Диссертация (Исследование механизмов сенсорного дозирования (сенсорный гейтинг) с помощью слуховых вызванных потенциалов мозга человека), страница 8

Обычно, НР записывают в условиях41оддболл парадигмы. Испытуемому предъявляют последовательность из двухразличающихся по какому-либо признаку акустических событий. Одно из них(«стандарт») предъявляется с высокой вероятностью, второе («девиант»)встречается редко. НР, по временным характеристикам накладывается на N1 и P2компонентыпозднегослуховогоПСС,определяетсякакповышеннаянегативность в ответ на девиант по сравнению с ответом на стандарт примерночерез 100-250 мс после начала предъявления стимула.НР регистрируется при отсутствии внимания к стимулам (Näätänen et al,1978; Näätänen et al, 1982; Sams et al, 1985), а также сразу после рождения (Alho etal., 1990; Cheour-Luhtanen et al., 1996), во сне (Csepe et al., 1987; Nielsen-Bohlmanet al., 1991) в коме (Kane et al., 1993), и под анестезией (Csepe, 1989). Этоткомпонент предоставляет собой объективный показатель разрешающих способностейслуховой системы, открывая новые возможности в объективной аудиометрии.Большинство исследователей полагают, что НР является одним из звеньев цеписобытий, приводящих к переключению внимания и осознанию изменений,происходящих в окружающей среде (Näätänen et al., 1979; Giard et al., 1990;Näätänen, 1990; Rinne et al., 2000).

НР отражает ответ специальных «детекторовизменения», сравнивающих входящую информацию с репрезентацией в памятипредшествующей стимуляции (Näätänen et al., 1978; 1989; 2001; 2005), хотявозможна и детекция изменений без генерации НР (Александров и др., 2000; 2002;2003). Следовательно, предполагается, что этот компонент можно использовать вкачестве показателя функционирования не только слуховой системы, но, также,внимания и памяти. НР является мощным инструментом для определения степенисерьёзности различных неврологических, психиатрических расстройств и патологийразвития (Näätänen, 2003; Daltrozzo et al., 2007).Между тем, нейрональные механизмы, участвующие в этой реакции, невполне понятны. Обычно НР описывают как автоматический ответ «детектораизменений», основанный на сопоставлении входящего стимула с репрезентацией42в памяти предшествующей стимуляции (Näätänen et al., 1978; Näätänen et al., 1989;2001; 2005; Наатанен, 1998).

Однако, высказывалось мнение, что увеличенный,относительно стандарта, ответ на редкий девиантный стимул может быть объяснёнболее простыми процессами, связанными с нейрональной рефрактерностью.В большом количестве работ (Nelson et al., 1968, 1973, 1977; Butler, 1973;Budd et al, 1998; Walker et al., 2001) было показано, что возрастаниемежстимульного интервала между двумя смежными звуками в последовательностивызывает возрастание амплитуды экзогенных компонентов позднего слуховогоПСС (N1, P2). Бутлер с соавторами (Butler, 1973; Butler et al., 1969)продемонстрировали, что когда между тестовыми стимулами вставлялисьдополнительные звуки, амплитуда N1 и P2 ответов на тестовые стимулы быламеньше,чемпристандартномпредъявлении.Позжеэтотэффектбылвоспроизведён (Picton et al., 1978; Näätänen et al., 1988). Согласно имеющимсяданным, повторение стимула приводит к повторным активациям механизмовответа, которые ослабевают как функция от частоты повторения (Butler et al., 1969;Picton et al., 1978; Näätänen et al., 1988).

Такое затухание ответа скорее следуетинтерпретировать в понятиях рефрактерности, а не привыкания (габитуации),поскольку оно не чувствительно к «растормаживанию» (Woods et al., 1986;Наатанен,1998),идемонстрируетсоответствующуюзависимостьотмежстимульного интервала (МСИ) (Budd et al., 1998).Существуетрассогласования.дваПервоеосновных-НРобъяснениягенерируетсяпоявления«свежими»негативностиафферентнымиэлементами, настроенными на характеристики девиантного стимула. Онисохраняют возбудимость благодаря большим временным периодам междудевиантами, в то время как нейроны, настроенные на восприятие стандартногостимула, адаптируются из-за частых активаций.

