COMPARATIVE ANALYSIS OF EEG POWER SPECTRUM INDICATORS IN ADOLESCENCE AND YOUTH WITH DIFFERENT LEVELS OF CHEMISTRY MASTERY
Authors: Волкова Е.В. , Докучаев Д.А. 
Published: August 2024

Любая деятельность человека, в том числе и образовательная, может быть успешной только тогда, когда она отвечает объективным законам природы. Психическое развитие студентов и школьников не совпадает с ходом образовательного процесса и имеет свою внутреннюю логику, поэтому особо остро возникает вопрос о разработке методов и дизайнов исследования, позволяющих изучать, как в голове студентов и школьников совершаются процессы развития, вызываемые к жизни ходом обучения. Целью исследования стало изучение внутренних процессов развития респондентов (в терминах показателей спектра мощности ЭЭГ) на разных этапах освоения химии. В эксперименте приняли участие 50 подростков в возрасте 13-15 лет и 15 студентов биохимического факультета Башкирского государственного университета в возрасте 18-27 лет. Для сопоставления показателей биоэлектрической активности мозга во время осуществления когнитивной деятельности компьютеризированный портативный электроэнцефалограф-регистратор "Энцефалан-ЭЭГР19/26" в модификация "Элит" был синхронизирован с диагностическим программным комплексом "ChemicalDifferentiation". Регистрация показателей спектра мощности ЭЭГ проводилась до (фоновая запись) и во время когнитивного эксперимента. Показано, что по мере возрастного развития и освоения химии происходит уменьшение показателей спектра мощности ЭЭГ за счёт созревания мозговых структур и формирования концепта Вещество (основы химических способностей). Получен парадоксальный результат, требующей дальнейшего исследования. С одной стороны, по мере возрастного развития и освоения химии с увеличением когнитивной сложности наблюдается уменьшение числа отведений, в которых регистрируются статистически значимые различия. С другой стороны, по мере возрастного развития и освоения химии отмечается увеличение числа отведений, в которых обнаруживаются достоверные межуровневые различия (глобальный vs базовый vs детализированный).

Any human activity, including education, can be successful only when it follows the objective laws of nature. The mental development of students doesn’t coincide with the course of the educational process and has its own internal logic. Therefore, the question of the development of research methods and designs that makes it possible to study how the developmental processes that are brought to life by the course of learning are carried out in the mind of students arises especially acutely. The goal is to study the internal developmental processes of students (in terms of the EEG power spectrum indicators) at different stages of mastering chemistry. The experiment involved 50 adolescents aged 13-15 years and 15 students of the Faculty of Biochemistry at the age of 18-27 years. To compare the indicators of bioelectric activity of the brain during cognitive activity, the computerized portable electroencephalograph-recorder "Encephalan-EEGR19 / 26" in the modification "Elite "was synchronized with the diagnostic software package "ChemicalDifferentiation". Check indicators of the power spectrum of EEG was performed before (background) and during a cognitive experiment. It is shown that with age development and mastery of chemistry, the indicators of the EEG power spectrum decrease due to the maturation of brain structures and the formation of the Substance concept (the basis of chemical competence). A paradoxical result has been obtained that requires further research. On the one hand, with age development and mastery of chemistry with an increase in cognitive complexity, there is a decrease in the number of leads in which statistically significant differences are recorded. On the other hand, with age-related development and mastery of chemistry, an increase in the number of leads is noted, in which significant interlevel differences are found (global vs basic vs detailed).