Свойства личности, зашифрованные волнами ЭЭГ

Вначале мы решали первую задачу – разобраться, можно ли по параметрам электроэнцефалограммы (ЭЭГ) составить психологический портрет человека, соответствующий портрету, полученному в результате обычного тестирования, а также по экспертным оценкам специалистов или по самооценкам самого испытуемого. Достаточно ли для этого информации содержится в волнах биотоков мозга человека, регистрируемых в виде электроэнцефалограммы (ЭЭГ)? Так звучала наша первая задача.

В поисках ответа мы разработали комплекс программ по выявлению параметров ЭЭГ в качестве предикторов тех личностных особенностей, которые определяются обычно тестами. Вначале наше внимание привлёк миннесотский опросник, наиболее известный во всём мире как тест MMPI [19]. Использовали обычную методику множественного линейного регрессионного анализа. Первоначально были изучены связи между многообразными параметрами электроэнцефалограммы (свыше 300) и значениями шкал, полученными в результате тестирования также более 300 испытуемых. Электроэнцефалограмму записывали в состоянии покоя испытуемого, при закрытых глазах, стремясь создать наилучшие условия для появления ярко выраженного альфа-ритма. Использовали монополярные отведения в лобных, центральных и затылочных зонах коры больших полушарий.

Регрессионные уравнения для расчета значений шкал теста MMPI по параметрам электроэнцефалограммы рассчитывались для одной части испытуемых. Для этих испытуемых, а также для любых других по найденным уравнениям вычислялись искомые значения личностных особенностей человека. Испытуемыми были вначале молодые люди, занятые в системе МВД [3]. У множества таких испытуемых нами были записаны с их согласия электрические потенциалы мозга. Из каждой индивидуальной записи извлечено, в свою очередь, более трехсот численных показателей типа частоты и амплитуды электрических колебаний в разных пунктах, а также фазовых и корреляционных соотношений между волнами активности. Вектор из индивидуальных биоэлектрических показателей (предикторов) для каждого испытуемого был сопоставлен с другим вектором из численных психологических показателей, определённых для каждого из испытуемых по миннесотскому опроснику. Далее, пользуясь методами множественного регрессионного анализа [2, 16], мы выявили диагностические уравнения, обеспечивающие расчёт т. н. результативных признаков, т. е. искомых психологических показателей, по набору предикторов – электрофизиологических параметров. Выяснилось, что для каждого психологического показателя существует свой особый набор из небольшого числа электрофизиологических предикторов.

Например, одна из психологических шкал (5MF) отражает женственные черты личности у мужчин и, соответственно, мужские особенности поведения у женщин. Вот это уравнение с описанием параметров:

5MF’ = 20.173 – 0.259*ZM3 + 0.006*01А – 0.235*ZM1 + 0.050*R15,

где 5MF’ – значение шкалы 5MF, вычисленное по электроэнцефалограмме, без вопросов к человеку;

ZM3 – частота колебаний биопотенциалов в левом центральном отведении (СЗ), от 0.2 до 25.6 Гц;

01А – относительная мощность колебаний в зоне F3 с частотой 1 Гц, в сотых долях к среднему уровню по всему диапазону частот;

ZM1 – частота колебаний биопотенциалов в левом лобном отведении (F3), от 0.2 до 25.6 Гц;

R15- коэффициент корреляции колебаний в лобном (F3) и затылочном (01) отведениях слева, в сотых долях.

Зоны указаны по международной классификации «10/20» Герберта Джаспера.

Коэффициент корреляции между значениями шкалы, вычисленными в данном примере по электроэнцефалограммам 69 испытуемых, и значениями той же шкалы, вычисленными по ответам на тестовые вопросы, равен 0.40. Без единого вопроса, только по электроэнцефалограмме, у каждого молодого человека можно вычислить по приведённому уравнению с определённой долей вероятности, свойственен ему мужской или женский склад личности.

Например, электроэнцефалограмму записали однажды у девушки, старосты студенческой группы на факультете психологии, разумеется, по её желанию. Студентка, по мнению преподавателя и сокурсников, отличалась внешне командирскими мужскими качествами – решительностью, требовательностью. Электроэнцефалограмма же свидетельствовала о типичном женском складе личности, что противоречило наблюдениям окружающих о мужском типе поведения.

На вопрос о расхождении компьютерного диагноза с наблюдаемыми особенностями поведения сама испытуемая ответила весьма эмоционально: «Ой, как правильно на самом деле показывает электроэнцефалограмма. Ведь внутри-то я очень ранимая, женственная, только никто этого не замечает». Беспристрастный компьютер, словно опытный психолог, поддержал девушку.

Вместе со своей помощницей О. И. Артёменко я записал электроэнцефалограммы у множества школьников из окраинных регионов России, Камчатки, Салехарда и других [22]. В Москве в нашей работе принимали участие А. В. Маркина, А. X. Пашина, Н. А. Скопинцева, Л. П. Бычкова, И. А. Мальцева, Т. С. Князева, И. В. Москаленко, И. К. Шеховцев, Ю. М. Стакина, Д. А. Абрамов, Т. И. Литвинова, О. Ж. Кондратьева, Г. В. Коткова и другие наши сотрудники. Мы выполнили тестирование и записали множество электроэнцефалограмм у московских школьников, студентов и других наших испытуемых.

