Psikhofiziologia_otvety / 3 / 3.21

Отражение в фоновой ЭЭГ индивидуально-типологических особенностей

Возрастные изменения биоэлектрической активности мозга охватывают значительный период онтогенеза от рождения до юношеского возраста. При этом в ЭЭГ отражаются устойчивые индивидуальные и возрастные особенности этой активности. Кроме того, ЭЭГ различна в разных областях мозга одного и того же человека. Наконец, в ЭЭГ можно зарегистрировать различные типы вызванной активности: ответов мозга на внешние воздействия, которые будут различаться у разных людей в разных возрастах и в разных мозговых зонах. Многие параметры индивидуальной ЭЭГ коррелируют с самыми разными психологическими особенностями человека.

По совокупности данных выделяются следующие признаки, характеризующие степень зрелости биоэлектрической активности головного мозга: 1) особенности частотно-амплитудного спектра ЭЭГ; 2) наличие устойчивой ритмической активности; 3) средняя частота доминирующих волн; 4) особенности ЭЭГ в разных областях мозга; 5) особенности генерализованной и локальной вызванной активности мозга; 6) особенности пространственно- временной организации биопотенциалов мозга.

Исследования возрастной динамики ЭЭГ проводятся в состоянии покоя, в других функциональных состояниях (сон, активное бодрствование и др.), а также при действии разных стимулов (зрительных, слуховых, тактильных). Они включают изучение частотного состава ЭЭГ, зональных особенностей и межзонального взаимодействия. Такой подход дает возможность установить, во-первых, динамику функционального созревания отдельных зон коры мозга; во-вторых. последовательность включения мозговых структур в совместную деятельность и совершенствование этой деятельности в процессе индивидуального развития.

Этот метод хорошо иллюстрируют генетические исследования Ликкена и сотр. относительно ЭЭГ покоя. Производилось сравнение спектров мощности ЭЭГ у пар однояйцовых (идентичных) и двуяйцовых (неидентич¬ных) близнецов. (Как и во многих других исследованиях по генетике человека, исходным предположением было то, что если генетически идентичные однояйцовые близнецы обнаруживают большее сходство по данному признаку, чем двуяйцовые, то этот признак считается наследственным.) Основной целью работы было изучение восприимчивости близнецов к гипнозу; при этом в начале и в конце одночасового эксперимента испытуемых просили сидеть три минуты с закрытыми глазами. Как видно из рис. 9.5, между однояйцовыми близне¬цами обнаруживается разительное сходство. В самом деле, кривые близнецов сходны друг с другом почти так же, как сходны между собой записи каждого из них в начале и в конце опыта. Между тем в ЭЭГ двуяйцовых близнецов сходства не обнаруживается. Коэффициент наследуемости шести раз¬личных параметров ЭЭГ оказался равным в среднем 0,82 (определенный в той же работе коэффициент наследуемости сердечного ритма в покое составил 0,67)

Уже в сравнительно ранних работах была показана связь индивидуальных особенностей альфа-ритма в ЭЭГ и некоторых психологических характеристик и особенностей мышления. В более поздних работах можно встретить достаточно противоречивые данные о связи характеристик альфа-активности и психометрических показателей, однако при подробном исследовании показателей, полученных у большого числа испытуемых, удалось показать довольно высокую связанность характеристик альфа-ритма и других компонентов ЭЭГ, с одной стороны, и индивидуально-психологическими особенностей человека, с другой стороны. В частности, для лиц с хорошо выраженным относительно моночастотным альфа-ритмом при закрытых глазах характерны пассивность и интровертированность, для лиц с высоко лабильным альфа-ритмом и сниженной амплитудой ЭЭГ - частые невротические реакции, повышенная тревожность, и др.

Связь характеристик альфа-активности с психологическими особенностями может проявляться по-разному в зависимости от функциональной нагрузки. Так, показатель нейротизма коррелировал со среднечастотным альфа-ритмом отрицательно для ЭЭГ, записанной при спокойном бодрствовании, и положительно - для ЭЭГ, записанной во время выполнения испытуемым задачи на время реакции.

Характеристики альфа-активности являются в значительной степени генетически детерминированы. При этом в лобных областях, по сравнению с височными и затылочными областями, альфа-активность и другие компоненты ЭЭГ менее индивидуализированы и в меньшей степени зависят от генетических факторов. Межиндивидуальные различия могут быть связаны с различными морфологическими и т.п. факторами: особенностями клеточного строения различных полей коры, проводящих путей, метаболизма синаптических медиаторов, толщины и свойств тканей, лежащих на пути от коры до регистрирующего электрода.

