Woher kommt Kreativität: Analyse der Alpha-Wellen-Aktivität des Gehirns während RAT-Tests

Viele von uns suchten irgendwann in ihrem Leben Arbeit. Und während der Suche stürzten wir uns ins Internet und lasen die verschiedensten Anzeigen von Arbeitgebern, die viele Anforderungen enthielten: PHP-Kenntnisse, Englischkenntnisse, Hochschulbildung, 534 Jahre Erfahrung, die Fähigkeit, einen Hadron-Collider aus Draht, zwei Kartoffeln und Kaugummi auf einem zu erstellen Bein auf dem Rücken eines Elefanten tanzen Stepptanz. Witze sind Witze, aber eine der häufigsten Anforderungen neben Geselligkeit, Verantwortung, harter Arbeit usw. kann als Kreativität bezeichnet werden. Und haben Sie sich jemals gefragt, was Kreativität in Bezug auf Neurobiologie ist? Nein? Mach dir keine Sorgen, ich habe mich auch nicht gefragt. Die heutigen Helden von uns, Wissenschaftler aus Großbritannien, haben sich entschlossen herauszufinden, ob Kreativität als ein bestimmter spezifischer Wert oder Indikator wie der Blutzuckerspiegel gemessen und ausgedrückt werden kann. Wie funktioniert unser Gehirn, wenn wir kreativ sind? Ist diese "Fähigkeit" universell? ob es messbar ist - wir werden im Bericht der Forscher nach Antworten auf diese Fragen suchen. Lass uns gehen.

Studienbasis

Wie wir wissen, ist unser Gehirn das wichtigste Organ. Ja, ohne Herz oder Lunge werden wir nicht überleben. Ja, alle Organe sind wichtig, alle Organe werden benötigt (mit Ausnahme des Anhangs, wahrscheinlich wenn man bedenkt, wie viele von uns ohne ihn um die Welt gehen). Das Gehirn ist jedoch unser Kundencenter, unser Hauptquartier, das allen und allem im Körper Befehle erteilt. Eine Störung des Gehirns bedeutet nicht immer das Ende des Lebens des Körpers, aber es kann es extrem verändern und nicht zum Besseren.


Nicht der Weihnachtsmann, aber ähnlich.

Es ist auch erwähnenswert, dass selbst immaterielle und unermessliche Phänomene wie Liebe, Freundlichkeit, Hass oder Gier direkt mit der Aktivität bestimmter Teile des Gehirns in Verbindung gebracht werden können. Ich erinnere mich sofort an die Worte eines graubärtigen Großvaters in einem weißen Anzug. Nein, ich spreche nicht vom Weihnachtsmann, sondern vom Architekten aus der Matrix: „Ich sehe bereits den Beginn von Reaktionen. Chemische Reaktionen. Sie werden zu einer Verschlechterung des Gefühls führen, die immer die Stimme der Logik und der Vernunft unterdrückt. Das Gefühl, das Sie daran hindert, die einfache und offensichtliche Wahrheit zu sehen: Es wird sterben und Sie werden es nicht verhindern können. Liebe Die Quintessenz menschlicher Illusionen. Die lebensspendende Quelle deiner großen Stärke und deiner großen Schwäche. “

Wenn wir also die Liebe an die Arbeit des Gehirns binden können, warum dann nicht die Kreativität binden? Die Frage bleibt: Welche Teile des Gehirns sind dafür verantwortlich, welche Prozesse finden in unserem Zentralnervensystem während der Manifestation der Kreativität statt und wie kann man alles messen? Und hier arbeiten bereits Wissenschaftler, die eine Reihe unabhängiger Experimente an verschiedenen Personengruppen durchgeführt haben, deren Gehirn (genauer gesagt bestimmte Abteilungen davon) einer elektrischen Stimulation unterzogen wurde. Nach der Analyse der Testergebnisse kamen die Wissenschaftler zu einem sehr klaren und verständlichen Ergebnis, das ich Ihnen derzeit nicht mitteilen werde, da es sich um einen Spoiler handelt und niemand Spoiler mag :)


Semantisches assoziatives Netzwerk (ein Beispiel aus dem Internet).

