Научная статья на тему 'Связь результативности интеллектуальной тестовой деятельности человека с различными спектральными характеристиками альфа-ритма фоновой ЭЭГ'

Связь результативности интеллектуальной тестовой деятельности человека с различными спектральными характеристиками альфа-ритма фоновой ЭЭГ Текст научной статьи по специальности «Науки о здоровье»

CC BY
190
53
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам о здоровье , автор научной работы — Коробейникова И. И.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Связь результативности интеллектуальной тестовой деятельности человека с различными спектральными характеристиками альфа-ритма фоновой ЭЭГ»

Суицидология и аддиктология

обследованных, дефицит активности - у 1,3% обследованных. В совокупности почти у 15,6% обследованных в детском возрасте выявлялись дезадаптационные эпизоды.

Изучена частота встречаемости психопатологических синдромов у педагогов и проведено сравнение с распространенностью данных расстройств в популяции [4]. Из всех психических нарушений у педагогов чаще выявлялись невротические, связанные со стрессом и соматоформные расстройства (F40 - F48) - 34,9% (36,7%; p=0,536). Аффективные расстройства (F30, F32) встречались у 10,9% учителей с той же частотой, что и в популяции (10,9%;

p=1,000).

Расстройства приёма пищи (F50.0, F50.2) наблюдались статистически значимо чаще, по сравнению с популяцией, (3,3% и 0,7% соответственно, p<0,0001). Специфические расстройства личности (F60) статистически значимо реже наблюдались среди учителей, чем в популяции (16,5% и 24,1% соответственно; p=0,003).

Из нарушений поведения, относящихся к категории расстройства привычек и влечений (F63), у обследованных диагностирована трихотилломания (F63.3) -

0. 3., тогда как в популяции выявлялись клептомания, пироманические расстройства, патологическое влечение к азартным играм и трихотилломания (1,6%; p=0,075). Шизотипическое расстройство (F21) встречалось у 0,3%, что не отличается от популяционных данных (0,9%; p=0,278). Лёгкое когнитивное расстройство (F06.7) определялось у 3,7% педагогов (в популяции 6,4%; p=0,063).

Таким образом, анализ данных настоящего исследования показал, что у педагогов в течение жизни и на момент обследования возникали проблемы, которые были связаны с психическим здоровьем. Частота встречаемости пограничных психопатологических расстройств у педагогов в целом соответствует популяционным данным. При этом, среди учителей чаще наблюдались нарушения пищевого поведения, реже - специфические расстройства личности.

Литература:

1. Гланц С. Медико-биологическая статистика. - Пер. с англ. - М., Практика, 1998. - 459 с.

2. Звягина В.В. Особенности качества жизни и здоровья учителей. - Тюмень: ТОГИРРО, 2011. - 180 с.

3. Куприянова И.Е., Дашиева Б.А., Карауш И.С. Качество жизни и психическое здоровье педагогов, работающих в различных системах образования (общее, коррекционное, инклюзивное) // Вестник Томского государственного педагогического университета. - 2013. - № 11 (139). - С. 87-93.

4. Чуркин А.А., Михайлов В.И., Касимова Л.Н., Ревенко В.И. Взаимосвязь социальных и этнокультуральных факторов с уровнем психического здоровья городских жителей (Часть 1,2) // Вестник неврологии, психиатрии и нейрохирургии. - 2009. - № 10. - С. 27-50.

ПСИХОЛОГИЯ

СВЯЗЬ РЕЗУЛЬТАТИВНОСТИ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ ТЕСТОВОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА С РАЗЛИЧНЫМИ СПЕКТРАЛЬНЫМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ АЛЬФА-РИТМА ФОНОВОЙ ЭЭГ

И.И. Коробейникова

НИИ нормальной физиологии им. П.К. Анохина РАМН, г. Москва

E- mail автора; [email protected]

В последнее время получены убедительные доказательства тому, что изменения в различных частотных диапазонах альфа активности являются коррелятами разных когнитивных функций. Так, десинхронизация в нижнем и среднем альфа диапазонах ассоциируется с процессами внимания, такими как бдительность (“vigilance”) и ожидание («expectancy»), в то время как десинхронизация в верхнем альфа диапазоне связывают с усилением мыслительной активности и извлечением информации из семантической памяти. [6, 7]. Однако в исследованиях, где проводился анализ изменений биопотенциалов различных частотных диапазонов альфа активности в связи с результативностью разных видов целенаправленной деятельности человека, не учитывались фоновые характеристики поддиапазонов альфа-ритма. В тоже время в наших исследованиях имеются доказательства тому, что различная исходная мощность, например, низкочастотного альфа-ритма может являться прогностическим признаком результативности выполнения зрительно -пространственных задач [1, 3].

