Добавил:
kiopkiopkiop18@yandex.ru Вовсе не секретарь, но почту проверяю Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2 курс / Нормальная физиология / Высокочастотная_электрическая_активность_мозга_и_восприятие_времени

.pdf
Скачиваний:
0
Добавлен:
24.03.2024
Размер:
1.48 Mб
Скачать

Результаты исследований роли гамма-колебаний впроцессах восприятия времени 59

Важно отметить, что чередование периодов высокой и низкой синхронизации ЭА мозга было обнаружено во всех режимах восприятия времени и у всех испытуемых.

Анализ динамики коэффициента корреляции Спирмена (ККС) выявил значительные колебания этого показателя на разных этапах восприятия времени и на разных частотах ЭЭГ (рис. 6). В частности, на частотах 40 и 60 Гц спустя 100 мс после начала стимула ККС, характеризующий уровень корковых связей между центральными зонами коры левого и правого полушария, снижается до нуля и даже меняет свой знак. Возможно, обнаруженное снижение ККС отражает переход от сенсорного этапа обработки информации мозгом к этапу информационного синтеза [33].

Рис. 6. Динамика коэффициента корреляции Спирмена между отведениями C3–C4 на различных частотах при репродукции сигналов длительностью 200 мс.

Горизонтальной пунктирной линией указан статистически значимый (при p<0,05) уровень ККС

60

Глава 3

 

 

 

 

 

 

 

Фактор 1

 

 

 

 

 

 

loadings

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Factor

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

48

92

136

180

224

268

312

356

400

444

488

532

576

 

 

 

 

 

 

 

Фактор 2

 

 

 

 

 

 

 

1,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Factor loadings

0,8

0,6

0,4

0,2

0,0

-0,2

4

48

92

136

180

224

268

312

356

400

444

488

532

576

 

 

 

 

 

 

Фактор 3

 

 

 

 

 

 

loadings

1,0

0,8

0,6

0,4

Factor

0,2

0,0

 

-0,2

4

48

92

136

180

224

268

312

356

400

444

488

532

576

 

 

 

 

 

 

Фактор 4

 

 

 

 

 

 

loadings

1,0

0,8

0,6

0,4

Factor

0,2

0,0

 

-0,2

 

4

48

92

136

180

224

268

312

356

400

444

488

532

576

 

 

 

 

 

 

 

Фактор 5

 

 

 

 

 

 

 

0,9

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

loadings

0,8

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,7

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,6

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,5

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Factor

0,3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-0,1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4

48

92

136

180

224

268

312

356

400

444

488

532

576

 

 

 

Стимул 200 мс

 

 

 

 

 

 

 

 

Время, мс

Рис. 7. Результаты факторного анализа динамики ККС на частоте 40 Гц у одного из испытуемых при репродукции сигналов длительностью 200 мс. На оси ординат отложены факторные нагрузки

Результаты исследований роли гамма-колебаний впроцессах восприятия времени 61

Факторный анализ позволил выявить 5 характерных компонентов в динамике ККС (рис. 7). Первый компонент достигает максимума в интервале 225–235 мс после начала стимула и в соответствии с концепцией информационного синтеза [33] характеризует этап информационного синтеза. Второй компонент достигает максимума на предстимульном отрезке записи ЭЭГ и, вероятно, отражает повышение уровня селективного внимания, связанное с ожиданием стимула. Третий компонент достигает максимума в интервале 90–110 мс после начала стимула и в соответствии с концепцией информационного синтеза характеризует сенсорный этап обработки информации о стимуле. Четвертый компонент достигает максимума в интервале 300–320 мс и в соответствии с концепцией информационного синтеза характеризует этап опознания предъявляемого стимула. Пятый компонент достигает максимума в интервале 430–450 мс после начала стимула и, вероятно, отражает этап подготовки испытуемого к моторному ответу (нажатие на клавишу «Пробел»).

3.4. РЕЗУЛЬТАТЫ ИЗУЧЕНИЯ ВЗАИМОСВЯЗИ ГАММАКОЛЕБАНИЙ С УРОВНЕМ ИНТЕЛЛЕКТА И ТОЧНОСТЬЮ ВОСПРИЯТИЯ ВРЕМЕНИ

3.4.1.Изучение взаимосвязи показателей интеллекта

суровнем корковых взаимодействий на частоте гамма-ритма

Входе предварительного анализа было установлено, что исследуемый частотный диапазон гамма-ритма по существу включает 4 поддиапазона ЭЭГ: 30–40, 40–49, 51–60 и 61–70 Гц, которые отчетливо различаются между собой. Результаты спектрального анализа ЭЭГ представлены на рис. 8.

