ЭЭГ-корреляты конкурентных и кооперационных взаимодействий

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

Целью данной работы — исследование особенностей и определение локализации источников тока α- и θ-ритмов, сопровождающих конкуренцию и кооперацию с другим игроком, а также индивидуальное построение фигуры в компьютерной игре. Выборка состояла из 42 добровольцев (24 женщины) в возрасте от 18 до 47 лет. Анализ различий плотности источников тока 127 канальной ЭЭГ в разных условиях игры был выполнен в программе eLoreta. Во время конкуренции спектральная плотность θ-ритма была больше, чем в условиях кооперации и этот эффект был наиболее выражен в передней поясной коре и медиальной префронтальной коре. Согласно литературным данным о функциональных коррелятах θ-ритма, можно предположить, что выявленное во время конкуренции увеличение медиального фронтального θ-ритма может быть связано со сфокусированным вниманием и процессами когнитивного контроля. Плотность источников α-ритма в теменных и зрительных областях коры во время совместной игры (кооперация и конкуренция) была меньше по сравнению с индивидуальным выполнением. Во время кооперации спектральная плотность α-ритма была меньше по сравнению с конкуренцией. Выявленное в исследовании наибольшее снижение спектральной плотности α-ритма в условии кооперации, согласуется с представлениями о связи снижения α-ритма и процессов понимания намерений другого человека.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

А. В. Бочаров

ФГБНУ Научно-исследовательский институт нейронаук и медицины; Национальный исследовательский Новосибирский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: bocharovav@neuronm.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

А. Н. Савостьянов

ФГБНУ Научно-исследовательский институт нейронаук и медицины; Национальный исследовательский Новосибирский государственный университет

Email: bocharovav@neuronm.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

С. С. Таможников

ФГБНУ Научно-исследовательский институт нейронаук и медицины

Email: bocharovav@neuronm.ru
Россия, Новосибирск

П. Д. Рудыч

ФГБНУ Научно-исследовательский институт нейронаук и медицины; Национальный исследовательский Новосибирский государственный университет

Email: bocharovav@neuronm.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

Е. А. Заварзин

ФГБНУ Научно-исследовательский институт нейронаук и медицины; Национальный исследовательский Новосибирский государственный университет

