Автореферат (Исследование механизмов сенсорного дозирования (сенсорный гейтинг) с помощью слуховых вызванных потенциалов мозга человека), страница 3

Создание и предъявление стимулов осуществлялось с помощьюпрограммы «Psytask». Всего в блоке предъявлялось 800 стимулов, 120 из которых былидевианты (15%), стимулы предъявлялись в случайном порядке.Блок №2. Исследование негативности рассогласования в активной парадигме.Использовалась парадигма идентичная блоку 1, но во время этого блока экспериментаиспытуемому давалось задание реагировать нажатием кнопки на появление девиантногостимула.Блок №3.

Исследование коэффициента сенсорного гейтинга. Использоваласьстандартная двустимульная парадигма идентичная эксперименту 1. В блоке 150 парстимулов. Во время этого блока испытуемый должен был спокойно сидеть с открытымиглазами.Регистрация электроэнцефалограммы (ЭЭГ) проводилась с использованиемхлорсеребряных электродов, расположенных согласно международной системе 10-20, в10качестве референтов использовались электроды на мочках ушей (объединённые ушныеэлектроды), заземляющий электрод размещался на лбу.

Сигнал оцифровывался с частотойдискретизации 500 Гц. Для регистрации ЭЭГ использовался 24-канальный цифровойэлектроэнцефалограф«Мицар» совместно с пакетом программного обеспечения«WinEEG» (WinEEG v. 2.4, В. А. Пономарев, Институт мозга, РАН). Для обработкиэлектроэнцефалограммы использовались программы «WinEEG» (WinEEG v. 2.4, В. А.Пономарев, Институт мозга, РАН) и MATLAB (MATLAB R2013a, The MathWorks, Inc.).Значение показаний сенсорного гейтинга считалось отдельно для каждогоиспытуемого. Волна Р50 идентифицировалась как максимальный пик во временномпромежутке 40-80 мс после начала предъявления стимула, амплитуда измерялась методом«от пика N40 до пика Р50».

Амплитуда ответа на стимул C1 (АC1) и амплитуда ответа настимул C2 (АC2) измерялась отдельно, коэффициент сенсорного гейтинга подсчитывалсяпутём вычитания амплитуды АC2 из амплитуды АC1 (АC1-АC2). Для изучения влиянияутомления на процесс подавления волны Р50 каждый блок эксперимента разбивался на 2равные части для построения вызванных потенциалов, которые бы отражали динамикупроцесса утомления. Первые 50 стимулов в блоке - «начало», и вторые 50 стимулов вблоке - «конец».Амплитуда негативности рассогласования считалась как среднее значениеразностной кривой вызванных потенциалов в ответ на стандартный и девиантный стимулна отрезке 80-190 мс от начала предъявления стимула.

Латентность пика – максимальноеотрицательное значение разностной кривой НР на отрезке 80-190мс. Время реакции –временной отрезок от начала предъявления девиантного стимула до момента нажатия накнопку. Ошибочные реакции не учитывались при обработке, и общее количество ошибокне превышало 2 % от изначального количества целевых стимулов.В главе 3 «Результаты», представлены результаты эксперимента.Эксперимент 1. Влияние мышечной нагрузки и утомления на коэффициентсенсорного гейтига Р50. 1.1. Сенсорный Гейтинг. На Рисунке 1 изображены диаграммыизменения показателей сенсорного гейтинга для всех исследуемых состояний иотведений.

В отведениях ЭЭГ С3 и Сz отличия показателей сенсорного гейтинга длясостояний «начало» и «конец» обнаружено в блоке с нагрузкой 30% МПС, для отведенияС3: коэффициент СГ уменьшается с 0,6±0,93 мкВ до -0,1±0,79 мкВ (р= 0,021), в отведенииСz коэффициент СГ уменьшается с 0,75±1,01 мкВ до -0,05±0,86 мкВ (р= 0,019), чтоговорит о сильном изменении показателей сенсорного гейтинга в процессе утомления.

Вотведении Сz было обнаружено достоверное увеличение коэффициента СГ, в состояние«начало» коэффициент СГ равен 0,069±0,86 мкВ, а в состоянии «конец» коэффициент11вырос до 1,04±0,88 мкВ в блоке с нагрузкой 7% МПС (р= 0,010), это можетсвидетельствовать о том, что не только утомление, но и физическая нагрузка могут влиятьна сенсорный гейтинг. Никаких значимых отличий не было обнаружено в отведении ЭЭГС4, хотя тенденция изменений коэффициентов сенсорного гейтинга аналогична измененияв отведении Сz.Рисунок 1. Изменение сенсорного гейтинга на различных стадиях эксперимента.С3, Сz, С4 – отведения ЭЭГ, чёрные столбцы – состояние «начало», серые столбцы– состояние «конец». По оси абсцисс – названия блока эксперимента (прилагаемаянагрузка), по оси ординат – показатель СГ Р50 (АС1-АС2) в мкВ.

*- р<0,05.1.2.1. Амплитуда Р50. Амплитуда ответа на С1 (АС1) больше амплитуды ответа наС2 (АС2) практически во всех состояниях, кроме состояния «нагрузка 30% МПС»«конец», это наглядно показывают диаграммы на Рисунке 2. Статистический анализданных показал, что амплитуда АС2 значительно увеличивается в ходе блока с сильнойнагрузкой 30% МПС (С3: увеличение амплитуды АС2 с 0,59±0,41 мкВ до 1,12±0,62 мкВ,р= 0,002, Сz: увеличение амплитуды АС2 с 0,6±0,51 мкВ до 1,16±0,87 мкВ, p= 0,001, C4:увеличение амплитуды АС2 с 0,63±0,55 мкВ до 1,17±0,85 мкВ, p= 0,002).