В организации тестирования и записи электроэнцефалограмм у поступающих на работу в органы МВД самое активное участие принимал один из моих первых аспирантов Б. Г. Бовин [3]. Вместе с ним наибольший вклад в общее дело внесли В. А. Луцкий, И. Ю. Мышкин, В. В. Майоров, О. И. Артёменко [9, 10, 22–23].

Итоги исследований опубликованы многократно. Защищено более десятка кандидатских диссертаций и три докторские диссертации. Приведём пример оценки параметров ЭЭГ и соответствующих прогнозов. Всего число уравнений, воссоздающих психологический портрет личности по числу основных шкал миннесотского опросника, равно 13, включая контрольные шкалы. В следующем примере отражено значение семи таких шкал и ещё трех шкал (интеллектуальной и музыкальной одаренности, а также здоровья испытуемого), разработанных в нашем коллективе.

Таблица 1

Пример оценки шкал миннесотского опросника и других психологических показателей по электроэнцефалограмме одного из испытуемых

В табл. 1 показан пример прогноза интеллектуальной одаренности (MRK), музыкальных способностей (MUZ) и здоровья (ZDO) вместе с некоторыми показателями миннесотского личностного опросника MMPI (шесть шкал) только по параметрам электроэнцефалограммы, без единого вопроса к испытуемому, в данном случае 14-летнему подростку. Здесь норма – это среднее значение, вычисленное либо по опроснику MMPI, либо по оценкам экспертов для двух шкал – MUZ и MRK. Число испытуемых, потребовавшихся для создания диагностических уравнений, – от нескольких десятков до нескольких сотен (в разных выборках для разных показателей).

Штрих, сопровождающий код признака в этой таблице, означает, что оценка показателя выполнена по электроэнцефалограмме. Значения кодов и детали описания раскрывается подробнее в работах [2, 6, 11, 14–16, 19]. Никакие вопросы к испытуемому, представленному ниже для примера в табл. 1 не задавались.

Сам подросток и его родители согласились с оценками, вычисленными только по электроэнцефалограмме. Такое согласие типично. Разумеется, бывают расхождения, однако относительно редко. В случае диагностики интеллектуальной одаренности (код MRK) обычные школьные оценки по ведущим предметам были сопоставлены с параметрами электроэнцефалограммы у множества школьников.

Приведём для примера одно из регрессионных уравнений, позволяющее рассчитывать по параметрам электроэнцефалограммы способность (MRK) школьника к обучению в условных единицах (норма – 100 единиц) в данном примере уравнение следующее:

MRK’ = 101.836 + 0.056*Z16 – 0.062*D1A + 0.342*Z23 – 0.223Ю2А,

где Z16 – относительная мощность колебаний с частотой 16 Гц, усредненная для шести симметричных отведение биопотенциалов в лобной, центральной и затылочной областях;

D1A – относительная мощность колебаний в полосе частот 1–3 Гц, усредненная по шести симметричным отведениям в лобной, центральной и затылочной областях;

Z23 – относительная мощность колебаний с частотой 23 Гц, усредненная по шести симметричным отведениям в лобной, центральной и затылочной областях;

02А – относительная мощность колебаний в зоне F3 с частотой 2 Гц, в сотых долях к среднему уровню по всему диапазону частот.

Коэффициент корреляции между значениями показателя, вычисленными в данном случае по электроэнцефалограммам (ЭЭГ) 142 испытуемых, и реальными значениями этого показателя, вычисленными по школьным оценкам, равен 0.35, что намного выше критического уровня для такого количества испытуемых. Иными словами, вероятность ошибочных заключений ничтожно мала, намного меньше общепринятого в психологии и педагогике 5 % уровня. Чем выше значение показателя MRK’, тем выше способность испытуемого к обучению и тем лучше, по прогнозу, его оценки успеваемости. Высокие значения способности школьника обучаться мы расцениваем здесь как признак его интеллектуальной одаренности.

Вместе с О. И. Артёменко, как было сказано выше, около двадцати лет назад мы объехали окраины России, от Камчатки до Салехарда, записывая электроэнцефалограммы у местных школьников, а вместе с Ю. Н. Белеховым – также и у московских школьников [10, 22]. Вектор из трёхсот текущих показателей электроэнцефалограммы сопоставили со школьными оценками за прошлый год у каждого из 255 учеников, в основном у старшеклассников. Среди них были дети коренных народов Севера и дети русских, украинцев, татар и ряда других национальностей. Длинный вектор из показателей ЭЭГ у каждого ребёнка использовали для поиска небольшого числа предикторов, способных предсказать школьные успехи ребёнка. Обычные пятибалльные оценки предварительно нормировали, принимая за 100 единиц среднее значение успеваемости по множеству ведущих предметов (математике, русскому языку и т. д.) по всей выборке из 255 человек, и за 10 единиц – стандартное отклонение этого показателя от среднего значения. Оказалось, что с высокой точностью школьные успехи (код IQR) ребёнка по электрическим потенциалам его мозга рассчитываются в этом примере по уравнению:

IQP = 114.733 – 1.046*P56 + 0.019*A5or + 0.018*A4or + 0.631*P23.

