Особливості мозкового електрогенезу чоловіків і жінок із різним профілем слухової та мануальної асиметрії у стані функціонального спокою

Размещено на http://www.allbest.ru/

Стаття з теми:

Особливості мозкового електрогенезу чоловіків і жінок із різним профілем слухової та мануальної асиметрії у стані функціонального спокою

Павлович О.С., Абрамчук О.М., Моренко А.Г. Східноєвропейський національний університет імені Лесі Українки

Досліджено потужність електроенцефалограми (ЕЕГ) 170 чоловіків і жінок з правобічним (ППА) та лівобічним профілями асиметрії (ЛПА) у стані функціонального спокою. Встановлено нижчу потужність а- та вищу р-, у-коливань ЕЕГ у корі в чоловіків з ЛПА, по відношенню до чоловіків з ППА. У лівопрофільних жінок порівняно з правопрофільними зареєстровано нижчу потужність у всіх діапазонах ЕЕГ. Виявлено вищу потужність 9-,р-,у-коливань ЕЕГ та нижчу в a-діапазоні в жінок з ППА, порівняно з чоловіками з цієї ж групи. З'ясовано, що в лівопрофільних жінок в статевому аспекті зміни були більш локальними та характеризувались нижчою потужністю в а-, 9- та вищою в р-,у-діапазонах ЕЕГ.

Ключові слова: електроенцефалограма (ЕЕГ), 9-,а-,р-,у-діапазони ЕЕГ, потужність, профіль асиметрії, стать.

Постановка проблеми

Кожному суб'єктові властиве індивідуальне поєднання моторних, сенсорних, психічних асиметрій, що в науковій літературі прийнято називати індивідуальним латеральним профілем функціональної асиметрії. Нині відомо, що формування індивідуального профілю латералізації сенсорних і рухових функцій людини за різними літературними даними супроводжується відмінностями структурної організації її мозку [2, с. 8]. Такі закономірності істотно впливають на електрогенез головного мозку людини, вивчення, яких в сучасному світі, зокрема в сферу новітніх технологій, досліджень НКІ є необхідним.

Аналіз останніх досліджень і публікацій. Аналіз літературних даних показав, що інтерес до мозкового електрогенезу осіб з різним профілем асиметрії щороку зростає, як на міжнародному рівні так і серед вітчизняних науковців. А саме, Жаворонковою Л.О. [2, с. 78], в правшів виявлено реципрокний характер змін когерентності а-,9-коливань ЕЕГ, у лівшів зміни когерентності всіх частотних діапазонів були однона- правлені та збільшувалися в обох півкулях. Інші її результати показали, що процес регуляції довільних рухів у правшів характеризується формуванням локальних функціональних систем взаємодії електричної активності в а-,9-діапазонах ЕЕГ, а в лівшів -- більш дифузних [2, с. 60]. В СНУ ім. Лесі Українки теж здійснено вивчення мозкового електрогенезу в ліворуких осіб. Згідно яких Кузнєцов І.П. [4, с. 15] вказав, що найбільш інформативним для вивчення особливостей ЕЕГ, залежно від типу мануальної асиметрії є Р-,9-діапазони ЕЕГ. В роботі Т.В. Качинської [3, с. 16] зазначено, що в ліворуких осіб активація коркових ділянок вища загалом незалежно від складності завдання. За нашими дослідженнями [5, с. 20] встановлено, що в жінок із правобічним та в осіб із лівобічним профілями асиметрії сприйняття й відтворення ритмічних стимулів супроводжується зменшенням спрямованого впливу префронтальної кори на центральні, тім'яні та скроневі ділянки, що полегшує активаційні зміни в останніх. В КНУ ім. Шевченка ряд вчених [1, с. 133] теж зацікавився вивченням мозкового електрогенезу в лівшів. Зокрема, проведено низку досліджень по оцінці когерентних зв'язків основних ритмів ЕЕГ у лівшів та правшів при монокулярному виконанні Струп-тесту за умов пред'явлення емоційно значущих слів чи псевдослів.