Wissenschaftler erklären die Grundprinzipien der Kreativität wie folgt: Die Grundlage jedes kreativen (kreativen) Prozesses ist die Fähigkeit, entfernte und am wenigsten erwartete semantische Assoziationen zu erzeugen. Wenn ein Wort vor uns erscheint, beginnen Sie, nach damit verbundenen Konzepten zu suchen, während Sie mit der stärksten semantischen Assoziation beginnen. Zum Beispiel: ein Spielzeug - ein Kind - eine Mutter - eine Familie - Menschen - Erdlinge. Das heißt, wir werden nicht sofort vom "Spielzeug" zu den "Erdlingen" springen. Im kreativen Prozess sieht dieses Konzept anders aus - wir beginnen, selbst die entferntesten semantischen Verbindungen zu berücksichtigen. Mit anderen Worten: Der „gewöhnliche“ Denkprozess hat einen klaren Vektor, aber der kreative hat mehrere Vektoren gleichzeitig. Dies ist jedoch ein grober Vergleich.

Gleichzeitig bleibt unklar, welche Art von neuronalen Prozessen zum Zeitpunkt des kreativen Denkens im menschlichen Gehirn ablaufen. Das heißt, wie kreative Menschen im Denkprozess eher die „entfernten Wege“ als den „Weg des geringsten Widerstands“ wählen. Die Forscher stellen fest, dass ihre Vorgänger eine Theorie zur verminderten kognitiven Aktivität aufgestellt haben, wenn das Gehirn nach alternativen (kreativeren) Wegen sucht, um ein Problem oder eine Aufgabe zu lösen.

Und jetzt wenden wir uns direkt dieser Studie und den Experimenten am Menschen zu (es klingt beängstigend, stimmt), die von Wissenschaftlern aus Großbritannien durchgeführt wurden.

Vorbereitung für Experimente

Insgesamt wurden 4 verschiedene Experimente durchgeführt, deren Ergebnisse wir kurz darauf betrachten werden. Das allen Experimenten gemeinsame Ziel war die Untersuchung des Alpha-Rhythmus * des Gehirns während des konvergenten * und divergenten * Denkens sowie die Verbindung dieser beiden entgegengesetzten Prozesse.

Alpha-Rhythmus * - ist in dieser Studie wichtig, da er während Denkprozessen und mit erhöhter Aufmerksamkeit abnimmt.

Konvergentes Denken * - unkompliziertes Denken, bei dem eine Person nach einem bestimmten "Algorithmus" nach und nach eine Aufgabe ausführt oder ein Problem löst.

Divergentes Denken * - kreatives Denken, bei dem sich eine Person nicht auf eine Art und Weise beschränkt, ein Problem oder eine Aufgabe zu lösen, sondern nach alternativen Methoden sucht.

Temporallappen des Gehirns.

Der Hauptheld der Experimente war sozusagen der rechte Temporallappen des Gehirns der Probanden, da diese Region für semantische Prozesse, die Integration verwandter Informationen und das Erkennen dieser Verbindungen zwischen verschiedenen Konzepten verantwortlich ist.

Das erste Experiment zielte darauf ab, die Beziehung zwischen den Alpha-Wellen des rechten Temporallappens (10 Hz) während der transkraniellen AC-Stimulation des Gehirns (tACS) zu verstehen. Die Probanden führten einige Aufgaben aus der Kategorie „Remote Associates Task“ (Remote Associates Task oder RAT) aus. In diesem Experiment gingen die Wissenschaftler davon aus, dass die Stimulation des rechten Temporallappens die Ergebnisse von RAT-Tests verbessern würde, die häufige, aber falsche semantische Assoziationen enthalten, da für die Ausführung solcher Aufgaben nach entfernten Assoziationen gesucht werden muss.

Im zweiten Experiment analysierten die Wissenschaftler die EEG-Indikatoren (Elektroenzephalographie) der Probanden als Reaktion auf RAT-Tests mit häufig falschen semantischen Assoziationen und als Reaktion auf RAT-Tests ohne Assoziationen. Vergleichende Analyse sozusagen.

Im dritten Experiment wurde die tACS-Stimulation auf der individuellen Alpha-Frequenz (IAF) des rechten Temporallappens vor, während und nach dem „Alternative Use“ -Test durchgeführt, bei dem die Probanden so viele Optionen wie möglich für die Verwendung eines Objekts benennen sollten.

Schließlich wurden in einem vierten Experiment Peak-IAFs während des "Alternative Use" -Tests untersucht.

RAT-Test

Diese Art von Tests wurde erstmals 1959 von Sarnoff Mednik demonstriert. In diesem Test stehen drei Wörter vor den Probanden (das Beispiel der Forscher: Walker / Main / Sweeper, die Lösung ist Street - Streetwalker / Main Street / Street Sweeper). Die Probanden müssen ein Wort auswählen, das mit jedem der drei übereinstimmt, und ein neues Wort bilden. Beispiel: Laptop (Laptop) besteht aus zwei Wörtern: "Runde" (Knie) und "Oberseite" (oben), dh "Laptop" kann als "auf den Knien" übersetzt werden.