Исходя из полученных нами результатов, необходимо было проверить правомерность такого заключения на другой модели целенаправленной деятельности человека.

Цель исследования: изучение связи индивидуальных особенностей альфа диапазона электроэнцефалограммы человека в состоянии относительного покоя при разной результативности интеллектуальной компьютеризированной деятельности студентов.

Материал и методы.

Для оценки эффективности когнитивной деятельности использовали модифицированный и компьютеризированный нами тест «Установление закономерностей», используемый в практике авиационных врачей. Тест позволяет оценить способность испытуемого к анализу и сравнению, логическим построениям, установлению тождества и различия,

50

Тюменский медицинский журнал Том 16, № 3, 2014

Суицидология и аддиктология

характеризует устойчивость внимания и оперативной памяти [2].

В исследовании на основе добровольного информированного согласия принял участие 31 студент (мужчины в возрасте 18-21 года, правши c нормальной остротой зрения). Испытуемому, сидящему в удобном кресле перед монитором, демонстрировали на экране 108 цифровых групп, состоящих из 6 цифр каждая. Цифровые группы были расположены в виде 18 строк по 6 групп в строке, разделенных пробелами. В начале каждой строки шестью латинскими буквами кодировалась определенная последовательность цифр в группе. Задачей испытуемого было отметить с помощью компьютерной мыши в каждой строке группы, последовательность цифр в которых соответствовала буквенному коду. Так, например, в строке

TZTXBD - 232719 123127 838891 515923

434564 испытуемым должны быть отмечены первая и четвертая группы цифр (в тексте подчеркнуты).

Время выполнения теста в инструкции не оговаривалось. Рассчитывали коэффициент успешности (КУ) выполнения тестовых заданий по формуле, учитывающей общее число просмотренных цифровых групп и число допущенных при этом ошибок [2].

У испытуемых регистрировали ЭЭГ в исходном состоянии (Ф1), при выполнении теста и после завершения тестирования (Ф3). Регистрацию ЭЭГ проводили с помощью электроэнцефалографа «Нейрон-спектр» (г. Иваново) монополярно по схеме “10-20” в затылочных (О2, О1), теменных (Р4, Р3), центральных (С4, С3), лобных (F4, F3) и височных (Т4, Т3) отведениях. Объединенные референтные электроды располагались на мочках ушей. Полоса фильтрации составляла 0,5-35,0 Гц, постоянная времени - 0,3 с. Частота оцифровки сигнала 200 Гц. После регистрации все записи ЭЭГ были перенесены в компьютерную систему анализа и топографического картирования электрической активности мозга «BRAINSYS» для Windows и обработаны с помощью пакета программ «НЕЙРО-КМ» (ООО «Статокин», г. Москва). Спектрально-когерентный анализ безартефактных участков ЭЭГ проводили на основе быстрого преобразования Фурье. Вычисляли спектры плотности мощности в диапазоне 0,5-35,0 Гц. Эпоха анализа составляла 4 с, при длительности каждого анализируемого фрагмента в 1 минуту.

Спектральный анализ ЭЭГ проводили на основе быстрого преобразования Фурье с использованием пакета программ BRAINSYS. Вычисляли спектры плотности мощности в диапазоне 0,5-45,0 Гц. Эпоха анализа составляла 4 сек, частота оцифровки - 200 Гц. Рассчитывали абсолютные значения спектральной мощности (СМ) ритмов (мкВ2) для частотных диапазонов альфа-1 - 7-10 Гц; альфа-2 - 10-13 Гц,

Для статистической обработки полученных данных и представления результатов использовали пакет STATISTICA v.6. При нормальном распределении анализируемых признаков вычисляли среднее значение (M) и стандартную ошибку среднего (m).

Результаты и обсуждение.

По выраженности СМ альфа-1 и альфа-2 диапазонов в затылочных отведениях ЭЭГ, зарегистрированной в исходном состоянии при закрытых глазах, были выделены две группы испытуемых. В группу 1 (n=8) вошли лица, у которых СМ альфа-1 ритма (7-10 Гц) составляла больше 70% от мощности общего диапазона альфа ритма; группу 2 (n=9) составили испытуемые, у которых СМ альфа-2 ритма (1013 Гц) составляла больше 70% от общей мощности диапазона альфа-ритма.

