De dónde viene la creatividad: análisis de la actividad de las ondas alfa del cerebro durante las pruebas RAT

Muchos de nosotros estábamos buscando trabajo en algún momento de nuestras vidas. Y durante la búsqueda, nos sumergimos en Internet, leyendo los anuncios más diversos de los empleadores, que contienen muchos requisitos: conocimiento de PHP, conocimiento de inglés, educación superior, 534 años de experiencia, la capacidad de crear un colisionador de hadrones hecho de alambre, dos papas y chicle, de pie en uno pierna en la espalda de un elefante bailando tap dance. Las bromas son bromas, pero uno de los requisitos más comunes, además de la sociabilidad, la responsabilidad, el trabajo duro, etc., se puede llamar creatividad. ¿Y alguna vez te has preguntado qué es la creatividad en términos de neurobiología? No? No te preocupes, tampoco me preguntaba. Pero los héroes nuestros de hoy, científicos del Reino Unido, decidieron averiguar si la creatividad se puede medir y expresar como un determinado valor o indicador específico, como los niveles de azúcar en la sangre. ¿Cómo funciona nuestro cerebro cuando somos creativos? ¿Es esta "habilidad" universal? si es medible: buscaremos respuestas a estas preguntas en el informe de los investigadores. Vamos

Base de estudio

Como sabemos, nuestro cerebro es el órgano más importante. Sí, sin corazón ni pulmones no sobreviviremos. Sí, todos los órganos son importantes, todos los órganos son necesarios (excepto el apéndice, probablemente considerando cuántos de nosotros caminamos por el mundo sin él). Sin embargo, el cerebro es nuestro CCM, nuestra sede, que da órdenes a todos y a todo en el cuerpo. La interrupción del cerebro no siempre significa el final de la vida del cuerpo, pero puede cambiarlo extremadamente y no para mejor.


No Santa Claus, pero similar.

También vale la pena señalar que incluso los fenómenos intangibles e inconmensurables, como el amor, la bondad, el odio o la codicia, pueden asociarse directamente con la actividad de ciertas partes del cerebro. Inmediatamente recuerdo las palabras de un abuelo de barba gris con un traje blanco, no, no estoy hablando de Santa Claus, sino del Arquitecto de Matrix: “Ya veo el comienzo de las reacciones. Reacciones químicas Conducirán a un agravamiento de los sentimientos, que siempre suprime la voz de la lógica y la razón. El sentimiento que le impide ver la verdad simple y obvia: morirá y no podrá evitarlo. Amor La quintaesencia de las ilusiones humanas. La fuente que da vida de tu gran fuerza y ​​tu gran debilidad ".

En consecuencia, si podemos vincular el amor al trabajo del cerebro, entonces ¿por qué no vincular la creatividad? La pregunta sigue siendo: ¿qué partes del cerebro son responsables de esto, qué procesos tienen lugar en nuestro sistema nervioso central durante la manifestación de la creatividad y cómo medirlo todo? Y aquí los científicos que realizaron una serie de experimentos independientes en diferentes grupos de personas cuyo cerebro (más precisamente, ciertos departamentos) se sometió a estimulación eléctrica ya están funcionando. Después de analizar los resultados de la prueba, los científicos llegaron a una conclusión muy clara e inteligible, que no les diré ahora, porque será un spoiler, y a nadie le gustan los spoilers :)


Red asociativa semántica (un ejemplo de Internet).

Los científicos explican los principios básicos de la creatividad de la siguiente manera: la base de cualquier proceso creativo (creativo) es la capacidad de crear asociaciones semánticas distantes y menos esperadas. Cuando una palabra aparece frente a nosotros, comienza a buscar conceptos relacionados con ella, mientras comienza con la asociación semántica más fuerte. Por ejemplo: un juguete - un niño - una madre - una familia - personas - terrícolas. Es decir, no saltaremos del "juguete" a los "terrícolas" de inmediato. En el proceso creativo, este concepto se ve diferente: comenzamos a considerar incluso las conexiones semánticas más distantes posibles. En otras palabras: el proceso de pensamiento "ordinario" tiene un vector claro, pero el creativo tiene varios vectores a la vez. Sin embargo, esta es una comparación cruda.

Al mismo tiempo, no queda claro qué tipo de procesos neuronales ocurren en el cerebro humano en el momento del pensamiento creativo. Es decir, cómo las personas creativas eligen los "caminos distantes" en lugar del "camino de menor resistencia" en el proceso de pensamiento. Los investigadores señalan que sus predecesores han presentado una teoría sobre la reducción de la actividad cognitiva cuando el cerebro comienza a buscar formas alternativas (más creativas) para resolver un problema o tarea.

