователей не однозначны [Рейковский Я.,1979]. С точки зрения электрофизиологии тоже нет однозначно ответа о взаимодействии эмоций и когниций [Крутенкова Е.П., 2013]. В исследованиях, с применением спектрального анализа ЭЭГ до сих пор не получены однозначные данные, о коррелятах каких-либо психологических функций, в том числе, специфических для эмоций. Исследователи считают, что наиболее вероятно проявление эмоциональных реакций в альфа-, бета- и тета-диапазоне ЭЭГ [Лапшина Т.Н.,2007].
Таким образом, с целью исследовать ЭЭГ корреляты эмоций в учебном процессе, был реализован эксперимент, включающий изучение спектральных характеристик эмоциональных стимулов - различных ситуаций, связанных с учебой и не связанных с ней.
Цель: исследовать спектральные особенности ЭЭГ студентов при воздействии эмоционально окрашенных ситуаций, связанных и не связанных с образовательным процессом.
Задачи:
1. Выявить изменения спектральных характеристик ЭЭГ при предъявлении эмоционально значимых ситуаций.
2. Исследовать влияние знака эмоционально значимых ситуаций на спектральные характеристики ЭЭГ
3. Исследовать влияние типа эмоционально значимой ситуации (связанной и не связанной с образовательным процессом) на спектральные характеристики ЭЭГ
Познавательные процессы, разворачивающиеся в ходе учебной деятельности, почти всегда сопровождаются каким-либо эмоциональным эффектом. В настоящее время неуклонно растет интерес к изучению эмоций [Лапшина Т.Н., 2007, Тумялис А.В., 2010, Крутенкова Е.П.,2013]и их влияние на учебный процесс [Pekrun R., 2002; Абросимов А.А., 2013; Богданова Е.Л., 2014 и др]. Эмоции являются одним из главных компонентов академической деятельности студентов. Они влияют на все аспекты учебного процесса и эффективность учебно-познавательной деятельности учащихся [Мацумото Д., 2001]. Считается, что положительные эмоции заставляют человека двигаться вперед, когда отрицательные вынуждают отстраниться [ЛюХуэйин, 2007].С позиции ЛюХуэйина, эмоциональная компонента учащихся имеет большее значение, чем интеллектуальная. Но в действительности эмоции студентов редко учитываются [ЛюХуэйин, 2007]. По мнению PekrunR. (2002) можно сказать о том, что студенты испытывают богатое разнообразие эмоций в академической среде. Кроме того, судя по влиянию эмоций на человеческий организм, можно предположить, что эмоции влияют, на когнитивные процессы и производительность студентов, а также на их психическое и физическое здоровье. По мнению Поспеловой Т.Б. студенты, не оканчивающие начатое ими образование, испытывают трудности в обучении, переживая отрицательные эмоции во время процесса обучения. Этому может способствовать также напряженные отношения с преподавателями и со сверстниками, сложности адаптации в новых условиях [Поспелова Т.Б., 2011]. Установлено, что специфика адаптации к обучению в университете определяется личностными особенностями студентов-первокурсников, в частности, уровнем тревожности, эмоциональной устойчивости, выраженностью экстраверсии- интроверсии студентов и др. [Акимова С.В., Кожевникова О.В., 2015]. Для более эффективного обучения студентам необходимо обладать приемами регулирования стресса, а также понимать самого себя для того, что бы уметь принимать правильные решения, немаловажно иметь и самообладание. Эмоциональные аспекты жизни студентов (и общества в целом) тесно связаны с социальным развитием. Студентам, которые способны в той или иной мере управлять эмоциями, понимать их сущность, легче учатся и эффективно выстраивают межличностные отношения, быстрее решают проблемы, возникающие в процессе социального взаимодействия. Они могут анализировать чувства других людей, способных сопереживать и оказывать поддержку [Крылов А. А.,2001].
Для изучения взаимодействия эмоциональных и когнитивных процессов, высокую ценность представляют работы, совмещающие в себе психологический подход с нейробиологическим [НовиковаС.И.,2015]. Нейробиологические открытия используются в самых разных областях практической деятельности, и не в последнюю очередь в образовании.
Одним из наиболее часто используемых методов в электрофизиологии является метод регистрации и исследования электрической активности головного мозга - электроэнцефалограмма (ЭЭГ). Сегодня ЭЭГ является наиболее перспективным, но пока еще наименее расшифрованным источником данных для психофизиолога [Бугаев Л.А.,2012]. На сегодняшний день накоплено большое количество информации, относительно изменений ЭЭГ человека при возникновении эмоциональной реакции, и эти данные часто трудно интерпретировать, из-за необходимости отличать эти изменения от сходных, возникающих при неэмоциональных нагрузках [Лапшина Т.Н.,2007]. Особенно если предъявляются сложные эмоционально окрашенные стимулы, которые включают когнитивные компоненты, играющие уже наиболее существенную роль. На сегодняшний день нет единого мнения о роли эмоций в эффективности протекания когнитивных процессов: известно лишь влияние эмоционального фактора, однако на вопрос о том, как это влияние сказывается на когнитивных процессах у человека, и каковы механизмы этого влияния, мнения исследователей не однозначны [Рейковский Я.,1979]. С точки зрения электрофизиологии тоже нет однозначно ответа о взаимодействии эмоций и когниций [Крутенкова Е.П., 2013]. В исследованиях, с применением спектрального анализа ЭЭГ до сих пор не получены однозначные данные, о коррелятах каких-либо психологических функций, в том числе, специфических для эмоций. Исследователи считают, что наиболее вероятно проявление эмоциональных реакций в альфа-, бета- и тета-диапазоне ЭЭГ [Лапшина Т.Н.,2007].
