EEG U KORELACIJI SA FUNKCIJOM PAŽNJE KOD LJUDI19

Frederik J. Bremner, V. Benignus i F. Moric Univerzitet Triniti, San Antonio, Teksas

Ovu studiju je potpomogla Fondacija za istraživanje uma (Mind Science Foundation) Los Anđeles, Kalifornija. Autori zahvaljuju gospodinu Hoseu Silvi na učešću u eksperimentu i Dejvidu L. Karlsonu za pomoć u pripremi rukopisa.

Bremner i njegovi saradnici predstavili su jedan model pažnje koji promene u EEG-u koristi kao zavisnu varijablu. (Bremner, 1970, Ford, Moric i Bremner 1968; Edi, Bremner i Tomas 1971; Harvic i Bremner 1972.). Ovaj model podrazumeva da postoje različite klase ili podskupovi pažnje s tim da, dok su podskupovi ortogonalni, nisu hijerarhijski uređeni. Već definisani podskupovi su: očekivanje, kontraočekivanje, orijentacija, buđenje i neusredsređenost (Harvic i Bremner, 1972.).

Upotrebna vrednost navedenog modela će rasti sa porastom njegove opštosti. Sadašnje studije pokušavaju da prošire opštost modela sa podataka koji se odnose na

životinje, a koji su upotrebljeni za njegovu prvobitnu koncepciju, na podatke koji se

odnose na ljudska stanja pažnje. Sadašnja studija se usredsredila na dva aspekta uopštavanja modela. Jedan od tih aspekata bio je da se vidi da li je EEG ljudi osetljiv na promene u bilo kom od prethodno pretpostavljenih podskupova. Drugi aspekt bio je da se odredi postoji li kod ljudi neki jedinstven podskup pažnje koji ne postoji ili da ga nije moguće utvrditi kod životinja.

Pošto je izvedeno puno eksperimenata za testiranje modela sa podskupom očekivanja,  ovaj  podskup  je  izabran  za  testiranje  pažnje  kod  ljudi.  Podsećamo

čitaoce da je očekivanje ovde upotrebljeno sa značenjem da su subjekti (S) naučili

odnos u kome nadražaj B sledi nadražaj A.

Pošto će detalji procedure biti razrađeni u delu o metodu, dovoljno je reći da će to biti učinjeno klasičnom paradigmom uslovljavanja. Ova paradigma sledila je, što

je moguće bliže, onu koja je upotrebljena za prikupljanje podataka o životinjama.

Podaci o životinjama, međutim, zavisili su od spremnosti i raspoloživosti Teta ritma. S druge strane, karakteristika EEG podataka o ljudima jeste da imaju visoku verovatnoću Alfa ritma. Zbog toga je Alfa ritam upotrebljen kao baza podataka za zavisnu "promenljivu". Drugi aspekt ove studije može zapravo biti i zanimljiviji. Psiholozi su često raspravljali o postojanju unutrašnje svesti kod ljudi. Sadašnji model se bavi ovim pitanjem stvarajući od unutrašnje usredsređenosti podskup pažnje. Podskup unutrašnje usredsređenosti karakteriše se odsustvom spoljnog nadražaja i mogućnošću testiranja samo kod ljudi. Predloženo je da se ovaj podskup

1   "EEG u korelaciji sa funkcijom pažnje kod ljudi" je objavljen u Neuropsihologiji, Vol. 10,1972, str. 307-12.

sagledava promenama EEG-a koje se dešavaju u praćenju subjektove (S) reakcije u stanju meditacije i duboke relaksacije.

METOD

Subjekti su bili dobrovoljci iz uvodnog razreda psihologije muškog koledža, njih dvadesetorica, u rasponu od osamnaest do dvadesetpet godina starosti. Rečeno im je da je eksperiment u vezi sa samokontrolom moždanih talasa i raspoređeni su bez nekog reda u dve grupe po deset.

Aparat je elektroencefalograf tipa Bekman T. Elektrode od nerđajućeg čelika bile su pričvršćene potkožno na području vrha (vertex) i zadnjeg (occipital) dela glave. Podaci EEG-a vizuelno su praćeni, a i snimani na traci. Korišćenjem audio biogenog fidbek sistema moždani talasi u Alfa opsegu (8-13 Hz) mogli su biti izdvojeni sa occipital EEG-a i predstavljeni subjektu preko slušalica kao analog Alfa frekvencije. Logički programer (Digital Equipment Corporation) bio je pripremljen da označi binarni broj, prebacivanje na pola sekunde CS i 10 sekundi kasnije, prebacivanje na 10 sekundi UCS. CS je bio "klik" prenet u slušalice koje je subjekt nosio, a sastojao se od otvaranja i zatvaranja releja povezanog s baterijom od 6 volti. UCS je bio Grass PS 2 Fotostimulator stroboskopskog svetla postavljen na subjektovu Alfa frekvenciju zatvorenih očiju. Svi podaci su snimani na osmotračni Ampex SP 300 Analog magnetofon, a snimljena analog traka je digitalizirana AD konvertorom povezanim sa IBM kompjuterom 360/44, pre analize.

