Astratto

introduzione

La creatività è un’abilità importante nel repertorio cognitivo umano, è utile nell’arte e nella scienza ed è essenziale nella vita di tutti i giorni. Sfortunatamente, tuttavia, la ricerca sulla creatività è piuttosto disordinata e non sono disponibili modelli meccanicistici su come la creatività possa funzionare (Dietrich e Kanso, 2010 ). Non sorprende quindi che non esista un’unica definizione ampiamente accettata di creatività. Ciò che si può dire, però, è che molti processi cognitivi sembrano essere coinvolti, e che le sotto-funzioni alla base della creatività dipendono da entrambi gli stati (Baas et al., 2008 ; Davis, 2009 ) e tratto (Akbari Chermahini e Hommel, 2010 ) caratteristiche. Di tutti i processi coinvolti nella creatività, Guilford ( 1950 , 1967 ) identifica il pensiero divergente e convergente come i suoi due ingredienti principali. Insieme con l’intuizione (una possibile sottocomponente del pensiero convergente, vedi Bowden et al., 2005 ), questi sono oggi considerati i processi più importanti nella creatività (Dietrich e Kanso, 2010 ). Di conseguenza, sono stati questi due processi che abbiamo considerato nel presente studio.

Si ritiene che sia il pensiero divergente che quello convergente siano influenzati dall’umore positivo (ad es. Baas et al., 2008 ; Davis, 2009 ), ma il meccanismo alla base di questo impatto non è chiaro.Sulla base dell’osservazione che i pazienti schizofrenici, che soffrono di overdose del neurotrasmettitore dopamina (per una recensione, vedi Davis et al., 1991 ), esibiscono talvolta straordinarie performance creative (Keefe e Magaro, 1980 ; Nelson and Rawlings, 2008 ), alcuni autori hanno assunto un forte legame tra creatività e dopamina (Eysenck, 1993 ). Infatti, l’umore positivo è accompagnato da cambiamenti di fase nella produzione e disponibilità di dopamina nei sistemi mesolimbico e nigrostriatale del cervello (Ashby et al., 1999 ), che probabilmente faciliterà le operazioni di ricerca cognitiva e i processi correlati alla base della creatività comportamento (Akbari Chermahini e Hommel, 2010 ; Hommel, 2012 ). In tal caso, si potrebbe sospettare che i fattori o le tecniche che potrebbero modulare la produzione o la trasmissione di dopamina abbiano un impatto sulle operazioni cognitive alla base della creatività.

Un fenomeno che è stato sospettato di propagare la creatività è noto sotto il nome di “binaural beats”, un’illusione uditiva che può essere considerata una sorta di trascinamento cognitivo o neurale (Vernon, 2009 ; Turow and Lane, 2011 ). Questo fenomeno ha incoraggiato affermazioni radicali sul potenziamento della mente, e alcuni siti Web sono persino arrivati ​​a definire l’illusione una “droga digitale”. Mentre i battiti binaurali sembrano effettivamente esercitare un certo effetto sul funzionamento cognitivo e sull’umore (Lane et al., 1998 ), e sui pattern di attivazione neurale nel cervello (Kuwada et al., 1979 ; Karino et al., 2006 ; Pratt et al. , 2009 , ma vedi Vernon et al., 2012 ), non è ancora chiaro come lo facciano. L’illusione binaurale-battuta sorge quando due toni di una frequenza leggermente diversa vengono presentati a orecchie diverse. Ad esempio, quando un tono di 335 Hz viene presentato all’orecchio destro e un tono di 345 Hz all’orecchio sinistro, si ottiene un battito binaurale soggettivamente percepito di 10 Hz. Quindi, invece di sentire due toni diversi, la maggior parte delle persone ascolterà solo un tono che fluttua in frequenza o volume: un battito (Oster, 1973 ).

