13.2.2. Возрастные изменения вызванных потенциалов
В современной электрофизиологии накоплен большой материал, свидетельствующий о возможностях продуктивного использования метода регистрации ВП и ССП (см. главу 2.1.2) при изучении формирования физиологических механизмов перцептивной и более широко познавательной сферы человека на разных этапах онтогенеза.
Среди исследований этого плана можно выделить два относительно независимых направления:
1) изучение конфигурации, амплитудных и временных параметров ВП на разные стимулы в зависимости от возраста, иными словами от процессов созревания;
2) изучение возрастных особенностей и изменений так называемых эндогенных компонентов ВП, которые возникают в экспериментальных ситуациях, моделирующих познавательную деятельность.
Созревание сенсорных ответов (ВП). Исследования в рамках первого направления исторически начались раньше. Уже в 60 – 70-е годы XX века были описаны и проанализированы возрастные особенности ВП на простые сенсорные стимулы: зрительные (вспышки, шахматные поля, решетки), слуховые (тоны разной частоты), тактильные (слабое электрическое или механическое воздействие на кожу). Изучение ответов мозга на стимулы разного типа в раннем онтогенезе, показало, что локальные ВП в проекционных (первичных) зонах коры регистрируются с момента рождения ребенка.
Однако их конфигурация и параметры говорят о разной степени зрелости и несоответствия таковым взрослого в разных модальностях (Фарбер, 1978). Так, в проекционной зоне функционально более значимого и морфологически более зрелого к моменту рождения соматосенсорного анализатора ВП содержат такие же компоненты как у взрослых, и их параметры достигают зрелости уже в течение первых недель жизни. В то же время значительно менее зрелы у новорожденных и младенцев зрительные и слуховые ВП. Такая гетерохронность созревания ответов мозга отражает разные сроки созревания анализаторных систем мозга ребенка (см. главу 14.1).
В противоположность соматосенсорному ВП созревание зрительных и слуховых ответов продолжается на протяжении всего раннего детства. Так зрительный ВП на вспышку света у новорожденного состоит из двух компонентов с латентным периодом 150 – 190 мс (у взрослого ответ на такой же стимул состоит из семи компонентов с латентным периодом 40 – 60 мс). Наиболее значительные изменения происходят в первые два года жизни: значительно сокращается латентный период, и усложняется конфигурация ответа. Окончательная стабилизация наступает к 5 – 6 годам, в этом возрасте параметры основных компонентов ответа на вспышку находятся в тех же пределах, что и у взрослых. Своя возрастная динамика характерна для ответов на слуховые стимулы. ВП на звуковой тон 1000 Гц в два месяца имеет компонентный состав приблизительной такой же, как у взрослых, в ходе дальнейшего развития сокращаются латентные периоды компонентов и увеличивается амплитуда (см. рис. 13.3.)
Слуховые и зрительные ВП применяются в клинике для оценки степени поражения соответствующих анализаторов на разных этапах развития. Особое значение эти объективные методы имеют при обследовании детей раннего возраста и взрослых, с которыми затруднен или невозможен речевой контакт. Для оценки состояния зрительных функций (например, остроты зрения) применяются структурированные стимулы: решетки и шахматные поля. Слуховые ВП используются для диагностики сохранности слуха в клинической аудиметрии. В обоих случаях суждение о степени нарушения функции выносится по результатам сопоставления параметров ВП, зарегистрированных у больных (слабовидящих, слабослышащих) и здоровых испытуемых того же возраста.
Возрастная динамика временных параметров зрительных, слуховых и соматосенсорных ВП в зрелом возрасте имеет общую направленность: латентные периоды демонстрируют тенденцию к увеличению. Характер увеличения описывается с помощью уравнений регрессивного анализа, где возраст выступает в качестве независимой переменной.
Созревание эндогенных компонентов ВП и ССП. Эндогенные или «когнитивные» компоненты ВП, которые отражают обеспечение более сложных сторон познавательной деятельности, могут быть зарегистрированы у детей всех возрастов, начиная с младенчества (Klorman et al.,1978), но в каждом возрасте они имеют свою специфику. Наиболее систематические факты получены при исследовании возрастных изменений компонента РЗ в ситуациях принятия решения. Установлено, что в возрастном диапазоне от 5 – 6 лет до взрослости происходит сокращение латентного периода и уменьшение амплитуды этого компонента (Kok, Rooijakkers, 1985). Предполагается, что непрерывный характер изменений указанных параметров обусловлен тем, что во всех возрастах действуют общие генераторы электрической активности.