В отведении Сzнаблюдается увеличение АС1 с 1,0±0,59 мкВ до 1,4±0,91 мкВ в течение блока с нагрузкой7% МПС (р= 0,054) (Рисунок 2).12Рисунок 2. Изменение амплитуд ответов на первый и второй стимул в паре длявсех блоков эксперимента.С3, Сz, С4 – отведения ЭЭГ, чёрные столбцы – амплитуда ответа на первый стимулв паре (С1), белые столбцы – амплитуда ответа на второй стимул в паре (С2). По осиабсцисс – названия блока эксперимента (прилагаемая нагрузка) и состояние (начало,конец), по оси ординат – амплитуда Р50 в мкВ. *- р<0,05.131.2.2. Латентность пика Р50. Пост-Хок Tukey HSD test выявил значимоеувеличение латентности пика Р50 в ответ на второй стимул в паре (С2) при нагрузке «7%МПС» (С3: «начало» латентность С1 56,2±3,8 мс латентность С2 58,1±4,2 мс, р< 0,001,«конец» латентность С1 56,2±3,3 мс латентность С2 58,6±2,6 мс, р< 0,001; Сz: «начало»латентность С1 56,3±3,2 мс латентность С2 57,9±3,3 мс, р= 0,002; С4: «начало»латентность С1 56,5±2,8 мс латентность С2 58,1±3,8 мс, р= 0,002), при нагрузке «30%МПС» «начало» ( С3: латентность С1 57,4±5,8 мс латентность С2 58,9±4,5 мс, р= 0,018;Сz: латентность С1 57,0±2,7 мс латентность С2 59,0±3,3 мс, р< 0,001; С4: латентность С157,3±2,7 мс латентность С2 59,0±3,1 мс, р< 0,001).

Латентность ответа на С1 большелатентности ответа на С2 в отведении С4 в состоянии нагрузка «30% МПС» «конец»латентность С1 57,3±2,9 мс латентность С2 55,8±3,2 мс (р=0,02). Обнаружено уменьшениелатентности пика Р50 на второй стимул в паре при нагрузке «30% МПС» (С3: латентностьС2 «начало» 58,9±4,3 мс латентность С2 «конец» 56,3±3,6 мс, р< 0,001; Сz: латентностьС2 «начало» 59,0±1,8 мс латентность С2 «конец» 56,3±3,0 мс, р< 0,001; С4: латентностьС2 «начало» 59,0±4,1 мс латентность С2 «конец» 55,8±3,8 мс, р< 0,001) и большаялатентность пика Р50 полученного в ответ на второй стимул в паре (С2) (по сравнению слатентностью ответа на С1) в состоянии «восстановление» (С3: «начало» латентность С155,3±2,9 мс латентность С2 57,0±3,3 мс, р< 0,001, Сz: «конец» латентность С1 56,3±3,5мс латентность С2 57,9±4,4 мс, р=0,002, С4: «конец» латентность С1 56,6±3,6 мслатентность С2 58,4±3,1 мс, р< 0,001).

Изменение латентности пиков Р50 в ходеэксперимента представлено на Рисунке 3.Значимое уменьшение латентности ответа на второй стимул в паре (С2) приразвитии утомления свидетельствует о том, что в основе сенсорного гейтинга лежитактивный процесс – торможение. При развитии центрального утомления нарушаютсяпроцессы торможения, лежащие в основе сенсорного гейтинга, о чём свидетельствуетувеличение амплитуды и уменьшение латентности ответа на второй стимул в паре (С2)при утомлении.Физическаянагрузка,приводящаякутомлению,способствуетрезкомууменьшению коэффициента сенсорного гейтинга Р50 вплоть до полной блокировки.Процессы торможения, которые лежат в основе сенсорного гейтинга, сильно ослабеваютпри центральном утомлении, как и процессы, лежащие в основе негативностирассогласования (Evstigneeva et al., 2009).

Сама по себе физическая активность, неприводящая к утомлению, оказывает стимулирующее влияние на сенсорный гейтинг иприводит к увеличению показателя СГ (АС1-АС2).14Рисунок 3. Изменение латентности пиков Р50 в ходе эксперимента.С3, Сz, С4 – отведения ЭЭГ, чёрные столбцы – латентность пика Р50 в ответ напервый стимул в паре (С1) в мс, белые столбцы – латентность пика Р50 в ответ на второйстимул в паре (С2) в мс. По оси абсцисс – названия блока эксперимента (прилагаемаянагрузка) и состояние (начало, конец), по оси ординат – латентность пика Р50 в мс.Чёрная линия – достоверные отличия между ответами на С1 и С2, серая линия –достоверные отличия между ответами на С2 «начало» и С2 «конец». * –р<0,05.15Эксперимент2.Корреляционнаязависимостьпроцессовпредшествующихвниманию и времени реакции.Анализсвязиамплитудынегативностирассогласованияикоэффициентасенсорного гейтинга показал положительную корреляционную зависимость СГ Р50 (АС1АС2) и НР (чем лучше подавляется компонент Р50, тем большее значение имеетамплитуда НР).

Тенденция положительной корреляции наблюдается во всех исследуемыхотведениях ЭЭГ, но уровня значимости эта зависимость достигла только в отведении Fz:r=-0,523, p=0,038, n=16. Графики корреляций для всех исследуемых отведенийизображены на Рисунке 4. Не обнаружено корреляции латентности возникновения пикаР50 (С1 и С2) и латентности негативности рассогласования на всех исследуемыхотведениях ЭЭГ.Корреляционная зависимость амплитуды негативности рассогласования и времениреакции представлена на Рисунке 5. Наблюдается стойкая корреляция этих процессов(т.е.