Изучение ЭЭГ-характеристик эстетического восприятия и оценки произведений живописи в условиях посещения музея. Нейроэстетическое исследование

Обложка

Цитировать

Полный текст

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

Аннотация

В сравнительном нейроэстетическом исследовании в условиях естественного посещения моновыставки М. Врубеля (Русский музей, г. Санкт-Петербург) приняли участие 28 чел. (30–70 лет, 12 мужчин, 16 женщин; 10 художников и 18 нехудожников). Во время посещения экспозиции (~60 мин) у испытуемых регистрировали электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Испытуемые от 30 с до 3 мин рассматривали картины и серией нажатий на кнопку-отметчик (от 1 до 10) оценивали субъективную эстетическую "привлекательность" полотен. Были проанализированы: спектральная мощность в α1 (8–10 Гц)-, α2 (10–13 Гц)-, β1 (13–18 Гц)-, β2 (13–30 Гц)-диапазонах частот ЭЭГ при просмотре наиболее известных картин М. Врубеля ("Богатырь", "Царевна-Лебедь", "Лебедь", "Демон сидящий", "Демон летящий", "Пан" и др.); и связанная с событиями синхронизация/десинхронизация ЭЭГ относительно субъективной эмоционально-эстетической оценки полотен художниками и нехудожниками. У художников наблюдались меньшие значения спектральной мощности в α1 (отведения F3, C3, T4, Pz)- и α2 (F3, Fz, F4, C3, Cz, C4, P3, Pz, P4)-диапазонах частот в лобных, центральных и теменных областях. Также у художников были выявлены меньшие значения мощности в β1, 2-диапазонах частот в лобных (F3, F4, C3) и бóльшие — в затылочных (O1, O2 – β1, β2) и задневисочных областях (β2) коры при сравнении с группой испытуемых без специального художественного образования. Принятие решения о высокой эмоционально-эстетической привлекательности полотен у художников по сравнению с нехудожниками сопровождалось увеличением связанной с событием синхронизации ЭЭГ в полосе частот 11.5–27 Гц в лобных и центральных областях коры за 580–360 мс до обозначения ответа, тогда как низкая эмоционально-эстетическая оценка характеризовалась у художников бóльшей десинхронизацией ЭЭГ по сравнению с нехудожниками в полосе частот 9–27 Гц, начинавшейся за 60 мс до начала обозначения ответа и длящейся до 440 мс после него в задневисочных и теменных областях. Различия в лобных зонах коры можно связать с большим вовлечением системы награды при восприятии эстетически приятных полотен, а различия в теменных и задневисочных зонах – с продолжающимся зрительным синтезом (более длительное зрительное внимание) при восприятии субъективно менее привлекательных картин у художников по сравнению с нехудожниками.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Н. В. Шемякина

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

Автор, ответственный за переписку.
Email: shemyakina_n@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Ж. В. Нагорнова

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

Email: shemyakina_n@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. В. Грохотова

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

Email: shemyakina_n@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. А. Галкин

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

Email: shemyakina_n@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. А. Васенькина

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

Email: shemyakina_n@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

С. В. Бирюкова

Русский музей

Email: shemyakina_n@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Ю. Г. Потапов