Sarnoff Mednick

In der Regel achten Subjekte bei der Suche nach Wortlösungen auf die Wortaufgaben und versuchen, eine semantische Verbindung zwischen ihnen zu finden. In dieser Denkweise ist ein Trick verborgen. Wenn zwei Wörter einer Aufgabe eine sehr enge semantische Assoziation haben, was nicht die richtige Antwort ist, kann dies dazu führen, dass Sie nicht die richtige Lösung für das Problem finden.

Zum Beispiel zitieren die Forscher die Wörter Ohr und Ton aus der Aufgabe Ohr / Ton / Finger. Die ersten beiden Wörter führen zu einer falschen Zuordnung zum Klang, was zur richtigen Antwort „Klingeln“ führen sollte. Mit anderen Worten, die ersten beiden Wörter der Aufgabe haben eine gemeinsame Zuordnung, und das dritte Wort bleibt beiseite.

Im Gegensatz dazu geben Wissenschaftler ein anderes Beispiel an - High / Teacher / Mate, bei dem es keine gemeinsame Assoziation für eine der Wortkombinationen gibt. Die Lösung für dieses Problem ist das Wort "Schule".

Die Fähigkeit, die offensichtlichste Lösung des Problems zu vermeiden und dabei auf falsche Assoziationen zu achten, hilft daher, diese Probleme richtig zu lösen. Kreative Menschen zeigen bessere Ergebnisse bei der Durchführung solcher Tests, dies wurde jedoch zuvor auf neurobiologischer Ebene nicht bestätigt.

Und nun, in der Reihenfolge und im Detail, zu jedem der Experimente.

Experiment I.

Die Forscher stellen fest, dass die Manipulation von Alphawellen durch externe Stimulation von tACS unter (kontrollierten) Laborbedingungen eine gute Möglichkeit ist, zu verstehen, wie stark sie kreative Denkprozesse während RAT-Tests beeinflussen und wie sie sich im Prozess fehlerhafter Assoziationen manifestieren.

Einige der RAT-Tests hatten eine gemeinsame fehlerhafte Zuordnung für zwei der drei Wörter im Problem, was nicht die richtige Lösung war.

30 Probanden nahmen an dem Experiment teil und es gab nur 3 Stadien: Stimulation des rechten Temporallappens, Stimulation des linken Temporallappens und Placebo-Stimulation (wenn die Probanden dachten, dass es eine Stimulation gab, aber nicht).


Bild Nr. 1

Wie aus Grafik 1A ersichtlich ist, spielte die Stimulation der Temporallappen im Experiment eine große Rolle. Wir sehen auch, dass eine Theorie, die die Bedeutung des rechten Temporallappens bei der Lösung von Problemen mit fehlerhafter Assoziation anzeigt, in der Praxis bestätigt wird. Wenn der Test keine fehlerhaften Assoziationen aufwies, zeigten der rechte und der linke Lappen ungefähr das gleiche Ergebnis.

Um den Grad der Wichtigkeit der Stimulation zu bestimmen, berechneten die Wissenschaftler den Effektivitätskoeffizienten als Differenz zwischen dem Anteil der richtigen Antworten für eine Bedingung (Stimulation des rechten Temporallappens) und dem Durchschnittswert des Anteils der richtigen Antworten für zwei andere Bedingungen (Stimulation des linken Lappens und des Placebos).

Die Ergebnisse dieser Berechnungen sind in Grafik 1B gezeigt . Wie wir sehen können, zeigt die Stimulation des rechten Lappens einen signifikant höheren Wirksamkeitskoeffizienten der Testlösung. Wissenschaftler stellen auch fest, dass eine solche vergleichende Analyse nur von Placebo und Stimulation des linken Temporallappens keine auffälligen Unterschiede zeigte, was wiederum die Bedeutung des rechten Temporallappens hervorhebt.

Grafik 1C zeigt einen Vergleich der Effizienzkoeffizienten für alle Arten von Stimulationen (links, rechts und Placebo) in Gegenwart und Abwesenheit fehlerhafter Assoziationen in der Testaufgabe.

1D zeigt, wie effektiv die Stimulation des rechten Lappens im Vergleich zum linken war. Wenn der rechte Lappen stimuliert wurde, schnitten die Probanden bei Aufgaben mit falscher Assoziation besser ab. Aber als der linke Temporallappen stimuliert wurde, bewältigten die Probanden die gleichen Aufgaben schlechter als auch ohne Stimulation. Somit hatte die Stimulation des linken Temporallappens einen negativen Effekt.