Y ahora pasamos directamente a este estudio y esos experimentos en humanos (suena aterrador, cierto), que fueron realizados por científicos de Gran Bretaña.

Preparación para experimentos.

En total, se llevaron a cabo 4 experimentos diferentes, cuyos resultados consideraremos un poco más adelante. El objetivo común a todos los experimentos fue el estudio del ritmo alfa * del cerebro durante el pensamiento convergente * y divergente * , y también para conectar estos dos procesos opuestos.

Ritmo alfa * : es importante en este estudio porque disminuye durante los procesos de pensamiento y con una mayor atención.

Pensamiento convergente * : pensamiento directo, en el proceso en el que una persona, siguiendo un cierto "algoritmo", realiza gradualmente una tarea o resuelve un problema.

Pensamiento divergente * : pensamiento creativo en el proceso en el que una persona no se limita a sí misma en una forma de resolver un problema o tarea, sino que busca métodos alternativos.

Lóbulo temporal del cerebro.

El principal héroe, por así decirlo, de los experimentos fue el lóbulo temporal correcto de los cerebros de los sujetos, ya que esta región es responsable de los procesos semánticos, la integración de la información relacionada y el reconocimiento de estas conexiones entre los diferentes conceptos.

El primer experimento tuvo como objetivo comprender la relación entre las ondas alfa del lóbulo temporal derecho (10 Hz) durante la estimulación transcraneal de CA del cerebro (tACS). Los sujetos realizaron algunas tareas de la categoría de "tarea de asociados remotos" (tarea de asociados remotos o RAT). En este experimento, los científicos asumieron que la estimulación del lóbulo temporal derecho conduciría a mejores resultados de las pruebas RAT que contienen asociaciones semánticas comunes pero incorrectas, ya que el desempeño de tales tareas requiere la búsqueda de asociaciones remotas.

En el segundo experimento, los científicos analizaron los indicadores EEG (electroencefalografía) de los sujetos en respuesta a las pruebas RAT con asociaciones semánticas incorrectas comunes y en respuesta a las pruebas RAT sin asociaciones. Análisis comparativo, por así decirlo.

En el tercer experimento, la estimulación de tACS se realizó en la frecuencia alfa individual (IAF) del lóbulo temporal derecho antes, durante y después de la prueba de "uso alternativo", durante la cual los sujetos deben nombrar tantas opciones como sea posible para usar un objeto.

Finalmente, en un cuarto experimento, se examinaron los IAF máximos durante la prueba de "uso alternativo".

Prueba de RAT

Este tipo de prueba fue demostrado por primera vez por Sarnoff Mednik en 1959. En esta prueba, hay tres palabras delante de los sujetos (el ejemplo de los investigadores: walker / main / sweeper, la solución es street - streetwalker / main street / street sweeper). Los sujetos deben seleccionar una palabra que se corresponderá con cada uno de los tres y formar una nueva palabra. Por ejemplo: laptop (laptop) consta de dos palabras "lap" (rodillas) y "top" (arriba), es decir, "laptop" se puede traducir como "de rodillas".


Sarnoff Mednick

Por lo general, los sujetos en el proceso de búsqueda de soluciones de palabras prestan atención a las tareas de palabras, tratando de encontrar una conexión semántica entre ellas. Se oculta un truco en esta forma de pensar: si dos palabras de una tarea tienen una asociación semántica muy estrecha, que no es la respuesta correcta, entonces esto puede evitar que encuentre la solución correcta al problema.

Por ejemplo, los investigadores citan las palabras oído y tono de la tarea oído / tono / dedo. Las dos primeras palabras conducen a una asociación incorrecta con el sonido, lo que debería conducir a la respuesta correcta "timbre". En otras palabras, las primeras 2 palabras de la tarea tienen una asociación común, y la tercera permanece aparte.

En contraste, los científicos dan otro ejemplo: alto / maestro / compañero, donde no existe una asociación común para ninguna de las combinaciones de palabras. La solución a este problema es la palabra "escuela".

Por lo tanto, la capacidad de evitar la solución más obvia del problema, prestando atención a las asociaciones falsas, ayuda a resolver estos problemas correctamente. Las personas creativas muestran mejores resultados en el proceso de realización de tales pruebas, pero anteriormente esto no se confirmó a nivel neurobiológico.

Y ahora, en orden y con más detalle, sobre cada uno de los experimentos.

Experimento I

Los investigadores señalan que manipular las ondas alfa mediante estimulación externa de tACS en condiciones de laboratorio (controladas) es una excelente manera de comprender cuánto influyen en los procesos de pensamiento creativo durante las pruebas RAT y cómo se manifiestan en el proceso de asociaciones erróneas.

