DOI 10.34014/2227-1848-2020-2-100-111

INFLUENCE OF ANXIETY RELATED TO EXAMINATION STRESS ON VISUAL ATTENTION SHIFTs AND ELECTRIC ACTIVITY OF BRAIN FRONT ZONES

A.P. Astashchenko, N.P. Gorbatenko, E.V. Dorokhov, S.I. Varvarova, P.V. Zyablova

Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko, Voronezh, Russia

 

The attention of anxious people can be highly sensitive to environmental stimuli associated with threat. Such stimuli attract principle attention, thereby contributing to its shift.

The purpose of the paper was to study the relationship between the sensorimotor characteristics of visual attention and bioelectrical brain activity in healthy young people under anxiety associated with examination stress.

Materials and Methods. The authors examined 39 healthy young people (university students) when performing tasks for visual attention to emotional (threatening) information. The characteristics of alpha activity spectral power in the frontal brain lobes and sensorimotor reactions were studied. The experimental series included 2 stages: a psychometric study (assessment of anxiety levels, depression and inclination to aggression) and EEG recording of background activity with open/closed eyes when performing visual attention tasks on emotional stimuli.

Results. According to the results of cognitive tasks, the trial subjects were divided into 3 groups: with a visual attention shift to threatening information, with a visual attention shift from threatening information and without any attention shift. According to psychometric studies, trial subjects showed excessive anxiety levels (HADS). Subjects with a visual attention shift to threatening information demonstrated hostile aggression, including enmity and anger (BPAQ).

Conclusion. In an anxiety state associated with examination stress, the students’ visual attention may shift to/from negatively colored emotional information. Young people with a high anxiety level and an attention shift to threatening information are presumably characterized by a high hostility level. Difficulties in distracting attention from emotional (threatening) information are probably associated with a relatively higher activation level of the right frontal brain zones.

Keywords: anxiety, emotional information, frontal brain zones, alpha activity, attention shift.

Conflict of interest. The authors declare no conflict of interest.

 

References

  1. Solov'eva S.L. Trevoga i trevozhnost': teoriya i praktika [Anxiety and agitation: theory and practice]. Meditsinskaya psikhologiya v Rossii: elektronnyy nauchnyy zhurnal. 2012; 1 (17). Available at: http://medpsy.ru/mprj/archiv_global/2012_6_17/nomer/nomer14.php (accessed: 30.05.2016) (in Russian).

  2. Nordkamp Anne. Theta/beta ratio and attentional control: An exploratory study. 2016. Available at: https://openaccess.leidenuniv.nl/handle/1887/37840 (accessed: 10.01.2020).

  3. Barry T.J., Vervliet B., Hermans D. An integrative review of attention biases and their contribution to treatment for anxiety disorders. Frontiers in Psychology. 2015; 6: 968.

  4. Pereverzeva I.A. K probleme mozgovoy organizatsii emotsional'nykh protsessov v aspekte funktsional'noy asimmetrii polushariy golovnogo mozga u cheloveka [Brain organization of emotional processes in functional asymmetry of the cerebral hemispheres in humans]. Voprosy psikhologii. 1980; 2: 65–73 (in Russian).

  5. Heathcote L.C., Vervoort T., Eccleston C., Fox E., Jacobs K., Van Ryckeghem D.M., Lau J.Y. The relationship between adolescents' pain catastrophizing and attention bias to pain faces is moderated by attention control. Pain. 2015; 156: 1334–1341.

  6. Morales S., Perez-Edgar K.E., Buss K.A. Attention biases towards and away from threat mark the relation between early dysregulated fear and the later emergence of social withdrawal. Abnorm. child. psychol. 2015; 43 (6): 1067–1078.

  7. Pérez-Edgar K., Kujawa A., Nelson S.K., Cole C., Zapp D.J. The relation between electroencephalogram asymmetry and attention biases to threat at baseline and under stress. Brain Cogn. 2013; 82 (3): 337–343.

  8. Adolph D., Von Glischinski M., Wannemuller A., Margraf J. The influence of frontal alpha-asymmetry on the processing of approach – and withdrawal-related stimul. A multichannel psychophysiology study. Psychophysiology. 2017: 1–16.

  9. Davidson. R.J. Anterior cerebral asymmetry and the nature of emotion. Brain and Cognition. 1992; 20 (1): 125–151.

  10. Enikolopov S.N. Aktual'nye problemy issledovaniya agressivnogo povedeniya [Topical problems of aggressive behavior research]. Prikladnaya yuridicheskaya psikhologiya. 2010; 2: 37–47 (in Russian).

  11. Tottenham N., Tanaka J., Leon A.C., Mc Carry T., Nurse M., Hare T.A. The NimStim set of facial expressions: Judgments from untrained research participants. Psychiatry Research. 2009; 168: 242–249.