In che modo esattamente il cervello produce la percezione di questi battiti non è chiaro, ma il sistema di attivazione reticolare e il collicolo inferiore sembrano giocare un ruolo (Kuwada et al., 1979 ; McAlpine et al., 1996 ; Turow and Lane, 2011 ). Negli animali, è stato dimostrato che le condizioni di stimolazione produttrici di binaurale producono particolari pattern neurali di blocco di fase, o sincronizzazione, che iniziano nel sistema uditivo e si propagano al collicolo inferiore (Kuwada et al., 1979 ; McAlpine et al., 1996 ) . Anche se la risposta neurale ai battiti presentati in modo oggettivo è più forte, i battiti binaurali sembrano suscitare risposte neuronali simili sia negli uomini che negli animali (Kuwada et al., 1979 ; McAlpine et al., 1996 ; Schwarz and Taylor, 2005 ; Karino et al. , 2006 ), suggerendo che l’illusione sorge attraverso percorsi normalmente associati alla rilevazione del suono binaurale (Kuwada et al., 1979 ; Pratt et al., 2010 ). Come negli umani, i battiti binaurali hanno influito sul funzionamento cognitivo e sull’umore (Lane et al., 1998 ; Vernon, 2009 ), e le risposte ai battiti binaurali sono rilevabili nell’EEG umano (Schwarz and Taylor, 2005 ; Pratt et al., 2009 ), si può ipotizzare che il blocco della fase neuronale si diffonda dal sistema uditivo e dal collicolo inferiore sulla corteccia. Un modello diffuso di attivazione e sincronizzazione neuronale potrebbe influenzare la comunicazione a breve e lunga distanza nel cervello, i processi che dipendono dalla sincronizzazione neuronale e, presumibilmente, da particolari sistemi di neurotrasmettitori (Schnitzler e Gross, 2005 ), influenzando così l’elaborazione cognitiva.

Se i battiti binaurali influenzano la cognizione attraverso la sincronizzazione neurale, è possibile che la frequenza della battuta sia importante. Ad esempio, la comunicazione a corto raggio all’interno delle aree del cervello è spesso associata alla sincronizzazione neurale nella frequenza gamma, mentre la comunicazione a lungo raggio è associata al blocco della fase neuronale nelle bande di frequenza più lente (von Stein e Sarnthein, 2000 ; Schnitzler and Gross, 2005 ). Inoltre, una varietà di bande di frequenza sono state considerate rappresentare la “frequenza di messaggistica” dei segnali di controllo cognitivo. Ad esempio, la sincronizzazione nella gamma di frequenze gamma sembra avere un ruolo nel controllo top-down del recupero della memoria (Keizer et al., 2009 ), che dovrebbe essere rilevante per molte attività creative. Anche di interesse, il bloccaggio di fase nella banda alfa è stato associato ad un arousal corticale inferiore in generale (Fink e Neubauer, 2006 ) e un controllo top-down potenziato in particolare in termini di creatività (von Stein e Sarnthein, 2000 ; Fink et al. ., 2009 ). Un pensiero particolarmente divergente sembra essere associato alla sincronizzazione delle onde alfa (Fink et al., 2006 , 2009 ). Si potrebbe quindi ragionare che indurre uno stato di arousal corticale inferiore presentando persone con battiti binaurali alfa frequenza aumenta temporaneamente le loro prestazioni su un compito di pensiero divergente. Dato che le evidenze disponibili evidenziano le bande alfa e gamma come possibili frequenze di messaggeri dei segnali di controllo in attività legate alla creatività, abbiamo studiato se i battiti binaurali presentati a queste due frequenze potrebbero influenzare le prestazioni nei compiti di pensiero convergente e divergente rispetto a un condizione di controllo