Versuch II

Im zweiten Experiment beschlossen die Wissenschaftler zu überprüfen, wie stark Manipulationen mit dem Alpha-Rhythmus das Auftreten fehlerhafter Assoziationen bei Probanden (einer neuen Gruppe von Personen) während der Tests beeinflussen.

Basierend auf dem ersten Experiment wurden 45 RAT-Tests ausgewählt, die fehlerhafte semantische Assoziationen aufwiesen. Und weitere 45, die sie nicht hatten.

Die Wissenschaftler führten eine EEG-Analyse durch, in der die IAF-Werte als Reaktion auf RAT-Tests mit / ohne fehlerhafte Zuordnung verglichen wurden. Die Häufigkeit und räumlichen Unterschiede dieser beiden Bedingungen wurden ebenfalls verglichen.

Die theoretische Hauptgrundlage für dieses Experiment war die Hypothese, dass sich die Teilnehmer mehr auf die Vermeidung dieses Fehlertricks konzentrieren müssten, um den RAT-Test mit einer fehlerhaften Zuordnung zu lösen, um die richtige Antwort auf die Testaufgabe zu geben. Das heißt, sie werden den Trick erkennen und versuchen, ihn zu umgehen, und Wissenschaftler werden in der Lage sein, ihn im EEG zu reparieren. Wissenschaftler schlugen vor, dass während solcher Tests die IAF des rechten Temporallappens im Vergleich zu Tests ohne fehlerhafte Assoziationen signifikant höher sein wird.


Bild Nr. 2

Grafik 2A zeigt die Gesamtergebnisse der richtigen Antworten auf Tests mit einem Trick ( Ja ) und einem Nein-Trick ( Nein ). Das nebenstehende Diagramm 2B zeigt jedoch bereits den Prozentsatz falscher Antworten auf beide Testfälle. Und hier sehen wir, dass die Teilnehmer genau in Tests mit fehlerhafter Assoziation (Trick) viel mehr Fehler gemacht haben, als Wissenschaftler angenommen haben.

Grafik 2C zeigt den Anteil der Tests, bei denen die Probanden überhaupt keine Antwort gaben. Hier ist auch das erwartete Merkmal sichtbar - die Probanden reagierten sicherer auf Tests mit einer gemeinsamen Assoziation, da viele eine fehlerhafte Assoziation (Trick) für die richtige Antwort anziehen. Mit anderen Worten, schnell aber falsch.


Bild Nr. 3

Die IAF-Daten wurden einer dreifachen Varianzanalyse unter Berücksichtigung verschiedener Indikatoren (Variablen) unterzogen: fehlerhafte Zuordnung (ja / nein); Genauigkeit der Antworten (wahr / falsch); ROI - Bereich von Interesse (rechter Frontallappen, linker Frontallappen, rechter Temporallappen, linker Temporallappen, rechter Parietal, linker Parietal und Insellappen).

Wissenschaftler haben herausgefunden, dass die IAF bei Tests mit dem Trick höher ist als ohne. Die Indikatoren variierten jedoch je nach interessierendem Bereich (Gehirnlappen).

Wie in Bild 3A zu sehen ist, ist die IAF des rechten Temporallappens bei der richtigen Lösung von Tests mit fehlerhafter Assoziation ziemlich hoch. Bei einer falschen Testlösung wird eine große Aktivität im Frontallappen des Gehirns beobachtet. Wenn Tests keine Spielereien enthalten, werden solche IAF-Sprünge nicht beobachtet. Dies bestätigt, dass die Probanden den rechten Temporallappen des Gehirns aktiver "nutzen", um das Problem kreativer zu lösen.

Die Forscher überprüften auch, ob ähnliche Aktivitätspeaks beobachtet würden, wenn sie mit Theta (4–8 Hz), Beta (13–30 Hz) und Gehirn-Gamma-Rhythmen (30–40 Hz) manipuliert würden, dh einem Experiment außerhalb des Alpha-Rhythmusbereichs (8 bis 14 Hz). Wie erwartet gab es jedoch keine eindeutigen und bemerkenswerten Änderungen.