Email: bocharovav@neuronm.ru
Россия, Новосибирск; Новосибирск

А. E. Сапрыгин

ФГБНУ Научно-исследовательский институт нейронаук и медицины

Email: bocharovav@neuronm.ru
Россия, Новосибирск

E. А. Меркулова

ФГБНУ Научно-исследовательский институт нейронаук и медицины

Email: bocharovav@neuronm.ru
Россия, Новосибирск

Г. Г. Князев

ФГБНУ Научно-исследовательский институт нейронаук и медицины

Email: bocharovav@neuronm.ru
Россия, Новосибирск

Список литературы

  1. Decety J., Jackson P.L., Sommerville J.A. et al. The neural bases of cooperation and competition: an fMRI investigation // Neuroimage. 2004. V. 23. № 2. P. 744.
  2. Balconi M., Crivelli D., Vanutelli M.E. Why to cooperate is better than to compete: brain and personality components // BMC Neurosci. 2017. V. 18. № 1. P. 68.
  3. Шемякина Н.В., Нагорнова Ж.В. Нейрофизиологические характеристики соревнования в навыках и кооперации при выполнении творческих задач — обзор исследований с использованием технологии гиперсканнинга // Физиология человека. 2021. T. 47. № 1. C. 104.
  4. Balconi M., Vanutelli M.E. Cooperation and competition with hyperscanning methods: review and future application to emotion domain // Front. Comput. Neurosci. 2017. V. 11. P. 86.
  5. Liu D., Liu S., Liu X. et al. Interactive brain activity: review and progress on EEG-based hyperscanning in social interactions // Front. Psychol. 2018. V. 9. P. 1862.
  6. Astolfi L., Toppi J., Borghini G. et al. Study of the functional hyperconnectivity between couples of pilots during flight simulation: an EEG hyperscanning study // Annu. Int. Conf. IEEE Eng. Med. Biol. Soc. 2011. V. 2011. P. 2338.
  7. Ring C., Kavussanu M., Cooke A. Effects of cooperation and competition on performance, emotion, and effort: goal and means interdependence // J. Sport Exerc. Psychol. 2022. V. 44. № 2. P. 86.
  8. Tauer J.M., Harackiewicz J.M. The effects of cooperation and competition on intrinsic motivation and performance // J. Pers. Soc. Psychol. 2004. V. 86. № 6. P. 849.
  9. Knyazev G.G. Motivation emotion and their inhibitory control mirrored in brain oscillations // Neurosci. Biobehav. Rev. 2007. V. 31. № 3. P. 377.
  10. Ciaramidaro A., Becchio C., Colle L. et al. Do you mean me? Communicative intentions recruit the mirror and the mentalizing system // Soc. Cogn. Affect. Neurosci. 2014. V. 9. № 7. P. 909.
  11. 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. 2007. V. 2. № 1. P. 62.
  12. Perry A., Trojeb N.F., Bentin S. Exploring motor system contributions to the perception of social information: evidence from EEG activity in the mu/alpha frequency range // Soc. Neurosci. 2010. V. 5. № 3. P. 272.
  13. Cavanagh J.F., Frank M.J. Frontal theta as a mechanism for cognitive control // Trends Cogn. Sci. 2014. V. 18. № 8. P. 414.
  14. Cohen M.X. A neural microcircuit for cognitive conflict detection and signaling // Trends Neurosci. 2014. V. 37. № 9. P. 480.
  15. Wascher E., Rasch B., Sänger J. et al. Frontal theta activity reflects distinct aspects of mental fatigue // Biol. Psychol. 2014. V. 96. P. 57.
  16. Magosso E., Ricci G., Ursino M. Alpha and theta mechanisms operating in internal-external attention competition // J. Integr. Neurosci. 2021. V. 20. № 1. P. 1.
  17. Махин С.А. Система “зеркальных нейронов”: Актуальные достижения и перспективы ЭЭГ-исследований // Ученые записки Таврического федерального университета имени В.И. Вернадского. Серия “Биология, химия”. 2012. Т. 25. № 1. C. 142.
  18. Столбков Ю.К., Герасименко Ю.П. Когнитивная двигательная реабилитация: воображение и наблюдение моторных действий // Физиология человека. 2021. Т. 47. № 1. C. 123.
  19. Delorme A., Makeig S. EEGLAB: an open source toolbox for analysis of single- trial EEG dynamics including independent component analysis // J. Neurosci. Methods. 2004. V. 134. № 1. P. 9.
  20. Pascual-Margui R.D. Standardized low-resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA). Technical details // Methods Find. Exp. Clin. Pharmacol. 2002. V. 24. Suppl D. P. 5.
  21. Бочаров А.В., Савостьянов А.Н., Сапрыгин А.Е., Меркулова Е.А., Таможников С.С., Прошина Е.А., Князев Г.Г. Снижение альфа- и бета-осцилляций в процессе виртуального социального взаимодействия // Физиология человека. 2023. Т. 49. № 1. С. 42.
  22. Каримова Е.Д., Смольская Д.В., Нараткина А.А. Активность зеркальной системы мозга у людей с депрессивным симптомокомплексом // Ж. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2023. Т. 73. № 2. C. 230.
  23. Gevins A., Smith M.E., McEvoy L., Yu D. High-resolution EEG mapping of cortical activation related to working memory: effects of task difficulty, type of processing, and practice // Cereb. Cortex. 1997. V. 7. № 4. P. 374.
  24. Pfurtscheller G., Lopes da Silva F.H. Event-related EEG/MEG synchronization and desynchronization: Basic principles // Clin. Neurophysiol. 1999. V. 110. № 11. P. 1842.
  25. Tang W., Jbabdi S., Zhu Z. et al. A connectional hub in the rostral anterior cingulate cortex links areas of emotion and cognitive control // Elife. 2019. V. 8. P. e43761.
  26. Redcay E., Schilbach L. Using second-person neuroscience to elucidate the mechanisms of social interaction // Nat. Rev. Neurosci. 2019. V. 20. № 8. P. 495.
  27. Hill M.R., Boorman E.D., Fried I. Observational learning computations in neurons of the human anterior cingulate cortex // Nat. Commun. 2016. V. 7. P. 12722.
  28. Apps M.A., Sallet J. Social learning in the medial prefrontal cortex // Trends Cogn. Sci. 2017. V. 21. № 3. P. 151.
  29. Goldberg I.I., Harel M., Malach R. When the brain loses its self: prefrontal inactivation during sensorimotor processing // Neuron. 2006. V. 50. № 2. P. 329.
  30. Gusnard D.A., Akbudak E., Shulman G.L., Raichle M.E. Medial prefrontal cortex and self-referential mental activity: relation to a default mode of brain function // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2001. V. 98. № 7. P. 4259.
  31. Scheeringa R., Bastiaansen M.C., Petersson K.M. et al. Frontal theta EEG activity correlates negatively with the default mode network in resting state // Int. J. Psychophysiol. 2008. V. 67. № 3. P. 242.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Сравнение источников θ-ритма условий конкуренции и кооперации.

Скачать (446KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Результат сравнения источников θ-ритма в условиях кооперации и индивидуального выполнения.

Скачать (401KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Сравнение источников α-ритма во время конкуренции по сравнению с индивидуальным выполнением. Меньшая плотность источников тока была обнаружена в условии конкуренции по сравнению с индивидуальным вы- полнением.

Скачать (433KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Сравнение источников α-ритма во время кооперации по сравнению с индивидуальным выполнением.

Скачать (417KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Сравнение источников α-ритма в условиях конкуренции и кооперации. Бо́льшая плотность источников тока была обнаружена в условии конкуренции по сравнению с кооперацией.

Скачать (531KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024