Le prestazioni nei compiti di creatività non dipendono solo dagli stati attuali ma sono anche influenzate dalle variabili dei tratti. Come suggerito da Eysenck ( 1993 ) e Ashby et al. ( 1999 ), la performance creativa sembra dipendere dall’offerta di base di una dopamina (striatale). Questo suggerimento si adatta alle recenti idee sull’interazione dei percorsi dopaminergici frontali e striatali nel generare controllo cognitivo. Secondo Cools e d’Esposito ( 2009 ), la via dopaminergica frontale (originaria dell’area Tegmental ventrale) supporta la messa a fuoco sull’attività corrente mentre la via striatale (originata dalla Substantia Nigra) facilita la flessibilità mentale e il passaggio tra le rappresentazioni mentali. Considerando che quest’ultima capacità è particolarmente rilevante per il pensiero divergente, non è sorprendente che il pensiero divergente, ma non il pensiero convergente, sia stato trovato correlato al tasso di battito cardiaco spontaneo (EBR, Akbari Chermahini e Hommel, 2010 ) -un caso clinico marcatore del funzionamento dopaminergico striatale (Karson, 1983 ; Shukla, 1985 ; Taylor et al., 1999 ).

È importante sottolineare che per il nostro studio, i marcatori del singolo livello di dopamina striatale (EBR) non solo predicono le prestazioni individuali in un compito di pensiero divergente, ma anche se e in che modo gli individui sono influenzati dalle variabili di stato. Solo di recente, Akbari Chermahini e Hommel ( 2012 ) hanno dimostrato che l’effetto stimolante della creatività dell’umore positivo era limitato ai soggetti con EBR basso, cioè a bassi livelli di dopamina a livello striatale. In effetti, gli effetti tonici e fasici dei neurotrasmettitori sono stati spesso considerati interagire in mode non lineari, in modo tale che i cambiamenti di fase possano essere più facilmente rilevati o siano altrimenti più efficaci se combinati con una linea di base tonica relativamente bassa (ad esempio, Grace, 1991 ; Cohen et al., 2002 ). In tal caso, e ipotizzando che gli EBR riflettano un livello basale abbastanza stabile di attività della dopamina tonica e fasica nello striato, l’ipotetico impatto di aumento della creatività dei battiti binaurali dovrebbe essere visibile principalmente in individui con EBR relativamente bassi. Abbiamo testato questa ipotesi analizzando le prestazioni nei compiti di pensiero convergente e divergente, e le modifiche indotte da battito in esso, come funzione di EBR basso contro alto.

metodi

Ventiquattro studenti di psicologia del primo anno o studenti di studi educativi (22 donne, 2 maschi, 17-25 anni) dell’università di Leiden hanno partecipato in cambio di credito e / o retribuzione del corso. Tutti i partecipanti hanno avuto una vista normale o corretta alla normalità e un udito normale, e nessuna storia di attacchi epilettici o altre malattie neuropsicologiche. Tutti i partecipanti sono stati testati tra le 13:00 e le 19:00 e per ogni partecipante tutte le sessioni si sono svolte alla stessa ora del giorno. Ciò è stato fatto per ridurre le variazioni dovute alle normali fluttuazioni giornaliere di EBR, umore e variabili correlate.

Dopo che la procedura di studio è stata loro spiegata dallo sperimentatore, è stato ottenuto il consenso informato scritto da tutti i partecipanti. Nel caso di un partecipante minorenne, il consenso informato scritto è stato ottenuto anche dai genitori / tutori. I partecipanti non sono stati informati dell’obiettivo dello studio in anticipo, ma tutti sono stati interrogati dopo aver completato tutte le sessioni. Lo studio è stato approvato dal Comitato etico dell’Università di Leiden dell’Istituto di psicologia.