Второе - НР отражает работуспециальных детекторов, регистрирующих изменения в стимуляции (сравнивая43входящую информацию с репрезентацией в памяти предшествующих стимулов –так называемая, гипотеза следа в памяти).2.2. Корреляция негативности рассогласования (НР) и сенсорного гейтингаР50 (СГ Р50)Процессы,предшествующиевниманиюхарактеризуюткак«бессознательную интеллектуальную жизнь» (Kihlstrom, 1987).

Они способствуютсамостоятельной обработке когнитивной информации, не вовлекая в этот процессмеханизмы осознанного внимания, проводя отбор и сопоставление сенсорныхстимулов,поступающихизокружающейсреды.Процессингслуховойинформации, предшествующий вниманию, очень важен в повседневной жизничеловека.Явление сенсорного гейтинга (СГ) и негативности рассогласования (НР)относятся к группе процессов предшествующих вниманию, т.е.

тех, которыевозникают до включения когнитивных функций и не зависят от воли человека. Овозможной связи этих двух процессов свидетельствует уменьшение амплитудыНРиуменьшениеподавлениекомпонентаР50прирасстройствахшизофренического спектра (Adler et al.,1982; Boutros et al., 1999; Javitt et al.,2000a, b; Näätänen et al., 2009; Roth et al., 1981; Jeon et al., 2001).

Связь компонентаВП Р50 и НР подкрепляется и тем фактом, что появление девиантного стимула впроцессе монотонной стимуляции способствует генерации НР и увеличиваетамплитуду Р50 (Boutros et al., 1999; Kisley et al., 2004). Так же наблюдаетсяослабление волн Р50 и N100 в двустимульной парадигме (Boutros et al., 1999).Взаимосвязь сенсорного гейтинга Р50 и НР исследовали несколько авторов.Кислей с коллегами (Kisley et al., 2004) обнаружили корреляцию между СГ P50 иамплитудойНРинтенсивности)(стандартныйуздоровыхидевиантныйиспытуемых.стимулНаправлениеотличалисьэтойпокорреляциипоказывает, что более высокий коэффициент отношения амплитуды ответа на44второй стимул к амплитуде ответа на первый стимул (С2/С1) (т.е.

меньшееподавление ответа) во время парного предъявления стимулов было связано сменьшей амплитудой НР в оддболл парадигме. В его работе показания СГ Р50брались из отведения Cz ЭЭГ, а показания НР из отведения Fz. Авторыиспользовали стандартную двустимульную парадигму для изучения Р50, в даннойработе, интервал между парами стимулов был фиксированный (9 с), аинтенсивность стимула составляла 60 Дб.В 2010 году группа исследователей (Gjini et al., 2010) поставилаэксперимент, в котором изучали связь СГ Р50 и НР. Они измеряли Р50 встандартной двустимульной парадигме, а НР в двух разных парадигмах,регистрировали показатели из отведения Сz ЭЭГ.

Первая парадигма – измерениеНР на абстрактное изменение слухового стимула (два тона предъявлялись парами:стандарт – второй тон большей частоты, девиант – второй тон меньшей частоты).Вторая парадигма – измерение НР с 3 разными девиантами (частота, длительностьи белый шум). Достоверная корреляция СГ Р50 и НР была получена только дляНР на абстрактное изменение параметров стимула (увеличение подавления Р50коррелирует с увеличением амплитуды НР). Все данные были записаны на фоневыполнения визуальной задачи (испытуемые должны были нажимать на кнопкупри появлении визуального целевого стимула).Турецкий с коллегами (Turetsky et al., 2009), проводя подобный экспериментна больных шизофренией, получающих медикаментозное лечение и на здоровыхлюдях, не обнаружил никакой корреляции между СГ Р50 и амплитудой НР(девианты отличались по длительности и интенсивности). Показатели дляизучения СГ Р50 регистрировались от отведения Cz ЭЭГ, а значения НР изотведения Fz ЭЭГ.Из вышесказанного следует, что связь СГ Р50 и НР, скорее всего,существует, но работ по данному вопросу пока недостаточно.

