Проекты

Изучение влияния соматосенсорной компоненты на качество представления движений для тренировок сенсомоторных навыков в киберспорте

Работа призёра конкурса проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» в секции «Психология и когнитивные науки»

Направление работы: Психология
Авторы работы: ГБОУ Школа № 171
Предметы: Биология
Классы: 10 класс
Мероприятия: Конкурс проектов и исследований «Наука для жизни» открытой городской научно-практической конференции «Наука для жизни» 2021 года

Актуальность

Многие спортсмены по всему миру практикуют методику представления движений, направленную на улучшение их личных результатов, в частности скорости реакций киберспортсменов (идеомоторные тренировки). Спортсмены мысленно представляют движения частей своего тела, а мозг интерпретирует это как реальное движение, таким образом, происходит тренировка навыков. Однако существует теория, заключающаяся в том, что при представлении движений мозг человека в большей степени фокусирует внимание не на моторном, а на сенсорном представлении. Что, если исключить моторное представление и изучить реакцию мозга только на тактильное представление? Авторы проекта решили проверить, отзовется ли соответствующая часть головного мозга на такую стимуляцию. Можно ли с помощью только соматосенсорной компоненты развивать нужные качества спортсменов?

Цель

Изучение влияния соматосенсорной компоненты на сенсомоторные ритмы ЭЭГ.

Задачи

  1. Разработать методологический аппарат исследования.
  2. Провести исследование с представлениями тактильных ощущений.
  3. Проанализировать результаты исследования и подтвердить или опровергнуть выдвинутую гипотезу.

Гипотеза

При тактильном представлении в электроэнцефалограмме человека наблюдается десинхронизация, сходная с десинхронизацией при тактильной стимуляции.

 Оснащение и оборудование, использованное при создании работы

  • Аппарат ЭЭГ
  • Программа на языке Python

Описание

Для подтверждения гипотезы «при тактильном представлении в электроэнцефалограмме человека наблюдается десинхронизация, сходная с десинхронизацией при тактильной стимуляции» было решено провести эксперимент, в котором приняли участие шесть добровольцев (совершеннолетние).

Автор проводил исследование в несколько этапов:

1. На первом этапе проводилось электроэнцефалографическое исследование участников с помещением электродов в специальный абразивный гель.

2. На втором этапе каждый испытуемый был погружен в стимульную среду. Она состояла из двух стимулов: зрительного (абстрактная картинка) и тактильного стимула (осуществлялся за счет вибрации мотора), попеременно меняющихся в случайном порядке. При виде зрительного стимула испытуемый должен был концентрировать все свое внимание на нем (считать элементы, расположенные на ней), а когда программа переходила на тактильный стимул, испытуемый чувствовал вибрацию, исходящую от вибростимулятора.

3. Авторы поделили каждую ЭЭГ запись на эпохи (часть ЭЭГ записи).

Каждая эпоха записи обрабатывалась при помощи специальной программы, программа рисовала график каждой активной точки головного мозга, записанной в этой эпохе. В соматосенсорной области головного мозга видна активность мозга, выражающаяся как разность амплитуды активности мозга в состоянии покоя и амплитуды активности мозга в состоянии тактильной стимуляции. На другом графике видна разность амплитуд активности мозга в состоянии покоя и в состоянии тактильного представления.

При помощи формулы erd = (Arest – Astim / Arest) *100 вычислили точную десинхронизацию амплитуд в обоих случаях

(Erd – десинхронизация, связанная с событием)

Данные, полученные по формуле, занесли в программу. На получившейся при тактильной стимуляции диаграмме головного мозга видна активность сенсорной соматической зоны левого полушария (рис. 1). Нервная система устроена таким образом, что левое полушарие мозга контролирует правую сторону тела, и наоборот. Поэтому воздействие вибромотора, закреплённого на правой руке, дало знать о себе именно в левом полушарии. На диаграмме головного мозга при тактильном представлении видна аналогичная активность мозга в том же месте (рис. 2). Данную закономерность можно проследить на макетах головы каждого испытуемого.

Результаты работы/выводы

Результаты проведенного исследования подтверждают гипотезу «при тактильном представлении в электроэнцефалограмме человека наблюдается десинхронизация, сходная с десинхронизацией при тактильной стимуляции». Из этого можно сделать вывод, что при мысленном представлении имеет место активация как моторных, так и соматосенсорных областей мозга человека. Дальнейшие исследования в этой области помогут понять механизмы мысленного представления движений у человека.

Перспективы использования результатов работы

Основываясь на полученных данных, можно рекомендовать при идеомоторных тренировках в киберспорте уделять внимание не только тренировке движений, но и тактильной составляющей этих движений, в том числе ощущений, возникающих при взаимодействии игрока со снарядом – клавиатурой или компьютерной мышью.