ОЦЕНКА МЕЖСУБЪЕКТНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ У ЗРИТЕЛЕЙ В УСЛОВИЯХ ТЕАТРАЛЬНОЙ ПОСТАНОВКИ. ПИЛОТНОЕ ЭЭГ-ИССЛЕДОВАНИЕ В ПАРАДИГМЕ ГИПЕРСКАНИНГА

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

В данной работе представлены результаты анализа межсубъектной синхронизации биоэлектрической активности мозга зрителей при просмотре сказочной театральной постановки. В работе рассматривается синхронизация между участниками без внешней подачи стимулов (т.е. без возникновения вызванных потенциалов). Техническая синхронизация данных электроэнцефалограммы (ЭЭГ) присутствовала без привлечения внимания испытуемых (специальными внешними стимулами), а только с целью точного временного сопоставления фрагментов ЭЭГ испытуемых в разные периоды просмотра постановки. ЭЭГ-данные испытуемых рассматривались как индивидуально, так и в парах. При индивидуальном рассмотрении оценивали спектральную мощность ЭЭГ в состояниях спокойного бодрствования в Δ (1.5–4 Гц)-, θ (4–8 Гц)-, α1 (8–10 Гц)-, α2 (10–13 Гц)-, β1 (13–18 Гц)- и β2 (18–30 Гц)-диапазонах ЭЭГ до и после просмотра постановки и на разных этапах просмотра постановки. В парах (21 пара по принципу – каждый с каждым) проводилась оценка фазовой синхронизации (phase locking value – PLV) и коэффициентов круговой корреляции (circular correlation coefficient – CCorr). Различий спектральной мощности фоновых состояний до и после просмотра постановки выявлено не было, что может быть рассмотрено как отсутствие утомления у зрителей. При этом наблюдалось уменьшение мощности в α1– и α2-диапазонах частот ЭЭГ на разных этапах просмотра постановки, особенно выраженное в середине постановки – по сравнению с фоновой ЭЭГ, потенциально связанное с селективным вниманием, эмоционально-эстетическими переживаниями и эмоциональной вовлеченностью в сюжет, необходимыми для его восприятия и осознания. Оценка показателей межсубъектной синхронизации продемонстрировала увеличение синхронизации (и PLV, и CCorr) в θ-, α1,2-диапазонах частот для центрально-теменно-затылочных областей и уменьшение синхронизации лобных зон мозга (относительно искусственно сформированных данных), наиболее выраженное на второй стадии просмотра театральной постановки – по всей видимости, в период кульминации сюжета.

Об авторах

Е. М Заводова

ФГБУН Институт эволюционной физиологии и биохимии имени И.М. Сеченова РАН

Email: catherine.zavodova@itmo.ru
ORCID iD: 0009-0000-0329-4487
младший научный сотрудник Санкт-Петербург, Российская Федерация

Ж. В Нагорнова

ФГБУН Институт эволюционной физиологии и биохимии имени И.М. Сеченова РАН

Email: nagornova_zh@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-6476-3141
кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Санкт-Петербург, Российская Федерация

Н. А Зырянов

ФГБУН Институт эволюционной физиологии и биохимии имени И.М. Сеченова РАН

Email: zenikich2000@gmail.com
старший лаборант-исследователь Санкт-Петербург, Российская Федерация

Н. В Шемякина

ФГБУН Институт эволюционной физиологии и биохимии имени И.М. Сеченова РАН

Email: shemyakina_n@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-8936-0082
кандидат биологических наук, ведущий научный сотрудник Санкт-Петербург, Российская Федерация