Postupak: Ovaj eksperiment je nadgledao i odobrio "Univerzitetski komitet za humani tretman ljudi kao eksperimentalnih subjekata". Svaki S. je ispunio protokolarni obrazac koji je beležio informacije kao što su: poslednja upotreba alkohola ili lekova, istorijat epileptičkih napada, prethodna iskustva sa hipnozom, jogom ili Alfa stanjem. Pored toga, kada su S. prvi put doveli u laboratoriju, zamolili su ga da potpiše izjavu kojom daje pristanak da učestvuje u eksperimentu i potvrđuje da mu je objašnjena priroda i svrha postupka.

Bazni EEG je uzet svakom S, bez obezbeđenog fidbeka. S. je dobio uputstvo "zatvori oči" kao nadražaj. Grafikon je bio obeležen dvocifrenim brojem, a upotrebljeni su odvojeni kanali za snimanje filtriranih i nefiltriranih  moždanih talasa. Ovaj postupak je zatim ponovljen uz uputstvo "otvori oči". Lice subjekta je bilo osmatrano internom televizijom a ukupno vreme provedeno u komori za baznu liniju podataka bilo je oko 30 minuta za svakog S. Ako je očitavanje bazne linije bilo neodgovarajuće, postupak se ponavljao sve dok se nisu dobili čisti zapisi podataka.

Prema postupku bazne linije S-i su bili podeljeni na dve desetočlane grupe. Jedna grupa (Silva) je dobila vikend trening u trajanju od 14 sati za kurs Kontrole uma

Hosea Silve (Shah, 1971.). Mada je Silva "tehnika Kontrole uma" jedinstvena za sebe, ona koristi i duboko relaksiranje i postupke nalik na grupnu hipnozu. Neko vreme se, takođe, upotrebljava za ono što se najbolje može opisati kao vežba ESP. Na početku sledeće nedelje, doveli su S-e u laboratoriju i 20 minuta je sniman EEG. Snimci su rađeni i sa zatvorenim i sa otvorenim očima, dok su S-i uvežbali svoje Silva tehnike. Drugom prilikom, EEG je uzet od istih S-a uz audio biogeni fidbek i uz ista uputstva.

Druga grupa (CC) od 10 S. prošla je kroz klasičnu paradigmu uslovljavanja od 50 pokušaja po vežbi. Svaki pokušaj se sastojao od CS "klik"-a od pola sekunde, zatim interval između nadražaja od 10 sekundi (IIN), zatim UCS u trajanju od 10 sekundi stroboskopskog svetla podešenog na Alfa frekvenciju S-a zatvorenih očiju. Interval između pokušaja (proba) IIP nije bio isti. Eksperimentator bi počeo sa pokušajem kada bi S izgledao relaksiran. U ovoj grupi pokušaja nije korišćen biofidbek. Vežba od 50 pokušaja trajala je 20-30 minuta, a vežbe su se ponavljale sve dok S. ne postane osposobljen da reprodukuje Alfa frekvenciju, ili dok eksperimentator ne bude uveren da S. ne može u dovoljnoj meri da reprodukuje Alfu. Završna vežba od 50 pokušaja sa CC grupom izvodi se sa biogenim fidbekom. Svi podaci dobijeni klasičnim uslovljavanjem uzeti su u stanju otvorenih očiju.

OBRADA REZULTATA

Za potrebe analize, podaci EEG-a su razvrstani na periode, jedan predstavlja 10 uzastopnih sekundi snimljenih rezultata podataka. Za baznu liniju podataka, uziman je jedan period za svakog S. u stanju zatvorenih očiju i jedan period u stanju otvorenih očiju. Za Silva grupu, posle 14 sati obuke, jedan period je uzet u stanju zatvorenih očiju a jedan u stanju otvorenih očiju bez fidbeka. Isto je urađeno i uz fidbek. Za CC grupu uzet je rani pokušaj (treći pokušaj ako je bio jasno registrovan), a period je bio 10 sekundi IIN. Isti period je uzet i iz poslednjeg pokušaja pre biogenog fidbeka a završni period je uzet pošto je uključen fidbek.

Svaki pokušaj je bio A-D konvertovan i spektralno analiziran skupljajući snagu na različitim EEG frekvencijama (Volter, 1968). Ovde će biti reči samo o podacima dobijenim sa otvorenim očima.

REZULTATI

Grafikoni I i II sažimaju rezultate CC grupe i Silva grupe ponaosob. Efekat biogenog fidbeka se, takođe, može videti na svakom grafikonu. Tri aspekta ovog eksperimenta projektovana su na zajedničku osu; tako se za svaku grupu na grafikonu  može  posmatrati  i  praviti  poređenje  između  rezultata  bazne  linije,

poboljšanja u reprodukovanju Alfa frekvencije kroz svaku fazu eksperimenta i uticaj biogenog fidbeka.