  12. Macleod C., Mathews A.M., Tata P. Attentional bias in emotional disorders. Journal of abnormal psychology. 1986; 95: 15–20.

  13. Shore D.I., Spence C., Klein R.M. Visual prior entry. Psychological Science. 2001; 12: 205–212.

  14. Conley K.M., Lehman B.J. Test anxiety and cardiovascular responses to daily academic stressors. Stress and Health. 2012; 28 (1): 41–50.

  15. Aleksandrov A.G., Luk'yanenok P.I. Izmenenie urovney trevozhnosti studentov v usloviyakh uchebnoy deyatel'nosti [Changes in students’ anxiety levels while studying]. Nauchnoe obozrenie. Meditsinskie nauki. 2016; 6: 5–14 (in Russian).

  16. Enikolopov S.N. Vrazhdebnost' v klinicheskoy i kriminal'noy psikhologii [Hostility in clinical and criminal psychology]. Natsional'nyy psikhologicheskiy zhurnal. 2007; 1 (2): 33–39 (in Russian).

  17. Pavlova T.S., Kholmogorova A.B. Psikhologicheskie faktory sotsial'noy trevozhnosti v studencheskom vozraste [Psychological factors of social anxiety in students]. Konsul'tativnaya psikhologiya i psikhoterapiya. 2011; 1: 29–43 (in Russian).

  18. Mathews A., Ridgeway V., Williamson D.A. Evidence for attention to threatening stimuli in depression. Behavior research and therapy. 1996; 34 (9): 695–705.

  19. Eysenck M.W., Derakshan N., Santos R., Calvo M.G. Anxiety and cognitive performance: Attentional control theory. Emotion. 2007; 7: 336–353.

  20. David A. Moscovitch, Diane L. Santessob, Vladimir Miskovicc, Randi E. McCabed, Martin M. Antonye, Louis A. Schmidtb. Frontal EEG asymmetry and symptom response to cognitive behavioral therapy in patients with social anxiety disorder. Biological Psychology. 2011; 87 (3): 379–385.

  21. Palmiero M., Piccardi L. Frontal EEG Asymmetry of Mood. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 2017; 11: 1–8.

  22. Cole C., Zapp1 D.J., Nelson S.K., Pérez-Edgar K. Speech presentation cues moderate frontal EEG asymmetry in socially withdrawn young adults. Brain Cogn. 2012; 78 (2): 156–162.

  23. Blackhart G.C, Minnix J.A., Kline J.P. Can EEG asymmetry patterns predict future development of anxiety and depression? A preliminary study. Biological Psychology. 2000; 72: 46–50.

  24. Astashchenko A.P., Davydova E.V., Bogdanova V.A., Dorokhov E.V. Uchastie frontal'nykh otdelov mozga pri smeshchenii vnimaniya k emotsional'nym vyrazheniyam litsa cheloveka [The activity of the frontal brain lobes in case of attention shifts to human emotional physiognomy]. Vestnik psikhofiziologii. 2018; 1: 31–37 (in Russian).

Received 12 February; accepted 09 April 2020.

 

Information about the authors

Astashchenko Anzhela Pavlovna, Candidate of Sciences (Biology), Associate Professor, Department of Normal Physiology, Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko. 394036, Russia, Voronezh, Studencheskaya St., 10; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-6416-6454.

Gorbatenko Natal'ya Pavlovna, Candidate of Sciences (Biology), Associate Professor, Department of Normal Physiology, Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko. 394036, Russia, Voronezh, Studencheskaya St., 10; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-6529-2206.

Dorokhov Evgeniy Vladimirovich, Candidate of Sciences (Medicine), Associate Professor, Head of the Department of Normal Physiology, Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko. 394036, Russia, Voronezh, Studencheskaya St., 10; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-2096-411X.

Varvarova Sofiya Igorevna, 3rd-year Student, Medical Department, Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko. 394036, Russia, Voronezh, Studencheskaya St., 10; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-6427-6717.

Zyablova Polina Vladimirovna, 3rd-year Student, Medical Department, Voronezh State Medical University named after N.N. Burdenko. 394036, Russia, Voronezh, Studencheskaya St., 10; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-1229-7572.

 

For citation

Astashchenko A.P., Gorbatenko N.P., Dorokhov E.V., Varvarova S.I., Zyablova P.V. Vliyanie trevozhnosti, svyazannoy s ekzamenatsionnym stressom, na smeshchenie zritel'nogo vnimaniya i elektricheskuyu aktivnost' frontal'nykh zon mozga [Influence of anxiety related to examination stress on visual attention shift and electric activity of brain front zones]. Ul'yanovskiy mediko-biologicheskiy zhurnal. 2020; 2: 100–111. DOI: 10.34014/2227-1848-2020-2-100-111 (in Russian).