Versuch III

Wissenschaftler stellen fest, dass sie die Bedeutung des rechten Temporallappens für die Bildung offensichtlicher Assoziationen, dh für den Prozess des konvergenten Denkens, perfekt verstehen. Sie sind jedoch auch zuversichtlich, dass dieser Bereich des Gehirns eine ebenso wichtige Rolle im kreativen Denken spielt. Daher wurde dieses Experiment durchgeführt, bei dem der Grad der Beteiligung des rechten Temporallappens an der Durchführung des Tests zur „alternativen Verwendung“ bestimmt wurde, der die grundlegendste Methode zur Bestimmung des Grads des divergierenden Denkens in einem Subjekt darstellt.

Wieder wurde eine neue Gruppe von Themen ausgewählt, die so viele Optionen wie möglich für die alternative Verwendung gewöhnlicher Alltagsgegenstände schreiben sollten. Dabei gab es erneut drei Stimulationsoptionen: links, rechts und Placebo.

Die Listen (Antworten) der Probanden wurden an drei Bewerter übergeben, die die Antworten nach eigenem Ermessen anhand von drei Parametern bewerteten:

• Kreativität
• Entfernung von der Hauptnutzungsmethode (Option: Bleistift - schreiben Sie diesen Hauptzweck, aber sich wie Agent Mulder an die Decke zu werfen, ist bereits ein entfernter Termin);
• Einfallsreichtum / Verstand / Intellekt (Klugheit).

Zunächst führten die Forscher vor der Stimulation Tests mit Probanden durch, deren Ergebnisse zeigten, dass es bei keinem der oben genannten Parameter besondere Unterschiede zwischen den Teilnehmern gab.


Bild Nr. 4

Bereits während des eigentlichen Experiments stellten die Forscher fest, dass der Stimulationseffekt deutlich zum Ausdruck kam, was sich insbesondere in Änderungen der Fernindikatoren bemerkbar machte. Gleichzeitig haben sich die beiden anderen Indikatoren (Kreativität und Einfallsreichtum) leicht verändert. Die Aktivität im rechten Temporallappen war ebenfalls erkennbar (Grafik zentriert auf Bild 4B ).

Die Wissenschaftler führten auch eine Analyse der Aktivität nach dem Testen durch, die zeigte, dass sie auf das übliche Niveau abnahm. Somit wird deutlich, dass bestimmte Bereiche des Gehirns, die zur kreativen Lösung von Problemen benötigt werden, zum Zeitpunkt der Lösung dieser Probleme aktiviert werden und die Stimulation ihre Wirkung verstärkt. Wenn es sehr übertrieben und grob umschrieben ist, werden kreative Fähigkeiten aktiviert, wenn es für eine Person notwendig ist.

Versuch IV

Und schließlich zielte die letzte Stufe Nummer 4 auf eine spezifische Messung der IAF ab. Genauer gesagt bestand eine neue Gruppe von Probanden den Test erneut mit ungewöhnlichen Methoden zur Verwendung ganz normaler Objekte, und Wissenschaftler maßen die Stärke der IAF, als sie jede der Optionen einzeln und nicht in Kombination erstellten. Zusätzlich zu den Beobachtungen der Gehirnaktivität durch Wissenschaftler wurden die Testergebnisse von unabhängigen Bewertern analysiert, die sich nicht den Details des Experiments widmeten.


Bild Nr. 5

Die Wissenschaftler verglichen ihre Beobachtungen und die Bewertung unabhängiger Gutachter und stellten einen bestimmten Durchschnittswert fest. Die Bilder und Grafiken oben zeigen Ergebnisse, die entweder diesen Durchschnittswert überschreiten oder darunter liegen (Bild Nr. 5).

Fig. 5A zeigt die Topologie der Aktivität der Hirnlappen (die Farbe entspricht dem Niveau der Testergebnisse von niedrig nach hoch). Und hier erhalten wir erneut die Bestätigung, dass es der richtige Temporallappen (ich tippe jetzt Phrasen schneller als mein Name) ist, der eine entscheidende Rolle bei der Erstellung der „entferntesten“ Antworten spielt. Was Kreativität und Intelligenz betrifft, so ist bei diesen Indikatoren die Aktivität des rechten Lappens nicht so ausgeprägt.

Für eine detailliertere Kenntnis der Forschungsaspekte (Methoden, Berechnungen usw.) empfehle ich, dass Sie sich den Bericht von Wissenschaftlern und zusätzliche Materialien dazu ansehen.

Nachwort

Nun, wenn wir noch mit den alten Griechen und ihrem Glauben streiten können, dass die menschliche Seele in der Leber ist, dann ist die Tatsache, dass das kreative Prinzip des Menschen im rechten Temporallappen ist, nicht mehr da. Diese Studie hat unser Wissen über unser wichtigstes Organ, das Gehirn, erweitert.

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