Kod grupe CC (Grafikon I), konačni porast Alfa reprodukcije usled CC postupka označen je vrhom u srednjoj liniji na frekvencijama 8-9 Hz. Podaci bazne linije koji

su  viđeni  kao  širok  i  prilično  rasut  spektar  izgleda  da  nisu  pokazali  pretežno

stvaranje Alfa ritma. Uvećanje u srednjem procentu snage raspodeljuje se između manjeg broja frekvencija. Dodatna promena se uočava pri uvođenju biogenog fidbeka, a to je praćeno daljim sužavanjem spektra - što znači da je uvođenje biogenog fidbeka donelo još jednu promenu frekvencija.

Slična zapažanja mogu se videti i na podacima Silva grupe (Grafikon II), ali poređenje grafikona ove dve grupe mora biti vrlo obazrivo izvedeno. Međutim, posmatranjem grafikona, može se uočiti da su Silva subjekti bili sposobni da reprodukuju Alfa ritam posle tretmana iako ne u obimu koju je iskazala grupa CC subjekata (Grafikon I). Ponovo se dogodila promena frekvencije naniže: izgleda da je u ovom slučaju veća nego u CC grupi. Ovaj zaključak ne mora biti sasvim tačan jer rezultati bazne linije Silva grupe uključuju uvećanu produkciju viših frekvencija kao što su one u opsegu od 10-12 Hz, za razliku od CC grupe. Zbog toga je teško doneti sud o stepenu relativne promene u ovim grupama. Međutim, važno je primetiti da su se promene frekvencija desile u istom smeru u obe grupe i da biogeni fidbek ima isti efekat u oba slučaja (Grafikon II).

DISKUSIJA

Podaci koji su ovde izneti, čini se, podržavaju Bremnerov model pažnje, naročito podskupove očekivanja i unutrašnjeg usredsređivanja. Prilično je zanimljivo uporediti podatke koji su zabeleženi u eksperimentu sa ljudima u ovoj studiji sa podacima o životinjama koji su upotrebljeni da definišu podskup očekivanja (Grafikon III). Ako se porede Grafikoni I i III uočljiva je izvesna sličnost. Bazna linija i CS krivulje su široke i ravne dok su krivulje uslovljavanja zašiljene. Takođe, oba grafikona pokazuju promenu frekvencije. Autori shvataju da je promena frekvencije u suprotnom smeru što se pripisuje činjenici da su podaci o životinjama registrovani na hipokampalnim područjima mozga, dok su podaci registrovani kod ljudi uzeti sa ocipitalnog dela moždane kore. Stoga, izgleda da je očekivanje, kako ga model shvata, u korelaciji sa oblikom spektra i promenom frekvencije. Drugi autori su izvestili o promenama frekvencija u ljudskom Alfa ritmu koje podržavaju podskup očekivanja (Knot i Henri, 1941, Vilijams 1940.) ili bar korelaciju Alfe i pažnje. (Žasper i Šagas, 1940.).

Autori su se sukobili oko podskupa unutrašnje fokusiranosti predstavljenog na Grafikonu II. Subjekti obučeni u Silva metodu Kontrole uma nisu upotrebljavali spoljne nadražaje za dobijanje rezultata izuzev onoga što bi se najbolje moglo nazvati  mentalnim  slikama.  Jedna  od  vrednosti  Bremnerovog  modela  u  ovom

pogledu jeste da je definisanjem podskupa unutrašnje fokusiranosti postalo nepotrebno upotrebljavati izraze kao što su "svesnost" ili "mentalne slike". Unutrašnja fokusiranost zavisi od prethodnih uslova kao od uputstava datih subjektu i uočenih promena na EEG-u. Naravno, shvaćeno je da će biti potrebne dodatne kontrole da bi se ispitale pouzdanost i važnost podskupa unutrašnje fokusiranosti. Ovo je naročito tačno kad se ima u vidu Hartova kritika (1968.) da subjekti koji ostanu sami u mirnoj sobi s prigušenim osvetljenjem, za nekoliko minuta uvećavaju svoju Alfa produkciju. Sadašnja studija (Braun, 1970.) možda nije tako podložna ovoj kritici pošto koristi promene frekvencije i oblik spektra kao suprotnost onim studijama koje se oslanjaju na količinu ili amplitude Alfe (Kamija, 1968.). Bez obzira na to, zanimljivo je razmišljati o dodatnoj promeni frekvencije posle uvođenja biogenog fidbeka. U slučaju CC grupe to je moglo da posluži da UCR i CR budu otvoreniji, menjajući klasičnu paradigmu uslovljavanja u situaciju instrumentalnog uslovljavanja sa CR visoke podsticajne vrednosti. Za Silva obučenu grupu, s druge strane, fidbek može da razjasni subjektima korelaciju unutrašnje fokusiranosti koja nije subjektivna.