1 Работа выполнена при финансовой поддержке ргнф (проекты n 99-0б-00277а и n 99-06-00134а).

стр. 87

"нейронные коды" ² разнообразных психических явлений? Может ли ЭЭГ быть источником информации в решении тех задач, которые не всегда решаются с помощью психологических методов - объективной диагностики способностей, прогноза успешности развития и обучения? При исследовании простых психических процессов два параметра ЭЭГ, частотная рефрактерность (константа Ливанова) и частота альфа-ритма (константа Бергера), вошли в ряд простых алгебраических уравнений, определяющих время реакции, объем оперативной памяти, быстродействие зрительного и мнемического поиска и др. [3, 13]. Информативность ЭЭГ подтвердилась и при переходе к поиску нейронных кодов психических процессов более высокого порядка. Так, признаки ЭЭГ были выделены для прогнозирования (с приемлемой для психологии точностью) интеллектуальных возможностей человека [5], а также особенностей музыкального восприятия [6]. В частности, было показано, что при восприятии музыки электроэнцефалографические профили точнее отражают музыкальные переживания испытуемых, чем их собственные, часто противоречивые, словесные отчеты и оценки.

Эти и другие многочисленные исследования подтверждают диагностические возможности ЭЭГ как в области когнитивной психологии, так и в решении задач музыкальной психологии. Продолжая эту линию, мы поставили новую задачу - найти объективные психофизиологические основания музыкальности, т.е. те электроэнцефалографические признаки, которые отличают Homo musicus от "немузыкальной личности". Согласно нашей гипотезе, эти различия между музыкантами и немузыкантами должны обнаруживаться не только в процессе музыкальной деятельности, что ожидаемо [15], но прежде всего в обычном, бытовом, спокойном состоянии - при регистрации фоновой ЭЭГ.

Мы предполагаем, что музыкальность - устойчивая характеристика личности, запечатленная, подобно другим ее особенностям, в наборе определенных нейронных кодов, названных циклическими, или волновыми, т.е. в определенном наборе параметров ЭЭГ. Найти наборы ее параметров, выявляющие "музыкальность", - цель нашего исследования.

МЕТОДИКА

В нашем эксперименте приняли участие 94 испытуемых. "Музыкальную" группу составили 36 чел. - студенты музыкального факультета Московского педагогического университета, профессиональные музыканты с разным стажем музыкальной деятельности. Остальные испытуемые, 58 чел., не имели специального музыкального образования; они вошли в контрольную группу.

Запись ЭЭГ у каждого испытуемого проводилась в течение пяти минут по международной системе 10-20 в симметричных пунктах лобных, центральных и затылочных областей. Индифферентный электрод прикрепляли к мочке левого уха, земляной - к мочке правого уха. Во время исследования испытуемые находились в светозатемненной, звукоизолированной камере с закрытыми глазами, в состоянии расслабленного спокойного бодрствования, т.е. без осуществления внутренней специфической деятельности, например пропевания (что подтверждалось их самоотчетами).

Использовали венгерский электроэнцефалограф ME-17 и аналого-цифровой преобразователь фирмы "Интермед". Частота съема потенциалов 100 Гц. Запись биотоков каждого испытуемого разбивалась на отрезки по пять секунд. Каждый из таких пятисекундных отрезков в каждом из шести отведений подвергался алгоритму дискретного преобразования Фурье с шагом по оси частот 0.2 Гц. Кроме того, рассчитывали попарно коэффициенты корреляции между всеми отведениями и относительное время сходства фаз колебаний также попарно в разных отведениях. Учитывалась частота пересечения нулевой линии колебаниями потенциала в каждой точке.

Каждую группу испытуемых делили пополам. Одна из них служила для обучения программ обработки (выбирались наиболее значимые параметры ЭЭГ, обеспечивавшие наилучшую дискриминацию). На другой, тестовой, осуществлялась проверка точности прогноза "музыкальности" по параметрам ЭЭГ. Обработку данных производили по программам регрессионного анализа А.Н. Лебедева. Нулевая гипотеза отвергалась при р < 0.05.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

При обработке электроэнцефалограммы было исследовано в целом более 300 параметров, по которым музыканты сравнивались с испытуемыми контрольной группы. С профессиональной принадлежностью испытуемых наиболее сильно оказались связаны те показатели ЭЭГ, которые отражают степень согласованности (корреляцию) волн ЭЭГ разных отделов мозга. Преобладали высокие достоверные отрицательные корреляции между показателем музыкальности и указанными параметрами электроэнцефалограммы. А именно, у музыкантов существует значимо большая рассогласованность колебаний волн ЭЭГ между некоторыми зонами коры больших полушарий по сравнению с немузыкантами. Наиболее высокие по абсолютной величине корреляции были включены в уравнение множественной регрессии для прогноза (PRO) "музыкальности" (MUZ) по параметрам электроэнцефалограммы:

PRO = 138.513 - 0.619 х R35 - 0.211 х R36 - 0.191 х R15 + 0.431 х R26.