Мансарда Художников

Email: shemyakina_n@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Pannese A. A gray matter of taste: Sound perception, music cognition, and Baumgarten’s aesthetics // Stud. Hist. Philos. Biol. Biomed. Sci. 2012. V. 43. № 3. P. 594.
  2. Leder H., Belke B., Oeberst A. et al. A model of aesthetic appreciation and aesthetic judgments // Br. J. Psychol. 2004. V. 95. Pt. 4. P. 489.
  3. Красота и мозг. Биологические аспекты эстетики. Пер. с англ. Под ред. Ренчлера И., Херцбергер Б., Эпстайна Д. М.: Мир, 1995. 335 с.
  4. Changeux J.P., Mandelbrojt J., Yves B. et al. Art and Neuroscience // Leonardo. 1994. V. 27. № 3. P. 189.
  5. Zeki S., Lamb M. The neurology of kinetic art // Brain. 1994. V. 117. Pt. 3. P. 607.
  6. Zeki S. Art and the brain // J. Conscious. Stud. 1999. V. 6. P. 76.
  7. Kirk U., Skov M., Hulme O. et al. Modulation of aesthetic value by semantic context: an fMRI study // Neuroimage. 2009. V. 44. № 3. P. 1125.
  8. Сhatterjee A., Vartanian O. Neuroaesthetics // Trends Cogn. Sci. 2014. V. 18. № 7. P. 370.
  9. Zhang W., Lai S., He X. et al. Neural correlates for aesthetic appraisal of pictograph and its referent: An fMRI study // Behav. Brain Res. 2016. V. 305. P. 229.
  10. Ishizu T., Zeki S. The brain's specialized systems for aesthetic and perceptual judgment // Eur. J. Neurosci. 2013. V. 37. № 9. P. 1413.
  11. Ishizu T., Zeki S. The experience of beauty derived from sorrow // Hum. Brain Mapp. 2017. V. 38. № 8. P. 4185.
  12. Kawabata H., Zeki S. Neural correlates of beauty // J. Neurophysiol. 2004. V. 91. № 4. P. 1699.
  13. Vartanian O., Goel V. Neuroanatomical correlates of aesthetic preference for paintings // Neuroreport. 2004. V. 15. № 5. P. 893.
  14. Cattaneo Z., Lega C., Flexas A. et al. The world can look better: enhancing beauty experience with brain stimulation // Soc. Cogn. Affect. Neurosci. 2014. V. 9. № 11. P. 1713.
  15. Jacobsen T., Höfel L. Descriptive and eva-luative judgment processes: behavioral and electrophysiological indices of processing symmetry and aesthetics // Cogn. Affect. Behav. Neurosci. 2003. V. 3. № 4. P. 289.
  16. Munar E., Nadal M., Castellanos N.P. et al. Aesthetic appreciation: event-related field and time-frequency analyses // Front. Hum. Neurosci. 2012. V. 5. P. 185.
  17. Cela-Conde C.J., Marty G., Maestú F. et al. Activation of the prefrontal cortex in the human visual aesthetic perception // Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2004. V. 101. № 16. P. 6321.
  18. van Paasschen J., Bacci F., Melcher D.P. The influence of art expertise and training on emotion and preference ratings for representational and abstract artworks // PLoS One. 2015. V. 10. № 8. P. e0134241.
  19. Vogt S., Magnussen S. Expertise in pictorial perception: eye-movement patterns and visual memory in artists and laymen // Perception. 2007. V. 36. № 1. P. 91.
  20. Perceptual expertise: Bridging brain and behavior / Eds. Gauthier I., Tarr M.J., Bub D. New York: Oxford University Press, 2010. 416 p.
  21. Chamberlain R., McManus I.C., Brunswick N. et al. Drawing on the right side of the brain: a voxel-based morphometry analysis of observational drawing // Neuroimage. 2014. V. 96. P. 167.
  22. Kottlow M., Praeg E., Luethy C., Jancke L. Artists’s; advance: decreased upper alpha power while drawing in artists compared with non-artists // Brain Topogr. 2011. V. 23. № 4. P. 392.
  23. Klimesch W. EEG alpha and theta oscillations reflect cognitive and memory performance: a review and analysis // Brain Res. Brain Res. Rev. 1999. V. 29. № 2–3. P. 169.
  24. Klimesch W., Schimke H., Pfurtscheller G. Alpha frequency, cognitive load and memory performance // Brain Topogr. 1993. V. 5. № 3. P. 241.
  25. Harley E.M., Dillon A.M., Loftus G.R. Why is it difficult to see in the fog? How stimulus contrast affects visual perception and visual memory // Psychon. Bull. Rev. 2004. V. 11. № 2. P. 197.
  26. Bhattacharya J., Petsche H. Shadows of artistry: Cortical synchrony during perception and imagery of visual art // Brain Res. Brain Res. Rev. 2002. V. 13. № 2. P. 179.
  27. Batt R., Palmiero M., Nakatani C., van Leeuwen C. Style and spectral power: processing of abstract and representational art in artists and non-artists // Perception. 2010. V. 39. № 12. P. 1659.
  28. Else J.E., Ellis J., Orme E. Art expertise modulates the emotional response to modern art, especially abstract: An ERP investigation // Front. Hum. Neurosci. 2015. V. 9. P. 525.
  29. Pang C.Y., Nadal M., Müller-Paul J.S. et al. Electrophysiological correlates of looking at paintings and its association with art expertise // Biol. Psychol. 2013. V. 93. № 1. P. 246.
  30. Shourie N., Firoozabadi M., Badie K. Analysis of EEG signals related to artists and nonartists during visual perception, mental imagery, and rest using approximate entropy // Biomed Res. Int. 2014. V. 2014. P. 764382.
  31. Fudali-Czyż A., Francuz P., Augustynowicz P. The effect of art expertise on eye fixation-related potentials during aesthetic judgment task in focal and ambient modes // Front. Psychol. 2018. V. 9. P. 1972.
  32. Shemyakina N.V., Potapov Y.G. Development of methodology for investigation of artists’ creativity and studying the neurophysiological characteristics of visual creativity in ecological conditions of artistic studio (Review and methodology) // Human Physiology. 2023. V. 49. Suppl. 1. P. S147.
  33. Castellotti S., D’Agostino O., Mencarini A. et al. Psychophysiological and behavioral responses to descriptive labels in modern art museums // PLoS One. 2023. V. 18. № 5. P. e0284149.
  34. Babiloni F., Cherubino P., Graziani I. et al. Neuroelectric brain imaging during a real visit of a fine arts gallery: a neuroaesthetic study of XVII century Dutch painters // Annu. Int. Conf. IEEE Eng. Med. Biol. Soci. 2013. V. 2013. P. 6179.
  35. Babiloni F., Rossi D., Cherubino P. et al. The first impression is what matters: a neuroaesthetic study of the cerebral perception and appreciation of paintings by Titian // Annu. Int. Conf. IEEE Eng. Med. Biol. Soci. 2015. P. 7990.
  36. Davidson R.J., Ekman P., Saron C.D. et al. Approach-withdrawal and cerebral asymmetry: Emotional expression and brain physiology: I // J. Pers. Soc. Psychol. 1990. V. 58. № 2. P. 330.