I partecipanti si sono riuniti per tre sessioni: una in cui sono stati esposti a stimoli di battito binaurale (frequenza Alpha) a frequenza alfa (10 Hz), uno in cui sono stati esposti a stimoli di battito binaurale a frequenza gamma (40 Hz) (la condizione Gamma) e uno in cui hanno ascoltato un tono costante di 340 Hz (la condizione di controllo). L’ordine di queste tre condizioni e i due compiti di creatività sono stati controbilanciati tra i partecipanti attraverso un design quadrato latino. In ogni sessione un partecipante avrebbe completato gli stessi compiti nello stesso ordine ma con diversi elementi (vedi sotto) per evitare effetti di apprendimento. L’ordine degli articoli all’interno di ciascuna sessione era uguale per tutti i partecipanti. Prima di iniziare i compiti, sono stati misurati EBR spontanei e i partecipanti hanno ascoltato un file audio di 3 minuti (inducendo i battiti binaurali, o il suono di controllo) durante il quale non hanno completato alcun compito. Mentre il file audio continuava a suonare, i partecipanti eseguivano le attività di creatività usando carta e penna. All’inizio e alla fine della sessione, i risultati positivi (PA) e negativi (NA) dei partecipanti sono stati misurati utilizzando il questionario Positive And Negative Affect Scale-mood State (PANAS-S), per valutare possibili cambiamenti di umore durante la sessione. Per tenere traccia dei possibili cambiamenti nella valenza dell’umore e dell’eccitazione durante la sessione, ai partecipanti è stato anche chiesto di valutare il loro stato d’animo attuale su una griglia di affetti subito dopo aver completato ciascuna attività.Entrambe le misure dell’umore sono state completate su un computer. L’ordine delle attività per ogni sessione può essere visto nella Figura Figura 1 1 .

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Figura 1

Schema dell’ordine delle attività in ogni sessione. I partecipanti hanno sempre completato le attività in questo ordine, indipendentemente dalla frequenza dei battiti. Se un partecipante ha completato l’attività di utilizzo alternativo (AUT) prima che l’attività di associazioni remote (RAT) (o viceversa) sia stata randomizzata tra i partecipanti.

risultati

Come un’analisi delle varianze delle misure ripetute (ANOVA) non ha rilevato differenze nell’EBR tra le tre sessioni, F (2, 46) = 1,77, p = 0,18, abbiamo preso la media su tutte e tre le misure come stima del singolo EBR. Per verificare se i battiti binaurali hanno influenzato la performance nei compiti di creatività, sono state condotte misure ripetute ANOVA con stimolazione uditiva (Alfa, Gamma, Controllo) come fattore partecipante.

L’analisi di base del punteggio di flessibilità dell’AUT (pensiero divergente) non ha mostrato alcun effetto affidabile, F (2, 46) <1. Tuttavia, aggiungendo l’EBR individuale come covariata centrata (cfr. Van Breukelen e van Dijk, 2007 ) ha reso l’effetto altamente affidabile, F (2, 44) = 5,22, p = 0,009, suggerendo che l’effetto potrebbe essere mediato da EBR. Ciò è stato confermato da analisi di regressione relative al singolo beneficio alfa (prestazione nella condizione Alfa meno la prestazione nella condizione di controllo) e al beneficio individuale della gamma (prestazione nella condizione gamma meno la prestazione nella condizione di controllo) a ciascun EBR. Come mostrato nella Figura Figure2,2 , le relazioni tra il beneficio alfa e EBR, F (1, 22) = 9.71, p = 0.005 e il beneficio gamma e EBR, F (1, 22) = 8.51, p = 0,008, hanno seguito tendenze lineari negative altamente affidabili, mentre le tendenze quadratiche spiegano la varianza minore: F (2, 21) = 5,31, p = 0,014 e F (2, 21) = 4,23, p= 0,029, rispettivamente. È interessante notare che la distribuzione incrocia chiaramente la linea zero, suggerendo che le persone con EBR basso (meno di 20 battiti al minuto) beneficiano principalmente di alfa e beneficio o non sono alterate dai battiti gamma binaurali, mentre le persone con EBR più elevato non beneficiano o sono anche compromessa dalla stimolazione del battito binaurale.

Per il punteggio RAT (pensiero convergente) né l’ANOVA di base né l’ANCOVA con EBR come covariata hanno prodotto alcun effetto affidabile, F (2, 46) <1. Queste relazioni non significative possono essere viste in Figura Figura 3 3 .