В табл. 2 ниже приводятся расчёты и реальные значения успеваемости для нескольких школьников из 255. В этой таблице и в предшествующем уравнении множественной линейной регрессии параметры Р56, А5ог, А4ог и Р23 характеризуют особенности ЭЭГ каждого школьника. Коэффициент корреляции между предсказанными (IQP) и реальными успехами (IQR) для выборки из 255 учеников оказался равным +0.488, что с большой вероятностью подтверждает нашу гипотезу о зависимости школьных успехов ребёнка от его индивидуальных биологических особенностей, измеренных инструментально, объективно, без каких-либо вопросов к ученику.

Высокая точность прогноза неудивительна, потому что параметры электроэнцефалограммы действительно обусловлены генетически в высокой степени [18]. Эти исследования были выполнены нами по специальной программе с целью исследования причин низкой успеваемости детей народов Севера.

Таблица 2

Примеры реальных (IQR) и вычисленных (ЮР) по параметрам показателей ЭЭГ успешности обучения (всего 255 учеников) (Р56, A5or, A4or, Р23 – параметры ЭЭГ)

Оказалось, что у младших школьников одинакового возраста, например, ненцев и русских, родившихся на Севере России, электроэнцефалограммы разные. При одном и том же паспортном возрасте северные школьники в своём интеллектуальном развитии отставали от детей приезжих на Север народов.

Следовательно, низкая успеваемость детей северных народов (ненцы, манси, ханты, коми) в начале своего обучения объясняется запаздывающим созреванием до 2–3 лет их головного мозга по сравнению с детьми других, приехавших на Дальний Север родителей. Позже всё становится на свои места.

Дети коренных народов Севера быстро догоняют позже своих сверстников – русских, украинцев, татар при соответствующей методике обучения, не ломающей их судьбы на старте.

Р. И. Жубриянова [5], ученица О. И. Артёменко, разработала именно такую специальную методику обучения детей народов Севера, младшеклассников, отстающих на старте в своём развитии, и в итоге получила отличные отдалённые результаты. Защита её диссертации прошла блестяще.

Ещё одним примером служит интересный эпизод наших исследований. В одной из школ на Камчатке из многих десятков школьников были выделены несколько человек, самых способных к обучению, если судить только по электроэнцефалограмме. Оказалось, однако, что один из них вовсе не отличался высокими оценками по всем предметам. Встречались и тройки. Более того, он перешёл учиться в вечернюю школу. Экспериментатор спросил: «Электроэнцефалограмма показывает, что Вы интеллектуально одарённый человек. Почему же учитесь так неровно, почему бывают тройки? И почему бросили дневное отделение?» В ответ десятиклассник засмеялся: «Я и без Вас знаю, что одарённый». «Почему?» – «Потому что знаю. Помогаю другим с уроками. Помогаю отцу писать компьютерные программы. А тройки только по тем предметам, которые мне не интересны». – «Почему Вы бросили дневную школу, Вам бы в университет пойти по её окончании». – «Разве Вы не видите, какая жизнь? Учусь и работаю сейчас, чтобы иметь возможность учиться дальше».

В Зеленоградском районе г. Москвы в Центре психологической и медико-социальной поддержки населения (директор Ю. Н. Белехов) были записаны электроэнцефалограммы многих школьников-отличников, кандидатов на медали, победителей интеллектуальных состязаний. Все они заняли вершину в ранжированном списке всех школьников по их способности к обучению [10, 22].

Итак, возможно определить интеллект человека, его способность обучаться, т. е. академический интеллект, в том числе интеллектуальную одаренность, а также лидерские качества и некоторые другие особенности личности, не задавая ни одного вопроса испытуемому, только по характеру биопотенциалов мозга, и, разумеется, после предварительного обучения нашей экспертной системы.

Полезно использовать нашу экспертную систему ещё в одном практически важном приложении. Не всегда возможна запись электроэнцефалограммы. Учтём, что индивидуальны не только многие параметры электроэнцефалограммы. Индивидуальны жизненные пути испытуемых, их автобиографии, самооценки, результаты тестирования. Индивидуальны особенности речи, мимика, жесты. Наконец, индивидуальны антропометрические показатели, среди них, например, особенности радужки, отпечатки пальцев. Индивидуален и тембр голоса. Можно ли использовать нашу экспертную систему для прогноза какого-то важного показателя по множеству указанных разных признаков, связанных с ним? Например, для прогноза профессиональной одаренности в сфере бизнеса?