² Понятие "нейронные коды" было введено Н.П. Бехтеревой для обозначения специфических узоров нейронной импульсной активности, отражающих физические и семантические признаки стимулов. После работ М.Н. Ливанова, посвященных пространственно-временной организации и системной деятельности головного мозга, акцент в психофизиологических исследованиях переместился на поиск нейронных кодов простых, а затем и сложных психических процессов.

стр. 88

Статистика показателей "музыкальности" испытуемых

Приводим расшифровку обозначений параметров регрессионного уравнения и одноименных табличных данных.

N = 40, Ml = 70, MA = 130, M = 98.500, SD = 30.344, R = 0.425.

В первой строке - параметры регрессионного уравнения, ниже - обозначения искомого показателя MUZ и его предикторов - коэффициентов корреляции между разными зонами коры больших полушарий. Цифры после буквы R в обозначении предикторов указывают на зону: 1 - лоб слева, 2 - лоб справа, 3 - центр слева, 4 - центр справа, 5 - затылок слева, 6 - затылок справа. N -число измерений, MI - минимальное значение показателя, MA - максимальное, М - средняя величина показателя MUZ, SD - его стандартное отклонение, R - коэффициент корреляции между показателем MUZ и его прогнозом PRO. Краткая характеристика параметров уравнения: MUZ - немузыкант (70 баллов) или музыкант (130 баллов); R15 - коэффициент корреляции волн ЭЭГ в отведениях F3-01, %; R26 - коэффициент корреляции волн ЭЭГ в отведениях F4-02, %; R35 - коэффициент корреляции волн ЭЭГ в отведениях СЗ-01, % R36 - коэффициент корреляции волн ЭЭГ в отведениях СЗ-02, %. Здесь отведения указаны согласно международному стандарту 10-20 для зон регистрации ЭЭГ.

Найденное уравнение множественной регрессии использовали для прогноза степени "музыкальности" испытуемых в обучающей и тестовой выборках, а также для всех испытуемых в целом.

В таблице содержатся результаты последующей обработки опытных данных, средние значения, стандартные отклонения, коэффициенты корреляции параметров ЭЭГ и прогнозируемой величины "музыкальности" (PRO) вместе с ошибкой ее среднего значения, определяющей размеры доверительного интервала в колонке (95%) в разных выборках испытуемых.

Отрицательная связь с показателем "музыкальности" коэффициентов корреляции между колебаниями электрических потенциалов в разных отведениях с кожных покровов поверхности черепа может свидетельствовать о большем разнообразии состояний активности мозга в определенных его областях, о большем числе степеней свободы и, следовательно, о более высокой пластичности организации работы мозга у музыкантов. Разумеется, положительные по абсолютной величине коэффициенты корреляции между активностью разных зон мозга преобладают. Этот факт известен начиная с работ академика М.Н. Ливанова (1971). Он доказал, что многообразие когерентных связей между активностью разных зон мозга отражает многообразие психических состояний.

Первые попытки раскрыть некие "формулы музыкальности" принадлежат Пифагору. Его числовые объяснения взаимосвязей между звуками, субъективно воспринимаемые нами как музыка, позволяли находить в звуковой среде принципы порядка и гармонии, которые организуют музыкальные впечатления в нечто целое. Музыка - достаточно сложный семантический текст,

стр. 89

требующий от воспринимающего мозга тонкой аналитической работы в распознавании и упорядочивании звукового информационного потока. Такая психофизиологическая интерпретация, в свою очередь, может объяснить и тот эмпирический факт, что музыкальность человека проявляется в его большей чувствительности при восприятии мира и более тонкой душевной организации.