Различные45результаты,описанныеэкспериментальныхвыше,парадигм.могутСуществуетбытьрядследствиемсложностейвразличийработескомпонентом Р50 ВП. Он имеет небольшую амплитуду, очень зависит от местарасположения референтного электрода (Wolpaw et al., 1982) и от параметровфильтрации ЭЭГ (Rentzsch et al., 2008). Даже небольшие экспериментальныеразличия оказывают влияние на амплитуду и латентность изучаемого компонента.Ещё одна особенность двустимульной парадигмы измерения Р50 – это интервалмежду парами стимулов. Обычно, чтобы избежать монотонности, интервал междупарами стимулов должен варьировать в некотором промежутке, а в большинстверабот использовался фиксированный интервал (Kisley et al., 2004; Wan et al., 2008;Gjini et al., 2010).

Особенность этой работы Турецкого с коллегами (Turetsky etal., 2009) в том, что данные, взятые из разных отведений ЭЭГ, сравнивают междусобой.2.3. Время реакции и процессы, предшествующие вниманиюВлитературеестьданные,описывающиекорреляциюпроцессовпредшествующих вниманию и времени реакции (ВР). В работе Ван и коллег (Wanet al., 2008) была обнаружена положительная корреляция коэффициентасенсорного гейтинга и времени реакции у курящих испытуемых. Корреляциябыла достоверна в отведении С4 (r=0,655, p=0,006) в состоянии отказа от курения,и в отведении CPz (r=0,545, p=0,029) в состоянии сразу после курения.

Длянекурящих эта корреляция была не достоверна. СГ измерялся как отношениеамплитуды ответа на второй стимул к амплитуде ответа на первый. ВР былоизмерено в ходе теста на внимание (Attention Network Test) с использованиемзрительных стимулов. Время реакции было взято среднее из 4 визуальныхзаданий теста на внимание, которые отличались расположением на экранецелевого стимула.46В исследовании Ниномиа и коллег (Ninomiya et al.,1996) сравнивалилатентность пика компонента Р50 ВП и время простой сенсомоторной реакции уздоровых испытуемых, и обнаружили негативную корреляцию этих показателей.Достоверные значения были получены в отведенияхFz,Cz,Pz , C3,C4,сильнее всего выражены в отведении Fz.

Уровня значимости отрицательнаякорреляциядостиглатольковслучаеиспользованиясбалансированногонеголовного (balanced non-cephalic electrodes) электрода в качестве референта.Сведений об изучении корреляции амплитуды НР и ВР нами обнаруженоне было.47II. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ1. Влияние статической физической нагрузки и утомления на сенсорныйгейтинг Р50Эксперимент №1Задачей эксперимента 1 было изучить влияние физической нагрузки ицентрального утомления на компонент Р50 и на СГ Р50 ВП мозга человека.В эксперименте приняло участие 25 испытуемых (8 мужчин и 17 женщин)возрастной диапазон испытуемых и мужчин и женщин от 19 до 28 лет (среднийвозраст мужчин 22,5±3,1 года, средний возраст женщин 23,3±2,3 года, среднийвозраст по группе испытуемых 22,9±2,7 года).

Все участники исследования, передначалом эксперимента, проходили устное анкетирование, в ходе которого онисообщали, что являются некурящими, правшами с отсутствием психическихзаболеваний, сотрясений мозга, не употребляющими психотропные препараты.Испытуемых просили не употреблять чай и кофе минимум за 2 часа до началаэксперимента.Для исследования сенсорного гейтинга Р50 мы использовали стандартнуюдвустимульную парадигму (Freedman et al., 1983, 1987; Waldo et al., 1986).Звуковые стимулы представляли из себя щелчки широкополосного белого шумагромкостью 84Дб над порогом слышимости и длительностью 1 мс, интервалмежду первым стимулом (С1) и вторым стимулом (С2) в паре былфиксированный и равнялся 500 мс, интервал между парами стимулов варьировалслучайным образом в промежутке 6-8 секунд.

Проба состояла из пары слуховыхстимуловидлилась1200мс(Рисунок1).Звукиподавалисьчерезоткалиброванные головные телефоны.Поскольку эксперимент проходилне в звукоизолированной камере, навремя предъявления блоков стимулов включался фоновый белый шум (20 Дб) длямаскировки возможных звуковых помех окружающей среды. Для создания и48предъявления стимулов использовалась программа «Psytask» (Psytask v. 2.4, В. А.Пономарев, Институт мозга, РАН).В качестве нагрузки мы использовали статическое сжатие правой рукойручки кистевого динамометра (KRG-4 T10, Nobel Elektronik) с относительнойнагрузкой 7% и 30% от максимально возможной произвольной силы сжатия(МПС) каждого конкретного испытуемого.