Electrical activity of the human brain during testing mathematical intelligence for subtest "arithmetic operations" of Amthauer test
##plugins.themes.bootstrap3.article.main##
Анотація
Introduction. Intelligence defines success in study and skills development and includes the verbal, math and other skills. It is important that the lack of mathematical literacy reduces the quality of life more than the usual lack of literacy. Survey questions mathematical intelligence and abilities of human to arithmetic appears fairly sharply. In addition, it is known that male and female brains function differently.
Purpose. The aim of our study was to investigate differences in the electrical activity of the brain in human of different sexes when passing subtest "Arithmetic Problems" of the Intelligent Structure Test by Amthauer.
Methods. As the surveyed 20 men and 20 women, right-handed persons, age 20±3 years, the students of 1-5 courses of the Kyiv National Taras Shevchenko University took part in research. Each of the surveyed passed computer implementation subtest “Arithmetic Problems” of the Intelligent Structure Test by Amthauer that is used to assess the mathematical component of intelligence. In all inspected registered an electroencephalogram (EEG) during realization of testing. In every taking for the frequency ranges of EEG- delta(0,5-3,9 Hz), theta (4,0-7,9 Hz), alpha(8-12,9 Hz), beta 1(13,0-19,9 Hz) and beta 2(20,0-35 Hz) the full power of spectrum was calculated. Statistical analysis was performed using STATISTICA 8.0 (StatSoft, USA, 2008). Normal distribution was checked interchangeable Shapiro-Wilk test. Almost all the parameters was different from the normal (p <0,05). The(Me) and lower (25%) and upper (75%) quartiles: Me [25%; 75%] was using for a description of the sampling distribution.
Results. The formation of the flow of incoming information and evaluation correctness response are in δ-band. In women formed the fronto-parietal system monitor entering information flow when activated prefrontal cortex that carried out the regulation of cognitive functions. Organization of neural network and control the error of answers are associated with activity in the θ-band. In the α-band synchronization took place nearly the entire scalp. α-activity is associated with a range of highly specialized perception, attention and memorization processes. We can say that women were involved all areas of the brain in processing mathematical problems. Significant reduction of the power in β1-band in the left hemisphere indicating that women are not attracted verbal logical-semantic analysis to solve mathematical problems. Activity in the β2-band associated with per se and direct local information processing in neural networks. Temporal areas of the brain associated with the creation of associations and associative memory. It was found increased activity in the posterior associative cortex and right temporal plots. Suggests that, women solve arithmetic problems associated. Also left angular gyrus area was activity, when woman solving math problems.
In men have been identified are actually two information streams (verbal and shaped), while solving arithmetic problems. Anterior cingulate cortex performs coordinating role between this streams. Also was formed a broad front-parietal neural network involving the temporal regions of both hemispheres. The verbal flow formed in the left visual cortex (perception incentives), left angular gyrus (perception of numbers) and Brocka and Wernicke areas. The imagery flow formed in the right visual cortex and temporal areas of the right hemisphere that are associated with the creation and finding associations. Synchronization in the α-band associated with arithmetic calculations and showed the inclusion the posterior associative cortex and right frontal zone to these processes. The immediate processing of mathematical tasks carried out in the right occipital area, which is associated with the creation of imaginative metaphors and intermodal association.
Originality. It has been studied brain function of men and women, while the test solutions "Arithmetic problem" of the Intelligent Structure Test by Amthauer
Conclusion. Women decide arithmetic problems using associations involving the left angular gyrus. In man, the immediate processing of mathematical tasks carried out in the right occipital area, which is associated with the creation of imaginative metaphors and intermodal association.
##plugins.themes.bootstrap3.article.details##
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з такими умовами:
1. Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
2. Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
3. Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи.
УГОДА
ПРО ПЕРЕДАЧУ АВТОРСЬКИХ ПРАВ
Я, автор статті/Ми, автори рукопису статті _______________________________________________________________________
у випадку її прийняття до опублікування передаємо засновникам та редколегії наукового видання «Вісник Черкаського Університету: Серія Біологічні науки» такі права:
1. Публікацію цієї статті українською (англійською) мовою та розповсюдження її друкованої версії.
2. Розповсюдження електронної версії статті через будь-які електронні засоби (розміщення на офіційному web-сайті журналу, в електронних базах даних, репозитаріях, тощо).
При цьому зберігаємо за собою право без узгодження з редколегією та засновниками:
1. Використовувати матеріали статті повністю або частково з освітньою метою.
2. Використовувати матеріали статті повністю або частково для написання власних дисертацій.