Сравнительный анализ результата показал, что КУ был достоверно выше в группе 1 (32,2+1,8 в группе 1 и 24,7+1,7 в группе 2; р=0,009) за счет большего количества просмотренных(34,0+1,8 в группе 1 и 28,2+1?8 в группе 2; р=0,038) и большего количества правильно отмеченных (11.9+0,6 в группе 1 и 8,6+0,7 в группе 2; р=0,005) цифровых

групп.

Таким образом, результативность теста была выше в группе студентов с исходно высокой мощностью альфа1 диапазона.

Анализ СМ тета диапазона ЭЭГ у студентов выделенных групп показал, что в исходном состоянии СМ тета ритма выше у студентов группы 1, достоверно в затылочном, теменном и фронтальном отделах коры головного мозга левого полушария (табл. 1). При выполнение теста межгрупповые различия сохранялись в теменном, центральном и фронтальном отделах коры. Различия в показателях СМ тета ритма в правом полушарии в исходном состоянии и при выполнении теста не достигают достоверного уровня значимости. Однако, после выполнения теста СМ тета ритма становится достоверно выше у студентов группы 1 в теменном, центральном и фронтальном отделах правого полушария, за счет увеличения у них значений СМ относительно исходного фона и этапов выполнения теста.

Анализ различий показателей СМ бета1 диапазона ЭЭГ (табл. 2) показал, что они значимо ниже в группе 1 только в исходном состоянии в затылочном отделе правого полушария. На 1 и 3 минутах выполнении теста эти различия СМ тета ритма в правом полушарии становятся значимыми. Причиной этих различий явилась разнонаправленная динамика СМ бета1 ритма на этапах выполнения теста, а именно: увеличение показателя у студентов группы 2 в затылочной, теменной и фронтальной областях правого полушария. Достоверных различий в СМ бета1 ритма различных областей левого полушария у студентов выделенных групп не выявлено.

Том 16, № 3, 2014 Тюменский медицинский журнал

51

Суицидология и аддиктология

Таблица 1

Спектральная мощность (мкВ 2) тета ритма ЭЭГ у студентов 1 и 2 групп в исходном состоянии (Фон1), 1 и 3 минутах

выполнения теста и после выполнения теста (Фон 2)