Влияние половых различий на фоновую альфа-активность, по-видимому, сравнительно невелико. Однако характер и выраженность эффектов когнитивной нагрузки на показатели мощности и когерентности ЭЭГ у мужчин и женщин существенно различаются. Не исключено, что эти различия в основном определяются различиями субъективного восприятия условий задачи, когнитивных стратегий и т.п., а не какими-либо физиологическими факторами, однако в любом случае при проведении исследований альфа-активности факт их существования следует принимать во внимание.

У детей первых 2-3 мес жизни уже различаются волны с частотой 1-3 колебания/с, 4-7 колебаний/с и 8-12 колебаний/с. Однако доминирует все еще ритм 0,5-3 колебания/с. При этом на медленные волны иногда наслаиваются быстрые колебания (13-15-19 колебаний/с). В возрасте 4-6 мес возрастает количество тета-волн. Активность 6-7 колебаний/с, предшествующая альфа-ритму, отмечается на ЭЭГ постоянно к 4-му году жизни ребенка. Выраженный альфа-ритм появляется в теменно-затылочной области в возрасте 4-5 лет и становится устойчивым в более позднем возрасте (7-8 лет). У детей младшего школьного возраста альфа-ритм имеет частоту 7,5-10,5/с, который с возрастом становится более регулярным.

Таким образом, по мере роста ребенка снижается количество медленных колебаний, увеличивается индекс альфа-ритма, повышается его частота. К 10 годам альфа-ритм уже практически сформирован и после 10-летнего возраста имеет среднюю частоту 10/с, которая уже не претерпевает существенных изменений в подростковом возрасте и у взрослых. Однако, формирование паттерна ЭЭГ, характерного для взрослого человека, продолжается до 21 года, причем у девочек процесс созревания электрической активности мозга опережает таковой у мальчиков на 2-3 года. С возрастом у детей и подростков меняется не только фоновая активность, но и реакция биопотенциалов на различные функциональные пробы. Выраженность на ЭЭГ специфических и неспецифических реакций на внешние стимулы зависит от степени зрелости восходящих путей, проводящих сенсорную информацию, а также от степени зрелости воспринимающего нейронного аппарата коры полушарий большого мозга.

Различают три основных типа спектра ЭЭГ:

“А” - тип спектра характеризуется наличием альфа-максимума мощности в окципитальных областях, более чем на 30% превышающего мощность дельта-ритма во фронтальных областях.

“С” – тип спектра характеризуется наличием дельта-максимума мощности во фронтальных областях, более чем на 30% превышающего мощность альфа-ритма в окципитальных областях.

“В” – тип спектра характеризуется наличием дельта- и альфа-мощностей в указанных областях неокортекса, менее чем на 30% различающихся между собой.

В группе женщин в фоновой ЭЭГ преобладал “А”-тип спектра, тогда как в группе мужчин - “В”-тип. “С”-тип спектров встречался только у двух испытуемых (у женщины и мужчины), что подтверждает высказанную гипотезу о связи данного вида биоэлектрической активности с созреванием мозга в онтогенезе [7,15]. Наличие межполушарной асимметрии в распределении максимумов абсолютной альфа-мощности в фоновой ЭЭГ показывает, что у женщин более активированным является правое, а у мужчин - левое полушарие. У мужчин максимум абсолютной дельта-мощности в фоновой ЭЭГ чаще находился в правом полушарии, у женщин этот показатель не имел выраженной асимметрии. Наиболее явные различия наблюдались по феномену постериорно-антериорной асимметрии [8]:

в группе мужчин дельта-мощность преобладала во фронтальных отделах и незначительно превышала альфа-мощность в окципитальных областях (выраженная по пространственному распределению, но сглаженная по уровню); в группе женщин дельта-мощность была практически равной как в задне-, так и в передне-ассоциативных областях; однако альфа-мощность значительно преобладала в окципитальных отделах (выраженная по альфа-распределению, но сглаженная по распределению дельта-активности).

основное различие между группами мужчин и женщин по спектрам мощности фоновой ЭЭГ состоит в балансе и пространственном распределении основных ритмов ЭЭГ в передне-заднем направлении. И если все-таки альфа-ритм имеет таламическую и ретикулярную природу [1], то именно корково-подкорковое взаимоотношение у женщин в онтогенезе формируется быстрее, чем у мужчин. Но влияние лимбико-ретикулярной и стрио-таламо-фронтальной систем мозга (дельта-активность) у женщин распространяется на весь неокортекс, тогда как у мужчин оно имеет строгую “адресность” - только к передне-ассоциативным отделам. Межполушарные взаимодействия в тета-2-диапазоне, напротив, синхронизируют передне-центральные области неокортекса женского мозга и задне-центральные - мужского.