Algunas de las pruebas RAT tenían una asociación errónea común para dos de las tres palabras en el problema, que no era la solución correcta.

Participaron 30 sujetos en el experimento, y solo hubo 3 etapas: estimulación del lóbulo temporal derecho, estimulación del lóbulo temporal izquierdo y estimulación con placebo (cuando los sujetos pensaban que había estimulación, pero no lo era).


Imagen No. 1

Como se puede ver en el gráfico 1A , la estimulación de los lóbulos temporales jugó un papel importante en el experimento. También vemos que una teoría que indica la importancia del lóbulo temporal derecho para resolver problemas con asociación errónea se confirma en la práctica. Además, si no hubo asociaciones erróneas en la prueba, los lóbulos derecho e izquierdo mostraron aproximadamente el mismo resultado.

Para determinar el grado de importancia de la estimulación, los científicos calcularon el coeficiente de eficiencia como la diferencia entre la proporción de respuestas correctas para una condición (estimulación del lóbulo temporal derecho) y el valor promedio de la proporción de respuestas correctas para otras dos condiciones (estimulación del lóbulo izquierdo y placebo).

Los resultados de estos cálculos se muestran en el gráfico 1B . Como podemos ver, la estimulación del lóbulo derecho muestra un coeficiente de efectividad significativamente mayor de la solución de prueba. Los científicos también señalan que tal análisis comparativo de solo placebo y estimulación del lóbulo temporal izquierdo no mostró diferencias sorprendentes, lo que una vez más exalta la importancia del lóbulo temporal derecho.

El gráfico 1C muestra una comparación de los coeficientes de eficiencia para todos los tipos de estimulaciones (izquierda, derecha y placebo) en presencia y ausencia de asociaciones erróneas en la tarea de prueba.

La Figura 1D muestra cuán efectiva fue la estimulación del lóbulo derecho en comparación con la izquierda. Cuando se estimuló el lóbulo derecho, los sujetos se desempeñaron mejor con tareas con una asociación falsa. Pero cuando se estimuló el lóbulo temporal izquierdo, los sujetos afrontaron las mismas tareas peor que incluso sin estimulación. Por lo tanto, la estimulación del lóbulo temporal izquierdo tuvo un efecto negativo.

Experimento II

En el segundo experimento, los científicos decidieron verificar cómo las manipulaciones con el ritmo alfa afectan la aparición de asociaciones erróneas en los sujetos (un nuevo grupo de personas) durante las pruebas.

Basado en el primer experimento, se seleccionaron 45 pruebas RAT que tenían asociaciones semánticas erróneas. Y otros 45 que no los tenían.

Los científicos realizaron un análisis EEG que comparó las puntuaciones de IAF en respuesta a las pruebas RAT con / sin asociación errónea. La frecuencia y las diferencias espaciales de estas dos condiciones también se compararon.

La base teórica principal para este experimento fue la hipótesis de que para resolver la prueba RAT con una asociación errónea, los participantes tendrían que concentrarse más en evitar este truco de error para dar la respuesta correcta a la tarea de prueba. Es decir, reconocerán el truco e intentarán evitarlo, y los científicos podrán arreglarlo en el EEG. Los científicos sugirieron que durante tales pruebas, el IAF del lóbulo temporal derecho será significativamente mayor en comparación con las pruebas sin asociaciones erróneas.


Imagen No. 2

El gráfico 2A muestra los resultados generales de las respuestas correctas a las pruebas con un truco ( sí ) y sin truco ( no ). Pero el gráfico adyacente 2B ya muestra el porcentaje de respuestas incorrectas a ambos casos de prueba. Y aquí vemos que los participantes cometieron muchos más errores precisamente en las pruebas con asociación errónea (truco), como asumieron los científicos.

El gráfico 2C muestra la proporción de pruebas cuando los sujetos no respondieron en absoluto. Aquí, la característica esperada también es visible: los sujetos respondieron con mayor confianza a las pruebas con una asociación común, ya que muchos atraen una asociación errónea (truco) para la respuesta correcta. En otras palabras, rápido pero mal.


Imagen No. 3

Los datos de la IAF se sometieron a un triple análisis de varianza teniendo en cuenta varios indicadores (variables): asociación errónea (sí / no); precisión de las respuestas (verdadero / falso); ROI: área de interés (lóbulo frontal derecho, frontal izquierdo, temporal derecho, temporal izquierdo, parietal derecho, parietal izquierdo e lóbulo de los islotes).

Los científicos han descubierto que la IAF es mayor en el caso de las pruebas con el truco que sin él. Sin embargo, los indicadores variaron según el área de interés (lóbulos cerebrales).