Здравый смысл подсказывает, что музыкальность как природное свойство, а не только как профессиональный признак в той или иной мере присуща каждому человеку. Ясно, что и среди "немузыкантов" встречаются люди с выдающимися музыкальными способностями. И наоборот, некоторые профессиональные музыканты могут обладать посредственной "природной" музыкальность, компенсирующейся (а иногда и не очень) в процессе обучения и профессионального опыта. В нашем эксперименте как в капле воды отразилась эта естественная ситуация.

Случаи сильного расхождения усредненных и индивидуальных профилей, т.е. те из них, когда "музыканты" имели "немузыкальную" ЭЭГ и, наоборот, были подвергнуты специальному рассмотрению. Для анализа расхождений мы привлекли метод экспертных оценок. Преподаватели музыкального вуза, хорошо знавшие профессиональные возможности участвующих в исследовании испытуемых, выставили по нашей просьбе обобщенную оценку их музыкальности. В целом, экспертные оценки подтвердили полученный результат, отразив более низкий уровень музыкальности тех испытуемых, чья ЭЭГ приближалась к ЭЭГ немузыкантов. Например, характеризуя испытуемых М. и С. (их ЭЭГ были наиболее приближены к "немузыкальным"), преподаватели отметили, что их музыкальности присуща "поверхностность". В исполнении и восприятии музыки у этих студентов отсутствует смысловое наполнение. В личностном плане у них наблюдается завышенная неадекватная самооценка музыкальности, отсутствует мотив совершенствования в профессиональной музыкальной деятельности. Интересен и такой случай. В других наших экспериментах, не связанных с исследованием музыкальности, участвовала испытуемая И. Мы считали, что она не имеет никакого отношения к музыке и отнесли ее к группе немузыкантов. Однако на основании вышеописанного уравнения ей была выставлена достаточно высокая оценка музыкальности, т.е. ее ЭЭГ оказалась "музыкальной". При более близком знакомстве с испытуемой оказалась, что она является профессиональным наследственным музыкантом, закончила институт им. Гнесиных и в настоящее время преподает в музыкальном вузе.

Таким образом, к важным результатам нашего исследования можно отнести не только обнаружение достоверных различий между фоновыми ЭЭГ музыкантов и немузыкантов, но и возможность более дифференцированной диагностики, чем мы предполагали вначале. В отличие от принятой в психологии практики разделять группы испытуемых по чисто профессиональному критерию в нашем эксперименте было показано, что можно предсказывать сдвиги в сторону "музыкальности" или "немузыкальности" человека, опираясь только на его ЭЭГ.

Как известно, у сложившегося музыканта в "сплаве музыкальности" практически невозможно расчленить природное и приобретенное. В нашем эксперименте выявилась положительная достоверная связь между прогнозируемой по ЭЭГ оценкой музыкальности и стажем музыкальной деятельности (р < 0.05). Чем больше у испытуемого опыт занятий музыкой, тем выше его музыкальность, оцененная по ЭЭГ. Полученный результат подтверждает современную научную позицию, ведущую линию своего обоснования от Б.М. Теплова и разделяемую большинством исследователей: одаренность опирается на природные предпосылки, но формируется прижизненно, в деятельности. В данном случае полученный результат свидетельствует о том, что в процессе музыкальной деятельности происходит увеличение пластичности психофизиологической организации мозга, необходимой для решения музыкальных задач.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведенного исследования была подтверждена гипотеза о том, что признаки музыкальности могут быть "запеленгованы" методом электроэнцефалографии не только на психологическом, музыковедческом и прочих уровнях, но и на телесном, психофизиологическом уровне. Как выяснилось, "музыкальный" мозг отличается большим разнообразием числа возможных состояний, т.е. более высокой пластичностью. В нашем эксперименте была показана возможность индивидуального количественного прогноза музыкальности с опорой не на формальный профессиональный признак (музыкант - немузыкант), а на показатели ЭЭГ. Это открывает перспективы для использования ЭЭГ в качестве помогающего инструмента диагностики. Однако следует отметить, что полученные нами результаты предварительны. Для представления целостной электроэнцефалографической картины музыкальности требуется дальнейшее накопление электроэнцефалографических данных с расширением числа анализируемых параметров ЭЭГ, а также психологическое осмысление самого феномена музыкальности.

В полученных предварительных результатах нам видится новый поворот в исследовании про-

стр. 90

блем музыкальности: чтобы пройти тест "на музыкальные способности", необходимо иметь "инструментальные" навыки выполнения этих тестовых заданий, т.е. опыт внешней деятельности в данной области; в нашем подходе возможна диагностика "в обход" применения навыков внешней деятельности.