3. Використовувати матеріали статті для підготовки тез, доповідей конференцій, а також усних презентацій.
4. Розміщувати електронні копії статті (зокрема кінцеву електронну версію, завантажену з офіційного web-сайту журналу) на:
a. персональних web-pecypcax усіх авторів (web-сайти, web-сторінки, блоги, тощо);
b. web-pecypcax установ, де працюють автори (включно з електронними інституційними репозитаріями);
с. некомерційних web-pecypcax відкритого доступу (наприклад, arXiv.org).
Цією угодою ми також засвідчуємо, що поданий рукопис відповідає таким критеріям:
1. Не містить закликів до насильства, розпалювання расової чи етнічної ворожнечі, які викликають занепокоєння, є загрозливими, ганебними, наклепницькими, жорстокими, непристойними, вульгарними тощо.
2. Не порушує авторських прав та права інтелектуальної власності інших осіб або організацій; містить всі передбачені чинним законодавством про авторське право посилання на цитованих авторів та / або видання, а також використовувані в статті результати і факти, отримані іншими авторами чи організаціями.
3. Не був опублікований раніше в інших видавництвах та не був поданий до публікації в інші видання.
4. Не включає матеріали, що не підлягають опублікуванню у відкритій пресі, згідно з чинним законодавством.
____________________ ___________________
підпис П.І.Б. автора
"___"__________ 20__ р.
Посилання
Eliseev O.P. The test structure of intelligence (TSI) Amthauer: Workshop on the psychology of personality - Peter, 2001 - 560 p
Druzhinin V.N. Psychology of general abilities. / Vladimir Druzhinin. - M .: Nauka (Science), 1994. - 320 p.
R.W. Thatchera. EEG and intelligence: Relations between EEG coherence, EEG phase delay and power / R.W. Thatchera, D. Northa, C. Bivera. // Clinical Neurophysiology – 2005. - № 116. – P.2129-2141.
Liu T. The relationship between EEG band power, cognitive processing and intelligence in school-age children / Liu T., Shi J., Zhao D., Yang J.// Psychology Science Quarterly. - 2008. - Vol. 50, № 2. - P. 259-268.
Cahill L. His brain, Her brain / Cahill L. // Scientific American – 2005 – Vol. 292 – № 5 – P.41-47
Schroeder C.E. Low-frequency neuronal oscillations as instruments of sensory selection / C.E. Schroeder, P. Lakatos // Trends in Neurosciences. - 2009. - V.32 (1). -Р.9-18.
Bernat E. Separating cognitive processes with principal components analysis of EEG time-frequency distributions /E. Bernat, D. Lindsay, B.Holroyd, W.Gehring // Proc. of SPIE. –2008. – V. 7074. – P. 326-333.
Amir Raz. Anatomy of Attentional Networks / Amir Raz // The anatomical record. – 2004. – P.21-36.
R. Leech. The role of the posterior cingulate cortex in cognition and disease. / R. Leech, D. J. Sharp // Brain. – 2014. – 134. – P.12-32.
Hampshire A. The role of the right inferior frontal gyrus: inhibition and attentional control / Hampshire A., Samuel R. Chamberlain , Martin M. Mont, [et al.]. // Neuroimage. – 2010. – 50. – P.1113-1119
Klimesch W. EEG alpha oscillations: The inhibition–timing hypothesis / W. Klimesch, P.Sauseng, S.Hanslmayr // Brain Research Reviews. – 2007. - V.53(1). – P.63-88
Kukleta M. Cognitive Network Interactions and Beta-2 Coherence in Processing Non-Target Stimuli in Visual Oddball Task / M.Kukleta, M.Brázdil, R.Roman, P.Bob, I.Rektor // Physiol. Res. - 2009. – V.58. – P.139-148.
Kurth-Nelson Z. Temporal structure in associative retrieval. / Kurth-Nelson Z., Barnes G., Sejdinovic D., [et al.] // Neuroscience. – 2015. – 18p.
.Ramachandran Vileyanur C / Birth mind. Mysteries of our consciousness. - M .: ZAO "Olympus-Business", 2006. - P.80-83.
Ling Lia. Role of frontal and parietal cortices in the control of bottom-up and top-down attention in humans / Ling Lia, Caterina Grattona, Dezhong Yaob, Robert T. Knighta // Brain research. – 2010. – P.173-184.
Zago L. How verbal and spatial manipulation networks contribute to calculation: an fMRI study. / Zago L, Petit L, Turbelin MR, [et al.] // Neuropsychologia. – 2008 - 46(9) – P.2403-2414.