Список литературы

  1. Montague P.R., Berns G.S., Cohen J.D. et al. Hyperscanning: simultaneous fMRI during linked social interactions // NeuroImage. 2002. V. 16. № 4. P. 1159.
  2. Dumas G. Towards a two-body neuroscience // Commun. Integr. Biol. 2011. V. 4. № 3. P. 349.
  3. Babiloni F., Astolfi L. Social neuroscience and hyperscanning techniques: Past, present and future // Neurosci. Biobehav. Rev. 2012. V. 44. P. 76.
  4. Sänger J., Lindenberger U., Müller V. Interactive brains, social minds // Commun. Integr. Biol. 2011. V. 4. № 6. P. 655.
  5. Hakim U., De Felice S., Pinti P. et al. Quantification of inter-brain coupling: A review of current methods used in haemodynamic and electrophysiological hyperscanning studies // NeuroImage. 2023. V. 280. P. 120354.
  6. Шемякина Н.В., Нагорнова Ж.В. Нейрофизиологические характеристики соревнования в навыках и кооперации при выполнении творческих задач — обзор исследований с использованием технологии гиперсканингиа // Физиология человека. 2021. Т. 47. № 1. С. 104.
  7. Schwartz L., Levy J., Endevelt-Shapira Y. et al. Technologically-assisted communication attenuates inter-brain synchrony // NeuroImage. 2022. V. 264. P. 119677.
  8. Deng X., Chen X., Wang J. The paradox of social avoidance and the yearning for understanding: Elevated interbrain synchrony among socially avoidant individuals during expression of negative emotions // Int. J. Clin. Health Psychol. 2024. V. 24. № 3. P. 100500.
  9. Greaves D.A., Pinti P., Din S. et al. Exploring theater neuroscience: Using wearable functional near-infrared spectroscopy to measure the sense of self and interpersonal coordination in professional actors // J. Cogn. Neurosci. 2022. V. 34. № 12. P. 2215.
  10. Michalareas G., Rudwan I.M.A., Lehr C. et al. A scalable and robust system for audience EEG recordings // Heliyon. 2023. V. 9. № 10. P. e20725.
  11. Müller V., Lindenberger U. Intra- and interbrain synchrony and hyperbrain network dynamics of a guitarist quartet and its audience during a concert // Ann. N. Y. Acad. Sci. 2023. V. 1523. № 1. P. 74.
  12. Ramírez-Moreno M.A., Cruz-Garza J.G., Acharya A. et al. Brain-to-brain communication during musical improvisation: A performance case study // F1000Res. 2023. V. 11. P. 989.
  13. Chabin T., Gabriel D., Comte A., Pazart L. Audience interbrain synchrony during live music is shaped by both the number of people sharing pleasure and the strength of this pleasure // Front. Hum. Neurosci. 2022. V. 16. P. 855778.
  14. Acquadro M.A., Congedo M., De Ridder D. Music Performance as an experimental approach to hyperscanning studies // Front. Hum. Neurosci. 2016. V. 10. P. 242.
  15. Bhattacharya J., Petsche H. Drawing on mind’s canvas: Differences in cortical integration patterns between artists and non-artists // Hum. Brain Mapp. 2005. V. 26. № 1. P. 1.
  16. Sigl J.C., Chamoun N.G. An introduction to bispectral analysis for the electroencephalogram // J. Clin. Monit. 1994. V. 10. № 6. P. 392.
  17. Høffding S., Yi W., Lippert E. et al. Into the Hive-Mind: Shared absorption and cardiac interrelations in expert and student string quartets // Music Sci. 2023. V. 6. doi: 10.1177/20592043231168597
  18. Vigário R.N. Extraction of ocular artefacts from EEG using independent component analysis // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1997. V. 103. № 3. P. 395.
  19. Jung T.P., Makeig S., Westerfield M. et al. Removal of eye activity artifacts from visual event-related potentials in normal and clinical subjects // Clin. Neurophysiol. 2000. V. 111. № 10. P. 1745.
  20. Терещенко Е.П., Пономарев В.А., Кропотов Ю.Д., Мюллер А. Сравнение эффективности различных методов удаления артефактов морганий при анализе количественной электроэнцефалограммы и вызванных потенциалов // Физиология человека. 2009. Т. 35. № 2. С. 124.
  21. Bendat J.S., Piersol A.G., Saunders H. Random data-analysis and measurement procedures // J. Vib. Acoust. 1989. V. 111. № 3. P. 354.
  22. Jammalamadaka S.R., SenGupta A. Topics in circular statistics / Series on multivariate analysis. World Scientific, Singapore, 2001. 336 p.
  23. Ayrolles A., Brun F., Chen P. et al. HyPyP: A Hyperscanning Python Pipeline for inter-brain connectivity analysis // Soc. Cogn. Affect Neurosci. 2021. V. 16. № 1–2. P. 72.