Для компонента РЗОО отмечается отчетливая зависимость от возраста, описываемая так называемыми «кривыми старения», которые характеризуют изменения параметров компонентов РЗОО с возрастом. Показателями старения является увеличение латентного периода компонента РЗОО и уменьшение его амплитуды. Кривые старения и линии регрессии, отражающие зависимость латентного периода РЗОО от возраста, начиная с 70-х годов XX века, изучались многими авторами. В итоге было установлено, что кривая изменения латентного периода РЗОО, с учетом детей и подростков, имеет нелинейную форму с отчетливым перегибом в возрасте 16 – 17 лет (рис. 13.4).
Для латентности РЗОО имеется тенденция к уменьшению этого параметра до 16 – 17 лет и затем начинается собственно «кривая старения», латентность увеличивается со скоростью 1.25мс/год (т.е. на 12 мс за 10 лет), а амплитуда уменьшается со скоростью 0,09 мкВ /год (Гнездицкий, 1997).
Аналогичные линии регрессии, описывающие возрастную динамику в раннем онтогенезе, а также «кривые старения» получены и для других широко известных эндогенных компонентов ВП: обусловленной эффектами внимания «негативности рассогласования» (см. главу 6.3) и связанного с принятием лингвистического решения компонента N 400 (см. главу 8.7).
На основе этих данных с помощью регрессионного анализа можно получить еще один вариант оценки биологического возраста. Например, по данным В.В. Гнездицкого (1997), для оценки уровня зрелости испытуемого по показателям латентности и амплитуды РЗОО могут служить следующие уравнения.
1) для латентности:
возраст = 0,31 ЛП РЗОО – 62, 5
2) для амплитуды:
возраст = 63,3 – 2,4 амплитуда РЗОО
Например, если латентность компонента РЗОО, зарегистрированного у данного испытуемого в стандартных условиях, равна 330 мс, а амплитуда 9 мкВ, то вероятный возраст этого человека составит приблизительно 40 лет. При сопоставлении этого значения с календарным возрастом можно дать оценку состоянию нейрокогнитивных процессов у данного человека. Реализуя такой же вариант анализа для оценки когнитивных компонентов ВП в раннем онтогенезе (у детей и подростков) можно получить индексы функциональной зрелости в оценке их когнитивных функций. Таким образом, изучение возрастной динамики амплитудно-временных параметров ВП дает еще один инструмент диагностики возраста, с точки зрения соответствия / несоответствия календарного возраста уровню зрелости нейрофизиологических механизмов переработки информации.
Сказанное, однако, распространяется только на те компоненты и показатели, которые могут быть зарегистрированы у всех людей, независимо от возраста. В этом случае объектом изучения выступают онтогенетически стабильные характеристики и функции, т.е. такие, которые имеют непрерывное развитие в онтогенезе (см. главу 12.1). Между тем, хорошо известно, что индивидуальное развитие в целом и психическое, в частности, не сводятся только к количественным изменениям. Понятие психического новообразования как своеобразного «маркера» смены этапа или стадии развития является важнейшим при описании психического онтогенеза. По некоторым данным, анализ эндогенных компонентов ВП может оказаться полезным и для изучения этого аспекта психического развития. Высоко информативным здесь может оказаться изучение относительной выраженности и пространственного размещения по коре компонентов ВП (хронотопографической картины) у испытуемых разного возраста. Например, когда в одной и той же экспериментальной ситуации у взрослых или подростков наблюдается преобладание одного компонента, а у детей другого, и это преобладание имеет разную выраженность в задних и передних ассоциативных зонах коры (Kok, Rooijakkers, 1985). К сожалению, исследований такого рода сравнительно мало и на их основе пока трудно выстроить четкую картину. Тем не менее это перспективная линия исследований, которая в будущем позволит разработать новое научное направление – возрастную когнитивную психофизиологию.