62

Глава 3

Кроме того, дисперсионный анализ показал, что на уровень корковых связей существенное влияние оказывают такие факторы, как пол, частотный диапазон, режим восприятия времени. Результаты дисперсионного анализа представлены в приложении (табл. П1–5). Поэтому дальнейшую обработку полученных результатов проводили с учетом половых различий, частотного диапазона ЭЭГ и способа шкалирования интервалов времени.

В состоянии спокойного бодрствования характер корреляций невербального интеллекта (НИ), который оценивался с помощью графического теста, с уровнем корковых связей на частоте гамма-ритма у мужчин и женщин не одинаков. У мужчин значимые корреляции этих показателей обнаружены практически во всех исследуемых частотных диапазонах ЭЭГ. При этом у мужчин в диапазоне 30– 40 Гц НИ положительно коррелирует с уровнем правополушарной когерентности и когерентными связями между областью вертекса и областями правого полушария, а в диапазоне 61–70 Гц – с межполушарной когерентностью и когерентными связями между зоной вертекса и областями правого полушария. В диапазонах 40–49 и 51– 60 Гц преобладают отрицательные корреляции НИ с уровнем когерентности в левом полушарии. Отрицательные корреляции НИ обнаружены также с когерентными связями между областью вертекса

илевым полушарием (рис. 9).

Уженщин в состоянии спокойного бодрствования значимые корреляции НИ с уровнем когерентности обнаружены только в двух диапазонах: 30–40 и 40–49 Гц. По сравнению с мужчинами эти корреляции немногочисленны (4), в основном положительные и касаются связей между областью вертекса и правым полушарием.

Результаты исследований роли гамма-колебаний впроцессах восприятия времени

63

7000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

32,8 35,6 38,4 41,2

44

46,8 49,6 52,4 55,2

58

60,8 63,6 66,4 69,2

 

 

 

 

 

 

 

 

Частота, Гц

 

 

 

 

 

 

 

 

частота,Гц

 

 

 

 

А

 

 

 

 

 

 

 

10000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

9000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

7000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

6000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

5000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1000,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0,0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

30

32,6 35,2 37,8 40,4

43

45,6 48,2

50,8 53,4

56

58,6 61,2 63,8

66,4

69

 

 

 

 

 

 

 

 

частота,Гц

 

 

 

 

 

 

 

 

Частота, Гц

 

 

 

 

Б

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 8. Усредненная спектрограмма ЭЭГ в полосе гамма-ритма:

 

 

 

А – у юношей; Б – у девушек

 

 

 

 

 

64

Глава 3

А

Б

В

Г

Рис. 9. Корреляция невербального интеллекта с уровнем корковых связей на частоте гамма-ритма в состоянии спокойного бодрствования у мужчин в частотном диапазоне: А – 30–40 Гц; Б – 40–49 Гц; В – 51–60 Гц; Г– 61–70 Гц: сплошная линия – корковые связи, с которыми обнаружены статистически значимые положительные корреляции невербального интеллекта; пунктирные – отрицательные корреляции

При восприятии времени у мужчин обнаружена преимущественно положительная корреляция НИ с уровнем корковых связей на частоте гамма-ритма. Для всех режимов восприятия времени характерно заметное увеличение числа значимых корреляций с повышением частоты гамма-ритма до 51–60 Гц. В диапазоне 61–70 Гц наблюдается некоторое снижение числа значимых корреляций между изучаемыми показателями. Во всех исследованных режимах восприятия времени наибольшее количество корреляций обнаружено между НИ и уровнями межполушарной и правополушарной когерентно-

Результаты исследований роли гамма-колебаний впроцессах восприятия времени 65

сти. Сравнение различных режимов восприятия времени показало, что максимальное число значимых корреляций между НИ и показателями когерентности наблюдается при репродукции интервалов времени в отсутствие и при наличии обратной связи о результатах деятельности, а минимальное – при отмеривании длительности тех же интервалов без обратной связи (рис. 10).