ПРАВОЕ полушарие

Этапы О2 Р4

деятельн. 1 гр. 2 гр. Р= 1 гр. 2 гр. Р=

Фон 1 10,9+1,5 8,5+0,5 - 11,4+1,7 8,7+0,8 -

Тест 1 мин 11,6+1,4 12,1+1,9 - 11,7+1,4 10,1+0,9 -

Тест 3 мин 11,2+1,3 11,8+1,9 - 11,9+1,2 9,7+0,9 -

Фон 2 11,5+1,9 8,1+1,5 - 13,7+2,1 8,1+1,3 0,037

ЛЕВОЕ полушарие

Этапы О1 Р3

деятельн. 1 гр. 2 гр. Р= 1 гр. 2 гр. Р=

Фон 1 10,4+1,5 6,7+0,5 0,033 11,1+1,2 7Д+0,8 0,013

Тест 1 мин 10,8+1,3 8,7+0,7 - 11,7+1,1 8,5+0,6 0,016

Тест 3 мин 9,3±1,0 8,7+0,9 - 10,7+0,9 8Д+0,5 0,027

Фон 2 11,4+2,4 5,6+0,5 0,021 14,0+2,2 6,4+0,6 0,002

ПРАВОЕ полушарие

Этапы С4 F4 Т4

деятельн. 1 гр. 2 гр. Р= 1 гр. 2 гр. Р= 1 гр. 2 гр. Р=

Фон 1 12,5+1,9 9,1+1,3 - 16,1+2,7 11,9+0,9 - 5,3+0,6 3,9+0,5 -

Тест 1 мин 12,7+1,3 9,4+0,9 - 14,2+1,2 12,9+1,3 - 6,0+0,9 5,1+0,8 -

Тест 3 мин 13,0+1,2 10,2+1,4 - 14,9+1,1 14,0+1,9 - 6,0+0,8 5,4+0,9 -

Фон 2 15,7+2,8 8,4+1,5 0,034 16,7+1,9 11,4+1,6 0,048 6,2+1,1 4,4+0,9 -

ЛЕВОЕ полушарие

Этапы С3 F3 Т3

деятельн. 1 гр. 2 гр. Р= 1 гр. 2 гр. Р= 1 гр. 2 гр. Р=

Фон 1 12,6+1,5 8,7+1,4 - 15,7+1,4 11,1+0,9 0,016 4,6+0,6 3,4+0,3 -

Тест 1 мин 12,7+0,9 9,1+0,6 0,019 15,5+1,3 11,3+0,9 0,017 5,7+0,9 4,0+0,6 -

Тест 3 мин 12,4+0,9 9,5+0,9 0,049 15,8+1,2 12,1+1,0 0,040 5,4+0,7 4,1+0,6 -

Фон 2 15,7+2,7 7,7+0,9 0,009 18,2+2,1 9,8+0,8 0,001 5,4+0,7 3,8+0,5 -

Совершенно очевидно, что получение испытуемыми высокого результата предложенного тестового задания требует от них высокой концентрации внимания, активизации способностей к анализу и сравнению, и предъявляет определенные требования к логическому мышлению. Анализ спектральных характеристик фоновой ЭЭГ испытуемых выделенных групп выявил определенные различия между ними. Особого внимания заслуживают различия по СМ тета ритма. Было установлено, что СМ тета ритма уже в исходном состоянии выше у студентов группы 1.

В свете современных представлений усиление тета активности в передних областях коры головного мозга у человека рассматривается как проявление повышенной активации коры больших полушарий. Это предположение основывается на результатах экспериментальных исследований, в которых рост мощности тета активности в передних областях коры связывают с усилением ориентировочной реакции [4], кодированием в памяти новой информации для ее последующего воспроизведения [8], а также концентрацией внимания [9].

С этих позиций низкая исходная СМ тета диапазона у испытуемых группы 2, является индикато-

ром условий, которые впоследствии приводят к менее совершенному результату деятельности.

Кроме этого у испытуемых группы 1, в отличие от испытуемых группы 2, было выявлено снижение относительно исходного фона СМ бета1 диапазона на первой минуте выполнения теста. В результате значения показателя у них при выполнении теста были достоверно ниже, чем у испытуемых группы 2. Следует отметить, что некоторые авторы также наблюдали эффекты снижения мощности бета активности в процессе выполнения когнитивных заданий [5]. Это, по мнению исследователей, происходит потому, что в процессе активации коры имеет место разрушение таламокортикальных синхронизирующих механизмов, что является причиной десинхронизированной ЭЭГ. Принимая во внимание более высокую результативность деятельности испытуемых группы 1, этот факт следует также отнести за счет факторов, способствующих получению более совершенного результата предложенного вида деятельности. Вопрос о межполушарных различиях в выраженности СМ тета и бета1 диапазона ЭЭГ у испытуемых выделенных групп является предметом отдельного обсуждения и в данной статье не рассматривается.

52

Тюменский медицинский журнал Том 16, № 3, 2014

Суицидология и аддиктология

Таблица 2

Спектральная мощность (мкВ 2) бета1- ритма ЭЭГ у студентов 1 и 2 групп в исходном состоянии (Фон1), на 1 и 3 минутах

выполнения теста и после выполнения теста (Фон 2); (M±m)