Data l’assunzione di un legame tra dopamina e umore o affetto, abbiamo anche esaminato se i cambiamenti nelle prestazioni fossero accompagnati da cambiamenti dell’umore. Questo non sembrava essere il caso, comunque. Per uno, un (2 × 3) ANOVA del punteggio NA del PANAS-S prima e dopo le tre sessioni non ha rivelato alcun effetto affidabile, p s> .3. La stessa ANOVA dei punteggi PA PANAS-S ha prodotto un effetto significativo del punto temporale, F (1, 23) = 11.07, p = 0.003 (indicando una leggera riduzione dell’umore positivo da 29.9 a 28.3), ma questo effetto non ha interagito con condizione uditiva, p > .18. L’analisi dei dati della griglia degli effetti non ha trovato alcuna indicazione per effetti specifici della condizione sul piacere medio, F (2, 46) <1, o risveglio, F(2, 46) <1 punteggi.

Discussione

Lo scopo di questo studio era di indagare se i battiti binaurali, una forma di trascinamento cognitivo, influenzano le prestazioni creative delle persone e se tale impatto potrebbe essere mediato dal livello della dopamina striatale individuale, come valutato mediante EBR. Il risultato fornisce un’immagine semplice.

Innanzitutto, non abbiamo trovato alcuna prova di un’influenza dei battiti binaurali sul pensiero convergente, mentre il pensiero divergente è stato sistematicamente influenzato a seconda dell’EBR di base. Ciò supporta l’ipotesi che il pensiero convergente e altri tipi di processi di ricerca top-down altamente vincolati si basino maggiormente sulla parte frontale dell’interazione frontali-striatale che costituisce il controllo cognitivo (nel senso di Cools e d’Esposito, 2009 ), mentre il pensiero divergente e altre forme di flessibilità mentale tendono più verso la parte striatale (Akbari Chermahini e Hommel, 2010 ; Hommel, 2012 ). Inoltre, l’osservazione di un effetto differenziale su uno dei due tipi di performance creative rafforza le affermazioni che la creatività umana non è una funzione unitaria ma consiste di componenti multiple (Wallas, 1926 , Guilford, 1967 , Nijstad et al., 2010 ).

In secondo luogo, non abbiamo trovato alcuna differenza tra la condizione alfa e la gamma – entrambi avevano lo stesso tipo e lo stesso grado di impatto sul pensiero divergente. Ciò suggerisce che i battiti binaurali non innescano così tanto o facilitano un particolare processo di sincronizzazione neurale, ma piuttosto supportano il blocco di fase neuronale in generale (Kuwada et al., 1979 ). Ad esempio, potrebbero imporre una qualche struttura temporale ai processi neurali e quindi ridurre il rumore corticale (Karino et al., 2006 ), che ancora una volta può rendere più affidabili i processi specifici delle attività che si basano sulla comunicazione neurale e / o sulla sincronizzazione. In quale frequenza questa struttura temporale è operativa potrebbe essere meno rilevante.

In terzo luogo, i nostri risultati suggeriscono chiaramente che i battiti binaurali non rappresentano uno strumento adatto a tutto tondo per il miglioramento cognitivo. Mentre i partecipanti con EBR più bassi (20 battiti al minuto o più bassi) hanno mostrato chiari benefici indotti dal battito nel pensiero divergente, i battiti binaurali hanno compromesso le prestazioni degli individui con EBR più alti (20 battiti al minuto o più, vedi Figura Figura2). 2 ). Come sospettato, questo suggerisce che l’aumento cognitivo indotto dal battito dipende dal livello della dopamina striatale individuale – un’osservazione che mette in parallelo la scoperta di Akbari Chermahini e Hommel ( 2012 ) di effetti dell’umore altrettanto selettivi sul pensiero divergente.