Таким образом, с целью исследовать ЭЭГ корреляты эмоций в учебном процессе, был реализован эксперимент, включающий изучение спектральных характеристик эмоциональных стимулов - различных ситуаций, связанных с учебой и не связанных с ней.
Цель: исследовать спектральные особенности ЭЭГ студентов при воздействии эмоционально окрашенных ситуаций, связанных и не связанных с образовательным процессом.
Задачи:
1. Выявить изменения спектральных характеристик ЭЭГ при предъявлении эмоционально значимых ситуаций.
2. Исследовать влияние знака эмоционально значимых ситуаций на спектральные характеристики ЭЭГ
3. Исследовать влияние типа эмоционально значимой ситуации (связанной и не связанной с образовательным процессом) на спектральные характеристики ЭЭГ
Эмоции присутствуют в нашей жизни повсеместно, нет ни одной сферы деятельности человека, в которой не проявились бы эмоции в том или ином виде. Большое значение эмоции оказывают на когнитивную сферу, это доказано рядом ученых. Образовательная среда - это, в первую очередь, когнитивная деятельность. Для учащихся эмоции в образовательном процессе играют большую роль, начиная от познавательной деятельности и успеваемости до взаимоотношений с одногруппниками и преподавателями.
Согласно нашим данным, можно сказать о том, что ситуации, связанные с учебным процессом и не связанные с ним отличаются между собой, что нашло отражение в различиях спектральных характеристик ЭЭГ. При этом наблюдались различия в пространственной обработке эмоционально окрашенных стимулов. Так, были выявлены различия в обработке эмоциональной информации для тета, бета и гамма диапазонов. Отрицательно окрашенные ситуации вызывают снижение мощности тета- ритма в теменно-затылочных зонах в правого полушария, положительно окрашенные ситуации - увеличение мощности тета-ритма ЭЭГ в аналогичной зоне левого полушария. Для высокочастотных диапазонов происходит увеличение мощности бета и гамма ритма во фронтальных и теменно-затылочных зонах обоих полушарий. Таким образом, в нашем исследовании предъявление эмоционально окрашенных стимулов существенно влияло на обработку информации. Знак и тип предъявляемой ситуации также повлиял на мощность ЭЭГ в тета, бета-2 и гамма диапазонах. Бытовые ситуации вызывают увеличение мощности ЭЭГ в тета диапазоне, вызывая более выраженную эмоциональную реакцию, причем это влияние более выражено для отрицательно окрашенных ситуаций. Ситуации, связанные с образовательной сферой, вызывают более выраженные изменения в высокочастотных бета-2 и гамма диапазонах, вызывая реакцию активации и усиление когнитивных процессов, причем это влияние более выражено для положительно окрашенных ситуаций. Эти изменения в спектре ЭЭГ необходимо учитывать при организации образовательного процесса.
Согласно нашим данным, можно сказать о том, что ситуации, связанные с учебным процессом и не связанные с ним отличаются между собой, что нашло отражение в различиях спектральных характеристик ЭЭГ. При этом наблюдались различия в пространственной обработке эмоционально окрашенных стимулов. Так, были выявлены различия в обработке эмоциональной информации для тета, бета и гамма диапазонов. Отрицательно окрашенные ситуации вызывают снижение мощности тета- ритма в теменно-затылочных зонах в правого полушария, положительно окрашенные ситуации - увеличение мощности тета-ритма ЭЭГ в аналогичной зоне левого полушария. Для высокочастотных диапазонов происходит увеличение мощности бета и гамма ритма во фронтальных и теменно-затылочных зонах обоих полушарий. Таким образом, в нашем исследовании предъявление эмоционально окрашенных стимулов существенно влияло на обработку информации. Знак и тип предъявляемой ситуации также повлиял на мощность ЭЭГ в тета, бета-2 и гамма диапазонах. Бытовые ситуации вызывают увеличение мощности ЭЭГ в тета диапазоне, вызывая более выраженную эмоциональную реакцию, причем это влияние более выражено для отрицательно окрашенных ситуаций. Ситуации, связанные с образовательной сферой, вызывают более выраженные изменения в высокочастотных бета-2 и гамма диапазонах, вызывая реакцию активации и усиление когнитивных процессов, причем это влияние более выражено для положительно окрашенных ситуаций. Эти изменения в спектре ЭЭГ необходимо учитывать при организации образовательного процесса.