На основе предложенной методологии изучения музыкальности возможна диагностика нереализовавшихся музыкальных личностей и, что особенно важно, доказуемым становится влияние развития музыкальности на когнитивные и личностные процессы независимо от выполняемой деятельности. Последний тезис следует из логики условий выявления "музыкальных" ЭЭГ-параметров - в спокойном, нейтральном состоянии, а не в ходе специфической деятельности музыканта. Это означает, что и во всех прочих состояниях, при решении иных жизненных задач, внутри других деятельностей "работают" выявившиеся психофизиологические мозговые константы музыкальности. Помогают они или мешают в тех или иных жизненных проявлениях их носителей - это уже другой вопрос, но вот проблема существования в объективной реальности, а не только в грезах музыкантов подвида Homo musicus приблизилась к возможности обретения ясных очертаний.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Арановский М.О. О психологических предпосылках предметно-пространственных слуховых представлений // Проблемы музыкального мышления. М., 1974. С. 252-271.

2. Кирнарская Д.К. Музыкальное восприятие. М., 1997. С. 157.

3. Князева Т.С. Закономерности мнемического поиска: Автореф. ... канд. психол. наук. М., 1993.

4. Князева Т.С., Торопова А.В. Homo musicus - метафора или реальность? // VI Всероссийская научно- техническая конференция "Состояние и проблемы измерений". М.,1999. С.333-334.

5. Лебедев A.M., Артеменко О.М., Белехов Ю.М. Диагностика интеллектуальной одаренности // Современные достижения психологической науки и перспективы ее развития. М., 1997. С. 274-281.

6. Лебедев A.M., Князева Т.С. Электрофизиологические предикторы субъективных оценок музыки разных композиторов // Психол. журн. 1999. Т. 20. N 6. С. 72-79.

7. Ливанов M.M. Пространственная организация процессов головного мозга. М.: Наука, 1972.

8. Маркина А.В., Пашина А.Х., Руманова Н.Б. Связь ритмов электроэнцефалограммы с когнитивно-личностными особенностями человека // Психол. журн. 2000. Т. 21. N 21. С. 48-55.

9. Мясищев В.Н., Готсдинер АЛ. Влияние музыки на человека по данным электроэнцефалографических и психологических показаний // Вопросы психологии. 1975. N 1. С. 54-67.

10. Русалов В.М., Русалова ММ., Стрельникова Е.В. Исследование предпочтения высокой вероятности достижения цели или ее субъективной ценности // Физиология человека. 2000. Т. 26. N 5. С. 69-78.

11. Торопова А.В. Проблема бессознательного в музыкальной педагогике: К началам музыкально- психологической антропологии. М.: Прометей, 1997.

12. Торопова А.В. "Человек музыкальный" - в пересечении лучей исторического и психологического дискурсов // Мир психологии. 2000. N 2. С. N46-152.

13. Lebedev A.N. Cyclical neural codes of human memory and some quantitative regularities in experimental psychology // Psychophysical explorations of mental structures. Toronto: Hogrefe and Huber PbL, 1990. P. 303.

14. Lebedev A.N., Mayorov V.V., Myshkin I.Yu. The wave model of memor // Neurocomputer and attention. Neurobiology, synchronisation and chaos / Ed. by A.V. Holden, V.I. Kryukov. N.Y.: Manchester University Press, 1991. V. 1. P. 53-60.

15. Petshe H., PockbergerH., RapperlsbergerP. Musikrezeption, EEG, und musilalische Vorbidung // Z. EEG - EMG. 1985. Bd. 16. S. 183-190.

DIAGNOSTICS OF MUSICAL ABILITIES BY ELECTROENCEPHALOGRAM

T. S. Knyazeva*, A. N. Lebedev**, A. V. Toropova***

* Cand. sci. (psychology), sen. res. ass., laboratory of neurophysiology, IP RAS, Moscow

** Dr. sci. (biology), professor, head of the same laboratory

*** Cand. sci. (pedagogy), senior teacher of musical faculty, Moscow State Pedagogic University

The problem of objectivity of psychophysiological research of impressive musicality is condidered. The analysis of the rest-state EEGs of musicians and people of another professions revealed significant differences between them. It was established that "musical" brain differs with most various possible states, i.e. more high plasticity. In our research the possibility of individual quantitative prediction upon indices of EEG but not formal professional indication was shown.

Key words: musical abilities, electroencephalogram, diagnostics.

стр. 91