 

УДК 612.821

DOI 10.34014/2227-1848-2020-2-100-111

ВЛИЯНИЕ ТРЕВОЖНОСТИ, СВЯЗАННОЙ С ЭКЗАМЕНАЦИОННЫМ СТРЕССОМ, НА СМЕЩЕНИЕ ЗРИТЕЛЬНОГО ВНИМАНИЯ И ЭЛЕКТРИЧЕСКУЮ АКТИВНОСТЬ ФРОНТАЛЬНЫХ ЗОН МОЗГА

А.П. Астащенко, Н.П. Горбатенко, Е.В. Дорохов, С.И. Варварова, П.В. Зяблова

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко» Минздрава России, г. Воронеж, Россия

 

Показано, что система внимания тревожных людей может быть высоко чувствительна к стимулам окружающей среды, связанным с угрозой и привлекающим внимание в первую очередь, что способствует смещению внимания.

Цель исследования – изучение взаимосвязи между сенсомоторными характеристиками зрительного внимания и особенностями биоэлектрической активности мозга в состоянии тревожности, связанной с экзаменационным стрессом, у здоровых молодых людей.

Материалы и методы. Исследовали особенности спектральной мощности альфа-диапазона ЭЭГ во фронтальных отведениях мозга и сенсомоторных реакций при выполнении заданий на зрительное внимание к эмоциональной (угрожающей) информации у 39 здоровых молодых людей (обучающихся вуза). Экспериментальная серия включала 2 этапа: психометрическое исследование (оценка уровней тревожности, депрессии и склонности к агрессии) и регистрацию ЭЭГ фоновой активности с открытыми, закрытыми глазами и при выполнении заданий на зрительное внимание к эмоциональным стимулам.

Результаты. По результатам выполнения когнитивных заданий участники исследования были разделены на 3 группы: «со смещением зрительного внимания к угрожающей информации», «со смещением зрительного внимания от угрожающей информации» и «с отсутствием смещения внимания». По данным психометрических исследований испытуемые характеризовались уровнями тревожности, превышающими норму (тест HADS). Участники группы «со смещением зрительного внимания к угрожающей информации» имели такие выраженные характеристики агрессии, как враждебность и гнев (тест BPAQ).

Выводы. В состоянии тревожности, связанной с экзаменационным стрессом, зрительное внимание обучающихся может сопровождаться смещением внимания к/от негативно окрашенной эмоциональной информации. Для молодых людей с высоким уровнем тревожности и смещением внимания к угрожающей информации предположительно характерно наличие высокого уровня враждебности. Трудности с отвлечением внимания от эмоциональной (угрожающей) информации, вероятно, связаны со сравнительно более высоким уровнем активации фронтальных зон мозга справа.

Ключевые слова: тревожность, эмоциональная информация, фронтальные зоны мозга, активность α-диапазона ЭЭГ, смещение внимания.

Конфликт интересов. Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.

 

Литература

  1. Соловьева С.Л. Тревога и тревожность: теория и практика. Медицинская психология в России: электронный научный журнал. 2012; 1 (17). URL: http://medpsy.ru/mprj/archiv_global/2012_6_17/ nomer/nomer14.php (дата обращения: 30.05.2016).

  2. Nordkamp Anne. Theta/beta ratio and attentional control: An exploratory study. 2016. URL: https://openaccess.leidenuniv.nl/handle/1887/37840 (дата обращения: 10.01.2020).

  3. Barry T.J., Vervliet B., Hermans D. An integrative review of attention biases and their contribution to treatment for anxiety disorders. Frontiers in Psychology. 2015; 6: 968.

  4. Переверзева И.А. К проблеме мозговой организации эмоциональных процессов в аспекте функциональной асимметрии полушарий головного мозга у человека. Вопросы психологии. 1980; 2: 65–73.

  5. Heathcote L.C., Vervoort T., Eccleston C., Fox E., Jacobs K., Van Ryckeghem D.M., Lau J.Y. The relationship between adolescents' pain catastrophizing and attention bias to pain faces is moderated by attention control. Pain. 2015; 156: 1334–1341.

  6. Morales S., Perez-Edgar K.E., Buss K.A. Attention biases towards and away from threat mark the relation between early dysregulated fear and the later emergence of social withdrawal. Abnorm. child. psychol. 2015; 43 (6): 1067–1078.

  7. Pérez-Edgar K., Kujawa A., Nelson S.K., Cole C., Zapp D.J. The relation between electroencephalogram asymmetry and attention biases to threat at baseline and under stress. Brain Cogn. 2013; 82 (3): 337–343.

  8. Adolph D., Von Glischinski M., Wannemuller A., Margraf J. The influence of frontal alpha-asymmetry on the processing of approach – and withdrawal-related stimul. A multichannel psychophysiology study. Psychophysiology. 2017: 1–16.