Рис. 10. Корреляция невербального интеллекта с показателями когерентности при восприятии времени у мужчин. На оси ординат отложена доля значимых коэффициентов корреляции Спирмена в процентах от максимально возможного их числа. Горизонтальные линии на рисунках соответствуют уровням 20, 40, 60, 80 и 100%. l – доля значимых корреляций интеллекта с уровнем левополушарных связей;

r – доля значимых корреляций интеллекта с уровнем правополушарных связей; l-r – доля значимых корреляций интеллекта с уровнем межполушарных связей; v-l – доля значимых корреляций интеллекта с уровнем связей

между областью вертекса и областями левого полушария; v-r – доля значимых корреляций интеллекта с уровнем связей между областью вертекса и областями правого полушария

У женщин, так же как и у мужчин, корреляции между НИ и показателями когерентности в основном положительные, но количество этих корреляций значительно меньше. В частности, оказалось, что при восприятии времени без обратной связи о результатах деятельности количество корреляций меньше, чем при ееналичии (рис. 11).

66

Глава 3

Рис. 11. Корреляция невербального интеллекта с показателями когерентности при восприятии времени у женщин (обозначения те же, что и на рис. 10)

Значимые корреляции между ВИ1, который оценивался по результатам лингвистического теста, и показателями когерентности в состоянии спокойного бодрствования как у мужчин, так и у женщин единичны – их значительно меньше, чем с НИ.

При восприятии времени характер корреляций ВИ1 с показателями когерентности у мужчин и женщин отличается. У мужчин во всех исследованных режимах восприятия времени наибольшее количество значимых корреляций наблюдается в диапазоне 61–70 Гц, а при отмеривании длительности с обратной связью еще и в диапазоне

51–60 Гц (рис. 12).

У женщин при воспроизведении длительности без обратной связи в трех из четырех исследованных частотных диапазонах (исключение – диапазон 40–49 Гц) обнаружены значимые корреляции между ВИ1 и показателями когерентности. При воспроизведении длительности с обратной связью наибольшее количество значимых кор-

Результаты исследований роли гамма-колебаний впроцессах восприятия времени 67

реляций наблюдается в частотных диапазонах 40–49 и 51–60 Гц. Это характерно для всех исследуемых корковых областей. При отмеривании длительности без обратной связи наблюдается та же картина, что и при воспроизведении длительности с обратной связью, но количество значимых корреляций в диапазоне 40–49 Гц несколько выше, а в диапазоне 30–40 Гц, наоборот, ниже. При отмеривании длительности с обратной связью о результатах деятельности наибольшее количество значимых корреляций обнаружено в диапазонах 61–70 и 40–49 Гц. Причем, чем выше ВИ1, тем выше уровень когерентности в левом полушарии и выше уровень связей между вертексом и левым полушарием (рис. 13).

Рис. 12. Корреляция вербального интеллекта (лингвистический тест) с показателями когерентности при восприятии времени у мужчин (обозначения те же, что и на рис. 10)

68

Глава 3

Рис. 13. Корреляция вербального интеллекта (лингвистический тест) с показателями когерентности при восприятии времени у женщин (обозначения те же, что и на рис. 10)

В состоянии спокойного бодрствования количество значимых корреляций между ВИ2, который оценивался по результатам математического теста, и показателями когерентности как у мужчин, так и у женщин не велико. Однако у мужчин в диапазоне 61–70 Гц наблюдается большее количество значимых корреляций, особенно с межполушарными связями. У женщин значимые корреляции между ВИ2 и показателями межполушарной когерентности наблюдаются, как и у мужчин, в диапазонах 61–70 Гц, а такжев диапазоне 40–49 Гц.

Как у мужчин, так и у женщин количество значимых корреляций между ВИ2 и уровнем когерентности при восприятии времени не велико (рис. 14 и 15).

Умужчин относительно большое количество значимых корреляций между ВИ2 и уровнем когерентности наблюдается при воспроизведении длительности с обратной связью в частотном диапазоне

61–70 Гц (рис. 14).

Уженщин больше значимых корреляций между ВИ2 и показателями межполушарной когерентности в диапазоне 51–60 Гц. У них же больше корреляций ВИ2с когерентными связями между разными областями коры в диапазоне 61–70 Гц (рис. 15).