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

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».