ПРАВОЕ полушарие

Этапы О2 Р4

деятельн. 1 гр. 2 гр. Р= 1 гр. 2 гр. Р=

Фон 1 4,9+0,6 9,5+2,7 0,041 4,7+0,7 6,3+0,9 -

Тест 1 мин 5,1+0,9 12,2+1,5 0,005 4,7+0,6 6,7+0,6 0,039

Тест 3 мин 6,1+0,6 12,4+1,8 0,007 4,4+0,3 6,9+0,6 0,004

Фон 2 7,8+1,6 10,3+1,5 - 6,6+1,4 6,2+0,7 -

ЛЕВОЕ полушарие

Этапы О1 Р3

деятельн. 1 гр. 2 гр. Р= 1 гр. 2 гр. Р=

Фон 1 4,9+0,7 9,3+2,3 - 4,5+0,7 5,1+0,7 -

Тест 1 мин 5,94+1,1 13,0+2,7 - 4,3+0,9 5,2+0,5 -

Тест 3 мин 5,3+0,9 12,8+1,8 - 3,8+0,4 5,5+0,7 -

Фон 2 8,1+2,2 9,6+2,1 - 6,4+0,3 5,4+0,8 -

ПРАВОЕ полушарие

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Этапы С4 F4 Т4

деятельн. 1 гр. 2 гр. Р= 1 гр. 2 гр. Р= 1 гр. 2 гр. Р=

Фон 1 4,4+0,7 4,5+0,4 - 4,5+0,9 5,0+0,5 - 2,4+0,3 6,6+3,3 -

Тест 1 мин 3,9+0,53 5,1+0,3 - 3,9+0,6 6,1+0,7 0,033 4,1+0,7 3,8+0,3 -

Тест 3 мин 3,8+0,4 5,4+0,5 0,023 4,0+0,5 6,3+0,5 0,008 4,5+1,2 4,2+0,6 -

Фон 2 5,6+0,7 4,8+0,4 - 5,8+0,8 5,7+0,5 - 3,2+0,4 3,6+0,4 -

ЛЕВОЕ полушарие

Этапы С3 F3 Т3

деятельн. 1 гр. 2 гр. Р= 1 гр. 2 гр. Р= 1 гр. 2 гр. Р=

Фон 1 4,2+0,6 4,1+0,5 - 4,7+0,9 4,5+0,5 - 2,7+0,4 6,8+3,4 -

Тест 1 мин 3,76+0,7 4,2+0,3 - 3,9+0,7 4,8+0,4 - 4,6+1,4 4,3+0,7 -

Тест 3 мин 3,5+0,4 4,2+0,4 - 3,9+0,5 5,0+0,6 - 4,3+1,5 4,5+0,9 -

Фон 2 5,6+0,8 4,6+0,6 - 5,9+0,9 5,1+0,7 - 4,7+1,5 4,1+0,5 -

Таким образом, результат теста «Установление закономерностей» был выше у испытуемых с исходно высокой СМ альфа1 диапазона, в отличие от лиц с исходно низкой СМ указанного диапазона. Сравнительный анализ СМ других диапазонов ЭЭГ испытуемых выделенных групп показал, что у испытуемых с исходно высокой СМ низкочастотного диапазона альфа ритма имела место более высокая фоновая СМ тета диапазона ЭЭГ левого полушария, высокий уровень которой сохранялся при выполнении теста. Кроме этого при выполнении теста у них наблюдалась более низкая СМ бета1 диапазона ЭЭГ правого полушария.

Литература:

1. Коробейникова И.И. Успешность результативной деятельности студентов с различными спектрально-пространственными характеристиками альфа-ритма фоновой ЭЭГ // Академический журнал Западной Сибири. - 2014. - Том 10, № 3 (52). - С. 52-54.

2. Столяренко Л.Д. Основы психологии. Практикум. Феникс. -Ростов-на-Дону, 2000. - С. 27-29.

3. Умрюхин Е.А., Коробейникова И.И., Каратыгин Н.А. Успешность выполнения тестовых заданий студентами с различными спектральными характеристиками альфа-ритма фоновой ЭЭГ // Физиология человека. - 2009. - Том 35, № 5. - С. 33-39.

4. Bazar E., Bazar-Eroglu C., Karakas S., Schyrmann M. Gamma, alpha, delta and theta oscillation govern cognitive processes // Int. J. Psychophysiol. - 2001. - Vol. 39, № 2-3. - Р. 241-248.

5. Davidson R.J., Ekman P., Saron C.D. et al. Approach-withdrawal and cerebral asymmetry: emotional expression and drain physiology // J. Person. Soc. Psychol. - 1990. - Vol. 58, № 2. - P. 330-341.

6. Fumoto M., Sato-Suzuki I., Mohri Y., Hideho A. Appearance of $high-frequency alpha band with disappearance of low- frequency alpha band in EEG is produced during voluntary abdominal breathing in eyes-closed condition // Neurosci. Res. - 2004. - Vol. 50, № 3. -Р.307-317.

7. Klimesch W., Doppelmayr M., Russegger H. et al. Induced alpha band power changes in the human EEG and attention // Neurosci. Lett. - 1998. - Vol. 244. - Р. 73-91.

8. Klimesch W., Doppelmayr M., Stadler W. et al. Episodic retrieval is reflected by a process specific increase in human electroencephalo-graphic theta activity // Neurosci. Lett. - 2001. - Vol. 302. - Р. 49-52.

9. Sasaki K., Nambu A., Tsujimoto T. et al. Studies on integrative functions of the human frontal association cortex with MEG // Brain Res. Cogn. Brain Res. - 1996. - Vol. 5, № 1-2. - P. 165.

МОТИВАЦИЯ НА СОХРАНЕНИЕ ЗДОРОВЬЯ У РАБОЧИХ ОСНОВНЫХ ПРОФЕССИЙ ПРОИЗВОДСТВА АЛЮМИНИЯ КАК ОДИН ИЗ АСПЕКТОВ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОФИЛАКТИЧЕСКИХ МЕРОПРИЯТИЙ

Н.В. Крутилова, И.П. Данилов

НИИ комплексных проблем гигиены и профессиональных заболеваний СО РАМН, г. Новокузнецк

E-mail авторов: natali.zubenko@maiLru

Категория психического здоровья является комплексной и междисциплинарной, адекватное содержание которой включает не только биологиче-

Том 16, № 3, 2014 Тюменский медицинский журнал

53

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.