Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова, 2020, T. 70, № 5, стр. 601-608

Эффект инкубации и активность сетей покоя

Г. Г. Князев 1*, А. В. Бочаров 1, А. Н. Савостьянов 12, Б. М. Величковский 3

1 Научно-исследовательский институт физиологии и фундаментальной медицины
Новосибирск, Россия

2 Институт цитологии и генетики СОРАН
Новосибирск, Россия

3 НИЦ “Курчатовский институт”
Москва, Россия

* E-mail: knyazev@physiol.ru

Поступила в редакцию 24.01.2020
После доработки 02.05.2020
Принята к публикации 01.06.2020

Аннотация

На протяжении десятилетий в психологии и истории науки известен, но до сих пор не получил должного объяснения феномен инкубации – подготовка решения в периоды относительного покоя. Нашей задачей в этом исследовании было выявление на основе ЭЭГ-данных паттернов коннективности сетей покоя в период инкубации, которые связаны с успешностью решения задач в постинкубационный период. Испытуемые выполняли тест отдаленных ассоциаций в три этапа – первая попытка, инкубация (прослушивание иррелевантной для решения задач теста аудиозаписи) и вторая попытка решения нерешенных задач. У испытуемых, которые после инкубации решили хотя бы одну дополнительную задачу, в инкубационный период выявлена более выраженная связь левой сенсомоторной коры с островком и сниженная – с левой дорсолатеральной лобной корой. Эти данные согласуются с представлением, согласно которому на этапе поиска решения оптимальным является сочетание сниженной активности сети исполнительного контроля, ведущее к дефокусировке внимания, и повышенной активности сети мотивационной значимости.

Ключевые слова: креативность, инкубация, дефолтная система, сеть исполнительного контроля, сеть мотивационной значимости, ЭЭГ, функциональные связи

DOI: 10.31857/S0044467720050068

Список литературы

  1. Валуева E.A., Белова C.C. Диагностика творческих способностей: методы, проблемы, перспективы. Творчество: от биологических предпосылок к культурным феноменам. Под ред. Д.B. Ушаков. Москва: Издательство “Институт психологии РАН”, 2011. 625–647 с.

  2. Величковский Б.М., Князев Г.Г., Валуева E.A., Ушаков Д.В. Новые подходы в исследованиях творческого мышления: от феноменологии инсайта к объективным методам и нейросетевым моделям. Вопросы психологии. 2019. 64 (3): 3–16.

  3. Basar E. Brain function and oscillations. II. Integrative brain function. Neurophysiology and cognitive processes. Berlin: Springer, 1999.

  4. Bekkedal M.Y., Rossi III J., Panksepp J. Human brain EEG indices of emotions: delineating responses to affective vocalizations by measuring frontal theta event-related synchronization. 2011. Neurosci. Biobehav. Rev. 35 (9): 1959–1970.

  5. Brookes M.J., Hale J.R., Zumer J.M., Stevenson C.M., Francis S.T., Barnes G.R., Owen J.P., Morris P.G., Nagarajan S.S. Measuring functional connectivity using MEG: methodology and comparison with fcMRI. Neuroimage. 2011a. 56: 1082–1104.

  6. Brookes M.J., Woolric M., Luckhoo H., Price D., Hale J.R., Stephenson M.C., Barnes G.R., Smith S.M., Morris P.G. Investigating the electrophysiological basis of resting state networks using magnetoencephalography. PNAS. 2011b. 108 (40): 16783–16788.

  7. Brookes M.J., Liddle E.B., Hale J.R., Woolrich M.W., Luckhoo H., Liddle P.F., Morris P.G. Task induced modulation of neural oscillations in electrophysiological brain networks. Neuroimage. 2012. 63 (4): 1918–1930.

  8. Buckner R.L., Andrews-Hanna J.R., Schacter D.L. The brain default’s network: anatomy, function, and relevance to disease. Ann. N. Y. Acad. Sci. 2008. 1124: 1–38.

  9. Christoff K., Gordon A., Smith R. Experience sampling during fMRI reveals default network and executive system contributions to mind wandering. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2009. 106: 8719–8724.

  10. Cocchi L., Zalesky A., Fornito A., Mattingley J.B. Dynamic cooperation and competition between brain systems during cognitive control. Trends Cogn. Sci. 2013. 17: 494–501.

  11. Cole M.W., Schneider W. The cognitive control network: integrated cortical regions with dissociable functions. Neuroimage. 2007. 37: 343–360.

  12. Corbetta M., Shulman G.L. Control of goal-directed and stimulus-driven attention in the brain. Nature reviews neuroscience. 2002. 3: 201–215.

  13. Debener S., Ullsperger M., Siegel M., Fiehler K., von Cramon D.Y., Engel A.K. Single-trial EEG/fMRI reveals the dynamics of cognitive function. Trends Cogn. Sci. 2006. 10: 558–563.

  14. Delorme A., Makeig S. EEGLAB: an open source toolbox for analysis of single-trial EEG dynamics including independent component analysis. J. Neurosci. Methods. 2004. 134: 9–21.