Como se puede ver en la imagen 3A , el IAF del lóbulo temporal derecho es bastante alto con la solución correcta de las pruebas con asociación errónea. En el caso de una solución de prueba incorrecta, se observa una gran actividad en el lóbulo frontal del cerebro. Cuando las pruebas no contienen trucos, no se observan tales saltos de IAF. Esto confirma que para resolver el problema de una manera más creativa, los sujetos "usan" más activamente el lóbulo temporal derecho del cerebro.

Los investigadores también verificaron si tales picos de actividad se observarían si se manipulan con los ritmos theta (4–8 Hz), beta (13–30 Hz) y gamma cerebral (30–40 Hz), es decir, un experimento fuera del rango del ritmo alfa (8 a 14 Hz). Sin embargo, como se esperaba, no hubo cambios únicos y notables.

Experimento III

Los científicos señalan que comprenden perfectamente la importancia del lóbulo temporal derecho en la formación de asociaciones obvias, es decir, en el proceso de pensamiento convergente. Sin embargo, también confían en que esta área del cerebro juega un papel igualmente importante en el pensamiento creativo. Por lo tanto, este experimento se realizó en el que se determinó el grado de participación del lóbulo temporal derecho en el proceso de realizar la prueba de "uso alternativo", que es el método más básico para determinar el grado de pensamiento divergente en un sujeto.

Nuevamente, se seleccionó un nuevo grupo de sujetos, quienes debían escribir tantas opciones como fuera posible para el uso alternativo de objetos cotidianos comunes. En el proceso, nuevamente hubo tres opciones de estimulación: izquierda, derecha y placebo.

Las listas (respuestas) de los sujetos fueron entregadas a tres evaluadores, quienes, a su discreción, evaluaron las respuestas de acuerdo con tres parámetros:

• La creatividad
• lejanía del método principal de uso (opción: lápiz: escriba este propósito principal, pero tirarse al techo, como el Agente Mulder, ya es una cita remota);
• ingenio / mente / intelecto (inteligencia).

Al principio, los investigadores realizaron pruebas con sujetos antes de la estimulación, cuyos resultados mostraron que no había diferencias particulares entre los participantes en ninguno de los parámetros anteriores.


Imagen No. 4

Ya durante el experimento real, los investigadores notaron que el efecto de estimulación se expresó claramente, esto fue especialmente notable por los cambios en los indicadores de lejanía. Pero al mismo tiempo, los otros dos indicadores (creatividad e ingenio) han cambiado ligeramente. La actividad en el lóbulo temporal derecho también fue notable (gráfico centrado en la imagen 4B ).

Los científicos también realizaron un análisis de actividad después de las pruebas, que mostró su disminución al nivel habitual. Por lo tanto, resulta obvio que ciertas áreas del cerebro necesarias para resolver problemas de una manera creativa se activan al momento de resolver estos problemas, y la estimulación mejora su efecto. Si es muy exagerado y más o menos parafraseado, las habilidades creativas se activan cuando es necesario para una persona.

Experimento IV

Y finalmente, la etapa final número 4 estaba dirigida a una medición específica de IAF. Más precisamente, un nuevo grupo de sujetos volvió a pasar la prueba con formas inusuales de usar objetos completamente normales, y los científicos midieron la fuerza de la IAF cuando crearon cada una de las opciones por separado, y no en combinación. Además de las observaciones de la actividad cerebral por parte de los científicos, los resultados de las pruebas fueron analizados por evaluadores independientes que no se dedicaron a los detalles del experimento.


Imagen No. 5

Los científicos compararon sus observaciones y la evaluación de evaluadores independientes, destacando un cierto valor promedio. Las imágenes y gráficos anteriores muestran resultados que exceden este nivel promedio o están por debajo de él (imagen No. 5).

La Figura 5A muestra la topología de la actividad de los lóbulos del cerebro (el color corresponde al nivel de los resultados de la prueba, de menor a mayor). Y aquí nuevamente recibimos confirmación de que es el lóbulo temporal correcto (ahora escribo frases más rápido que mi nombre) el que juega un papel crucial en la creación de las respuestas más "remotas". En cuanto a la creatividad y la inteligencia, para estos indicadores la actividad del lóbulo derecho no es tan pronunciada.

Para un conocimiento más detallado de los aspectos de investigación (métodos, cálculos, etc.), le recomiendo que consulte el informe de los científicos y materiales adicionales .

Epílogo

Bueno, si todavía podemos discutir con los antiguos griegos y su creencia de que el alma humana está en el hígado, entonces ya no es el hecho de que el principio creativo del hombre está en el lóbulo temporal correcto. Este estudio ha ampliado nuestro conocimiento de nuestro órgano más importante, el cerebro.

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