  37. Доскин В.А., Лаврентьева Н.А., Мирошников М.П., Шарай В.Б. Тест дифференцированной самооценки функционального состояния // Вопросы психологии. 1973. № 6. С. 141.
  38. Chatterjee A., Widick P., Sternschein R. et al. The assessment of art attributes // Empiric. Stud. Arts. 2010. V. 28. № 2. P. 207.
  39. Fancourt D., Garnett C., Spiro N. et al. How do artistic creative activities regulate our emotions? Validation of the emotion regulation strategies for artistic creative activities scale (ERS-ACA) // PLoS One. 2019. V. 14. № 2. P. e0211362.
  40. Cruz-Garza J.G., Brantley J.A., Nakagome S. et al. Deployment of mobile EEG technology in an art museum setting: Evaluation of signal quality and usability // Front. Hum. Neurosci. 2017. V. 11. P. 527.
  41. Vigario R.N. Extraction of ocular artefacts from EEG using independent component analysis // Electroen cephalogr. Clin. Neurophysiol. 1997. V. 103. № 3. P. 395.
  42. 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.
  43. 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.
  44. Bendat J.C., Piersol A.G. Random data: Analysis and measurement procedures. 2nd ed. New York, NY, USA: John Wiley & Sons, 1986. 592 p.
  45. Handbook of Electroencephalography and Clinical Neurophysiology: Methods of Analysis of Brain and Magnetic Signals / Eds. Gevins A.S., Remond A. Amsterdam: Elsevier, 1987. 683 p.
  46. Tallon-Baudry C., Bertrand O. Oscillatory gamma activity in humans and its role in object representation // Trends Cogn. Sci. 1999. V. 3. № 4. P. 151.
  47. Maris E., Oostenveld R. Nonparametric statistical testing of EEG- and MEG-data // J. Neurosci. Methods. 2007. V. 164. № 1. P. 177.
  48. Пронина М.В., Пономарев В.А., Кропотов Ю.Д. Влияние сложности задачи на величину синхронизации ЭЭГ активности бета-диапазона в сенсомоторной коре // Рос. физиол. ж. им. И.М. Сеченова. 2022. Т. 108. № 11. С. 1442.
  49. Никишена И.С., Пономарев В.А., Кропотов Ю.Д. Связанные с событиями потенциалы мозга человека при сравнении зрительных стимулов // Физиология человека. 2023. Т. 49. № 3. С. 67.
  50. Christensen J.F., Gomila A. Introduction: Art and the brain: From pleasure to well-being // Prog. Brain Res. 2018. V. 237. P. xxvii-xlvi.
  51. Knyazev G.G. Motivation, emotion, and their inhibitory control mirrored in brain oscillations // Neurosci. Biobehav. Rev. 2007. V. 31. № 3. P. 377.
  52. Klimesch W., Doppelmayr M., Pachinger T., Ripper B. Brain oscillations and human memory performance: EEG correlates in the upper alpha and theta bands // Neuroscience Lett. 1997. V. 238. № 1–2. P. 9.
  53. 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.
  54. Petsche H., Kaplan S., von Stein A., Filz O. The possible meaning of the upper and lower alpha frequency ranges for cognitive and creative tasks // Int. J. Psychophysiol. 1997. V. 26. № 1–3. P. 77.
  55. Hanslmayr S., Klimesch W., Sauseng P. et al. Visual discrimination performance is related to decreased alpha amplitude but increased phase locking // Neurosci. Lett. 2005. V. 375. № 1. P. 64.
  56. Hanslmayr S., Aslan A., Staudigl T. et al. Prestimulus oscillations predict visual perception performance between and within subjects // Neuroimage. 2007. V. 37. № 4. P. 1465.
  57. Rihs T.A., Michel C.M., Thut G. Mechanisms of selective inhibition in visual spatial attention are indexed by alpha-band EEG synchronization // Eur. J. Neurosci. 2007. V. 25. № 2. P. 603.
  58. Klimesch W., Sauseng P., Hanslmayr S. EEG alpha oscillations: The inhibition–timing hypothesis // Brain Res. Rev. 2007. V. 53. № 1. P. 63.
  59. Montefusco-Siegmund R., Schwalm M., Rosales Jubal E. et al. Alpha EEG activity and pupil diameter coupling during inactive wakefulness in humans // eNeuro. 2022. V. 9. № 2. P. ENEURO.0060–21.2022.
  60. Данько С.Г., Бехтерева Н.П., Шемякина Н.В. и др. Электроэнцефалографические корреляты мысленного переживания эмоциональных личных и сценических ситуаций. Сообщение I. Характеристики локальной синхронизации // Физиология человека. 2003. Т. 29. № 3. С. 5.
  61. Marco-Pallarés J., Münte T.F., Rodríguez-Fornells A. The role of high-frequency oscillatory activity in reward processing and learning // Neurosci. Biobehav. Rev. 2015. V. 49. P. 1.
  62. Gómez C.M., Marco-Pallarés J., Grau C. Location of brain rhythms and their modulation by preparatory attention estimated by current density // Brain Res. 2006. V. 1107. № 1. P. 151.
  63. Griffiths B.J., Mayhew S.D., Mullinger K.J. et al. Alpha/beta power decreases track the fidelity of stimulus-specific information // Elife. 2019. V. 8. P. e49562.
  64. Bimler D.L., Snellock M., Paramei G.V. Art expertise in construing meaning of representational and abstract artworks // Acta Psychol. 2019. V. 192. P. 11.
  65. Mullennix J.W., Robinet J. Art Expertise and the processing of titled abstract art // Perception. 2018. V. 47. № 4. P. 359.
  66. Cupchik G.C., Vartanian O., Crawley A., Mikulis D.J. Viewing artworks: contributions of cognitive control and perceptual facilitation to aesthetic experience // Brain Cogn. 2009. V. 70. № 1. P. 84.
  67. Schlegel A., Alexander P., Fogelson S.V. et al. The artist emerges: visual art learning alters neural structure and function // NeuroImage. 2015. V. 105. P. 440.
  68. Belfi A.M., Vessel E.A., Brielmann A. et al. Dynamics of aesthetic experience are reflected in the default-mode network // NeuroImage. 2019. V. 188. P. 584.
  69. Pfurtscheller G., Neuper C., Mohl W. Event-related desynchronization (ERD) during visual processing // Int. J. Psychophysiol. 1994. V. 16. № 2–3. P. 147.
  70. Forner-Phillips N.A., Brown J.E., Silck B.M., Ross R.S. Alpha oscillatory power decreases are associated with better memory for higher valued information // Cogn. Neurosci. 2022. V. 13. № 2. P. 87.
  71. Sarasso P., Ronga I., Kobau P. et al. Beauty in mind: Aesthetic appreciation correlates with perceptual facilitation and attentional amplification // Neuropsychologia. 2020. V. 136. P. 107282.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Обобщенная структура "пробы" естественного перемещения испытуемых по экспозиции выставки М. Врубеля от одной картины к другой.