  15. De Pasquale F., Della Penna S., Snyder A.Z., Lewis C., Mantini D., Marzetti L., Belardinelli P., Ciancetta L., Pizzella V., Romani G.L., Corbetta M. Temporal dynamics of spontaneous MEG activity in brain networks. PNAS. 2010. 107(13): 6040–6045.

  16. Dietrich A., Kanso R. A review of EEG, ERP and neuroimaging studies of creativity and insight. Psychol. Bull. 2010. 136: 822–848.

  17. Dodds R.D., Ward T.B., Smith S.M. Incubation in problem solving and creativity. In The Creativity Research Handbook (Vol. 3). Ed. M.A. Runco, Cresskill, NJ: Hampton, 2003.

  18. Fox M.D., Snyder A.Z., Vincent J.L., Corbetta M., Van Essen D.C., Raichle M.E. The human brain is intrinsically organized into dynamic, anticorrelated functional networks. PNAS. 2005. 102 (27): 9673–9678.

  19. Ghiselin B. The Creative Process. NY: New American Library, 1952.

  20. Hipp J.F., Hawellek D.J., Corbetta M., Siegel M., Engel A.K. Large-scale cortical correlation structure of spontaneous oscillatory activity. Nat. Neurosci. 2012. 15 (6): 884–890.

  21. Jung R.E., Segall J.M., Bockholt H.J., Chavez R.S., Flores R., Haier R.J. Neuroanatomy of creativity. Hum. Brain Mapp. 2010. 31: 398–409.

  22. Jung R.E., Mead B.S., Carrasco J., Flores R.A. The structure of creative cognition in the human brain. Front. Hum. Neurosci. 2013. 7: 1–13.

  23. Knyazev G.G. Motivation, emotion, and their inhibitory control mirrored in brain oscillations. Neuroscience Biobehav. Rev. 2007. 31: 377–395.

  24. Knyazev G.G. EEG correlates of self-referential processing. Front. Hum. Neurosci. 2013. 7: 264.

  25. Knyazev G.G., Savostyanov A.N., Bocharov A.V., Tamozhnikov S.S., Saprigyn A.E. Task-positive and task-negative networks and their relation to depression: EEG beamformer analysis. Behav. Brain Res. 2016. 306: 160–169.

  26. Knyazev G.G., Savostyanov A.N., Bocharov A.V., Brak I.V., Osipov E.A., Filimonova E.A., Saprigyn A.E., Aftanas L.I. Task-positive and task-negative networks in major depressive disorder: A combined fMRI and EEG study. J. Affect. Disord. 2018. 235: 211–219.

  27. Kounios J., Beeman M. The Aha! Moment the cognitive neuroscience of insight. Curr. Dir. Psychol. Sci. 2009. 18: 210–216.

  28. Kühn S., Ritter S.M., Müller B.C.N., van Baaren R.B., Brass M., Dijksterhuis A. The Importance of the Default Mode Network in Creativity – A Structural MRI Study. J. Creat. Behav. 2014. 48: 152–163.

  29. Mason M.F., Norton M.I., Van Horn J.D., Wegner D.M., Grafton S.T., Macrae C.N. Wandering minds: the default network and stimulus-independent thought. Science. 2007. 315: 393–395.

  30. Mednick S.A., Mednick M.T. Remote Associates Test, college and adult form. 1959, 1962.

  31. Menon V., Uddin L.Q. Saliency, switching, attention and control: a network model of insula function. Brain Struct. Funct. 2010. 214: 655–667.

  32. Siems M., Pape A.A., Hipp J.F., Siegel M. Measuring the cortical correlation structure of spontaneous oscillatory activity with EEG and MEG. Neuroimage. 2016. 129: 345–355.

  33. Sio U.N., Ormerod T.C. Does incubation enhance problem solving? A meta-analytic review. Psychol. Bull. 2009. 135: 94–120.

  34. Smallwood J., Nind L., O’Connor R.C. When is your head at? An exploration of the factors associated with the temporal focus of the wandering mind. Conscious. Cogn. 2009. 18: 118–125.

  35. Smallwood J., Schooler J.W. The restless mind. Psychol. Bull. 2006. 132, 946–958.

  36. Vincent J.L., Patel G.H., Fox M.D., Snyder A.Z., Baker J.T., Van Essen D.C., Zempel  J.M., Snyder L.H., Corbetta M., Raichle M.E. Intrinsic functional architecture in the anaesthetized monkey brain. Nature. 2007. 447: 83–86.

  37. Wallas G. The Art of Thought. NY: Harcourt Brace, 1926.

  38. Wens V., Mary A., Bourguignon M., Goldman S., Marty B., Op D.B.M., Bogaert P.V., Peigneux P., De Tiege X. About the electrophysiological basis of resting state networks. Clin. Neurophysiol. 2014. 125 (8): 1709–1714.

  39. Van Veen B.D., van Drongelen W., Yuchtman M., Suzuki A. Localization of brain electrical activity via linearly constrained minimum variance spatial filtering. IEEE Trans. Biomed. Eng. 1997. 44: 867–880.

  40. Yang J., Weng X., Zang Y., Xu M., Xu X. Sustained activity within the default mode network during an implicit memory task. Cortex. 2010. 46: 354–366.

Дополнительные материалы отсутствуют.