  9. Davidson. R.J. Anterior cerebral asymmetry and the nature of emotion. Brain and Cognition. 1992; 20 (1): 125–151.

  10. Ениколопов С.Н. Актуальные проблемы исследования агрессивного поведения. Прикладная юридическая психология. 2010; 2: 37–47.

  11. Tottenham N., Tanaka J., Leon A.C., Mc Carry T., Nurse M., Hare T.A. The NimStim set of facial expressions: Judgments from untrained research participants. Psychiatry Research. 2009; 168: 242–249.

  12. Macleod C., Mathews A.M., Tata P. Attentional bias in emotional disorders. Journal of abnormal psychology. 1986; 95: 15–20.

  13. Shore D.I., Spence C., Klein R.M. Visual prior entry. Psychological Science. 2001; 12: 205–212.

  14. Conley K.M., Lehman B.J. Test anxiety and cardiovascular responses to daily academic stressors. Stress and Health. 2012; 28 (1): 41–50.

  15. Александров А.Г., Лукьянёнок П.И. Изменение уровней тревожности студентов в условиях учебной деятельности. Научное обозрение. Медицинские науки. 2016; 6: 5–14.

  16. Ениколопов С.Н. Враждебность в клинической и криминальной психологии. Национальный психологический журнал. 2007; 1 (2): 33–39.

  17. Павлова Т.С., Холмогорова А.Б. Психологические факторы социальной тревожности в студенческом возрасте. Консультативная психология и психотерапия. 2011; 1: 29–43.

  18. Mathews A., Ridgeway V., Williamson D.A. Evidence for attention to threatening stimuli in depression. Behavior research and therapy. 1996; 34 (9): 695–705.

  19. Eysenck M.W., Derakshan N., Santos R., Calvo M.G. Anxiety and cognitive performance: Attentional control theory. Emotion. 2007; 7: 336–353.

  20. David A. Moscovitch, Diane L. Santessob, Vladimir Miskovicc, Randi E. McCabed, Martin M. Antonye, Louis A. Schmidtb. Frontal EEG asymmetry and symptom response to cognitive behavioral therapy in patients with social anxiety disorder. Biological Psychology. 2011; 87 (3): 379–385.

  21. Palmiero M., Piccardi L. Frontal EEG Asymmetry of Mood. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 2017; 11: 1–8.

  22. Cole C., Zapp1 D.J., Nelson S.K., Pérez-Edgar K. Speech presentation cues moderate frontal EEG asymmetry in socially withdrawn young adults. Brain Cogn. 2012; 78 (2): 156–162.

  23. Blackhart G.C, Minnix J.A., Kline J.P. Can EEG asymmetry patterns predict future development of anxiety and depression? A preliminary study. Biological Psychology. 2000; 72: 46–50.

  24. Астащенко А.П., Давыдова Е.В., Богданова В.А., Дорохов Е.В. Участие фронтальных отделов мозга при смещении внимания к эмоциональным выражениям лица человека. Вестник психофизиологии. 2018; 1: 31–37.

Поступила в редакцию 12.02.2020; принята 09.04.2020.

 

Авторский коллектив

Астащенко Анжела Павловна – кандидат биологических наук, доцент кафедры нормальной физиологии, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко. 394036, Россия, г. Воронеж, ул. Студенческая, 10; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-6416-6454.

Горбатенко Наталья Павловна – кандидат биологических наук, доцент кафедры нормальной физиологии, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко. 394036, Россия, г. Воронеж, ул. Студенческая, 10; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-6529-2206.

Дорохов Евгений Владимирович – кандидат медицинских наук, доцент, заведующий кафедрой нормальной физиологии, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко. 394036, Россия, г. Воронеж, ул. Студенческая, 10; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-2096-411X.

Варварова София Игоревна – студентка 3 курса лечебного факультета, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко. 394036, Россия, г. Воронеж, ул. Студенческая, 10; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0001-6427-6717.

Зяблова Полина Владимировна – студентка 3 курса лечебного факультета, ФГБОУ ВО «Воронежский государственный медицинский университет им. Н.Н. Бурденко. 394036, Россия, г. Воронеж,
ул. Студенческая, 10; e-mail: This email address is being protected from spambots. You need JavaScript enabled to view it., ORCID ID: https://orcid.org/0000-0002-1229-7572.

 

Образец цитирования

Астащенко А.П., Горбатенко Н.П., Дорохов Е.В., Варварова С.И., Зяблова П.В. Влияние тревожности, связанной с экзаменационным стрессом, на смещение зрительного внимания и электрическую активность фронтальных зон мозга. Ульяновский медико-биологический журнал. 2020; 2: 100–111. DOI: 10.34014/2227-1848-2020-2-100-111.