Скачать (477KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Усредненные спектры мощности электроэнцефалограмм (ЭЭГ) в группах художников и нехудожников при восприятии картин Врубеля. F3–P4 – позиции электродов (по системе 10/20), на каждом графике по оси х – частота (Гц), по оси y – мощность (мкВ2). Черная/серая линия – спектр мощности ЭЭГ художников/нехудожников. Топограммы представляют пространственное распределение мощности ЭЭГ для определенной частоты, иллюстрирующей распределение мощности в соответствующих диапазонах (8.79 Гц – α1, 10.25 Гц – α2, 14.65 Гц – β1) в группах художников (черная обводка) и нехудожников (серая обводка).

Скачать (620KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Частотно-временные разностные карты при сравнении связанной с событием синхронизации электроэнцефалограмм (ЭЭГ) в период эмоционально-эстетической оценки живописных произведений между художниками и нехудожниками при высокой (А) и низкой (Б) субъективной эмоционально-эстетической оценке картин. Fp1–O2 — позиции электродов (по системе 10/20), на каждом графике по оси х — время (мс): одно деление шкалы — 200 мс, вертикальная линия – начало ответа (первое нажатие на кнопку); по оси y —частота (Гц). Тоновая шкала соответствует разности мощности ЭЭГ (условные единицы). Белая линия (А) – значимый кластер синхронизации; черная линия (Б) – значимые кластеры десинхронизации ЭЭГ.

Скачать (875KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024