  24. Huynh H., Feldt L.S. Estimation of the box correction for degrees of freedom from sample data in randomized block and split-plot designs // J. Educ. Stat. 1976. V. 1. P. 69.
  25. Tran Y., Craig A., Craig R. et al. The influence of mental fatigue on brain activity: Evidence from a systematic review with meta-analyses // Psychophysiology. 2020. V. 57. № 5. P. e13554.
  26. Wascher E., Rasch B., Sänger J. et al. Frontal theta activity reflects distinct aspects of mental fatigue // Biol. Psychol. 2013. V. 96. P. 57.
  27. Cajochen C., Brunner D.P., Krauch K. et al. Power density in Theta/Alpha frequencies of the waking EEG progressively increases during sustained wakefulness // Sleep. 1995. V. 18. № 10. P. 890.
  28. Pfurtscheller G. Event-related synchronization (ERS): An electrophysiological correlate of cortical areas at rest // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1992. V. 83. № 1. P. 62.
  29. Klimesch W. Memory processes, brain oscillations and EEG synchronization // Int. J. Psychophysiol. 1996. V. 24. № 1–2. P. 61.
  30. Klimesch W., Schimke H., Pfurtscheller G. Alpha frequency, cognitive load and memory performance // Brain Topogr. 1993. V. 5. № 3. P. 241.
  31. Klimesch W., Schimke H., Schwatger J. Episodic and semantic memory: An analysis in the EEG theta and alpha band // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1994. V. 91. № 6. P. 428.
  32. Klimesch W., Schimke H., Doppelmayr M. et al. Event-related desynchronization (ERD) and the Dm effect: Does alpha desynchronization during encoding predict later recall performance? // Int. J. Psychophysiol. 1996. V. 24. № 1–2. P. 47.
  33. Шемякина Н.В., Нагорнова Ж.В., Грохотова А.В. и др. Изучение ЭЭГ-характеристик эстетического восприятия и оценки произведений живописи в условиях посещения музея. Нейроэстетическое исследование // Физиология человека. 2024. Т. 50. № 4. С. 32.
  34. Peylo C., Hilla Y., Sausserg P. Cause or consequence? Alpha oscillations in visuospatial attention // Trends Neurosci. 2021. V. 44. № 9. P. 705.
  35. Romeo Z., Fusina F., Semenzato L. et al. Comparison of slides and video clips as different methods for inducing emotions: An electroencephalographic alpha modulation study // Front. Hum. Neurosci. 2022. V. 16. P. 901422.
  36. Tanaka S. Mirror neuron activity during audiovisual appreciation of opera performance // Front. Psychol. 2021. V. 11. P. 563031.
  37. Babiloni C., Buffo P., Vecchio F. et al. Brains “in concert”: Frontal oscillatory alpha rhythms and empathy in professional musicians // NeuroImage. 2011. V. 60. № 1. P. 105.
  38. Oberman L.M., Pineda J.A., Ramachandran V.S. The human mirror neuron system: A link between action observation and social skills // Soc. Cogn. Affect. Neurosci. 2006. V. 2. № 1. P. 62.
  39. Iacoboni M., Dapretto M. The mirror neuron system and the consequences of its dysfunction // Nat. Rev. Neurosci. 2006. V. 7. № 12. P. 942.
  40. Molenberghs P., Cunnington R., Mattingley J.B. Brain regions with mirror properties: A meta-analysis of 125 human fMRI studies // Neurosci. Biobehav. Rev. 2012. V. 36. № 1. P. 341.
  41. Molenberghs P., Hayward L., Mattingley J.B., Cunnington R. Activation patterns during action observation are modulated by context in mirror system areas // Neuroimage. 2012. V. 59. № 1. P. 608.
  42. Tervaniemi M., Pousi S., Seppala M., Makkonen T. Brain oscillation recordings of the audience in a live concert-like setting // Cogn. Process. 2021. V. 23. № 2. P. 329.
  43. Nemati S., Akrami H., Salehi S. et al. Lost in music: Neural signature of pleasure and its role in modulating attentional resources // Brain Res. 2019. V. 1711. P. 7.
  44. Djalovski A., Dumas G., Kureich S., Feldman R. Human attachments shape interbrain synchrony toward efficient performance of social goals // NeuroImage. 2020. V. 226. P. 117600.
  45. Bernhardt B.C., Singer T. The neural basis of empathy // Annu. Rev. Neurosci. 2012. V. 35. P. 1.
  46. Pérez A., Dumas G., Karadag M., Duñabeitia J.A. Differential brain-to-brain entrainment while speaking and listening in native and foreign languages // Cortex. 2018. V. 111. P. 303.
  47. Dumas G., Nadel J., Soussignan R. et al. Inter-brain synchronization during social interaction // PLoS One. 2010. V. 5. № 8. P. e12166.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).