Ci sono almeno due spiegazioni possibili, non mutuamente esclusive per questa osservazione. In primo luogo, è dimostrato che livelli EBR inferiori alla media sono associati a prestazioni meno efficaci nei compiti di pensiero divergente, in particolare per quanto riguarda la flessibilità (Akbari Chermahini e Hommel, 2010 ). Anche se questa differenza mancava il criterio di significatività nel nostro studio (nella condizione di controllo, i punteggi di flessibilità dei gruppi EBR bassi e alti erano 10.58 e 12.83, rispettivamente, p = .08), i soggetti con livelli di dopamina piuttosto bassi striatali potevano avere più spazio per il miglioramento e sono, quindi, più sensibili alle procedure di miglioramento cognitivo. Ad esempio, potrebbe essere che i battiti binaurali inducono o aumentano le dimensioni delle raffiche di dopamina fasica, che potrebbero avere un impatto più forte negli individui con un livello di dopamina relativamente basso. Gli individui con un livello di dopamina più adatto potrebbero non aver bisogno di questi scoppi extra o di dimensioni extra e potrebbero finire con un rumore corticale più che ottimale. Ciò suggerirebbe anche che gli EBR riflettano principalmente l’attività tonica della dopamina nello striato, ma questo esula dallo scopo dello studio attuale e, quindi, rimane per ora la speculazione.

In secondo luogo, potrebbe essere che i battiti binaurali non operino direttamente sul singolo livello di dopamina, sia esso tonico o fasico. Nota che non abbiamo trovato alcun effetto dell’umore sistematico, indotto da battiti. Nella misura in cui i cambiamenti nei livelli di dopamina sono accompagnati da cambiamenti di umore (Akbari Chermahini e Hommel, 2012 ), questo potrebbe suggerire che i battiti binaurali facilitassero o abilitassero processi che compensassero la mancanza individuale di dopamina striatale. Ad esempio, potrebbe essere che la dopamina sia funzionale nel guidare la sincronizzazione neurale (Schnitzler e Gross, 2005 ). Se è così, un livello relativamente basso di dopamina striatale può quindi rendere più difficile stabilire stati neurali sincronizzati, e questa difficoltà può in qualche modo essere superata attraverso altri processi compensatori che sono indotti o facilitati dai battiti binaurali. Come ipotizzato in precedenza, i battiti binaurali possono aumentare la struttura temporale delle attività neurali al minimo e quindi ridurre il rumore corticale, che potrebbe facilitare la creazione di stati sincronizzati. Ancora una volta, è concepibile che gli individui con livelli di dopamina più ottimali non abbiano bisogno, o possano persino essere danneggiati da questo modo alternativo di creare gli stati sincronizzati necessari.

Indipendentemente da quale di questi due scenari si rivelerà più realistico, è chiaro che i battiti binaurali non rappresentano una tecnica di valorizzazione valida per tutti. Possono essere efficaci nel migliorare il pensiero creativo simile alla tempesta di pensiero in individui con bassi livelli di dopamina a livello striatale, ma allo stesso tempo possono compromettere le prestazioni esattamente nello stesso tipo di compito negli altri. Da un lato, ciò richiede maggiore attenzione nella propagazione dei battiti binaurali come metodo di potenziamento cognitivo e una migliore comprensione dei meccanismi neuronali e cognitivi sottostanti. D’altra parte, tuttavia, implica anche che i precedenti fallimenti nel trovare effetti positivi dei battiti binaurali sulla performance cognitiva non debbano essere presi come prova contro l’efficienza della manipolazione. In effetti, un’attenta selezione di individui che comportano una valutazione sistematica dei loro profili di controllo cognitivo è suscettibile di fornire prove di miglioramento cognitivo, anche in condizioni che si sono rivelate inefficaci da precedenti ricerche.

Dichiarazione di conflitto di interessi

Gli autori dichiarano che la ricerca è stata condotta in assenza di relazioni commerciali o finanziarie che potrebbero essere interpretate come un potenziale conflitto di interessi.

Riferimenti