Виділення не вирішених раніше частин загальної проблеми. Зміни мозкового електрогенезу в статевому аспекті є більш вивченими в осіб із правобічним профілем асиметрії, ніж такі в осіб з лівобічним. Результати досліджень на особах з правобічним профілем асиметрії виявили зміни мозкового електрогенезу залежно від статі на вирішення одних і тих же завдань. Тому врахування фактору статі під час досліджень осіб різних профільних груп очевидне. Крім цього, в даній роботі представлені відмінності мозкового електрогенезу чоловіків та жінок із різним профілем асиметрії в стані функціонального спокою, що буде інформативним для дослідників, які починають вивчати особливості мозкового електрогенезу осіб із різним профілем асиметрії при будь-яких функціональних навантаженнях. Звідси випливає мета статті -- дослідження особливостей мозкового електрогенезу в чоловіків та жінок із різним профілем асиметрії за показниками потужності в 9-,а-,Р-,у-діапазонах ЕЕГ у стані функціонального спокою.

Виклад основного матеріалу

Для досягнення мети було досліджено електроенцефалограму (ЕЕГ) 170 осіб. Залежно від профілю слухової та мануальної асиметрії сформовано дві групи обстежуваних із різностатевими підгрупами: 50 осіб чоловічої й 50 -- жіночої статі з правобічним профілем мануальної та слухової асиметрії (ППА); 35 осіб чоловічої й 35 -- жіночої статі з лівобічним профілем мануальної та слухової асиметрії (ЛПА). ЕЕГ реєстрували з поверхні шкіри голови за допомогою апаратно-програмного комплексу «Нейроком», розробленого науково-технічним центром радіоелектронних медичних приладів і технологій «ХАІ-Медика» Національного аерокосмічного університету «ХАІ» (свідоцтво про державну реєстрацію № 6038/2007 від 26 січня 2007 р.). При записі ЕЕГ активні електроди розміщували за міжнародною системою 10/20 у 19 точках на скальпі голови: лобових (Fp1, Fp2, F3, F4, F7, F8), центральних (C3, C4), скроневих (T3, T4, T5, T6), тім'яних (P3, P4), потиличних (O1, O2) та сагітальних (Fz, Cz, Pz) відведеннях. Відведення з непарним Павлович О.С., Абрамчук О.М., Моренко А.Г., 2018індексом установлювали в лівій півкулі, а з парним -- у правій. Реєстрацію здійснювали монополярно, як референтні використовували вушні електроди А1 і А2. Для покращення якості запису розміщували додаткові референтні електроди між передньолобовими та латеральнолобовими відведеннями -- Ref, між правим і лівим передніми лобовими відведеннями -- N (nazion). За допомогою програмного забезпечення «Нейроком» здійснювали первинний аналіз ЕЕГ-даних.

Реєстрацію електроенцефалограми здійснювали в стані функціонального спокою, який розглядали як вихідну фонову активність. При цьому обстежуваний знаходився в кімнаті в положенні напівлежачи із заплющеними очима. Аналізували потужність електричної активності кори. Потужність відображає енергію окремих частотних діапазонів ЕЕГ та їх кількісну характеристику; визначається як квадрат амплітуди (мкВ2) коливань. Показники потужності коливань ЕЕГ досліджували в частотних діапазонах: тета (0)-частота -- 4--7 Гц, амплітуда -- 100--150 мкВ, альфа (а)-частота --8--13 Гц, амплітуда -- до 100 мкВ, бета (Р)-частота -- 14--35 Гц, амплітуда -- 5--30 мкВ, гамма (у) частота -- 36--45 Гц та амплітуда нижче 10 мкВ. Обчислення значущих відмінностей (р < 0,05 і р < 0,001) здійснювали за допомогою параметричних методів статистики, зокрема t-критерію Стьюдента.

Аналіз міжгрупових змін потужності ЕЕГ у чоловіків та жінок з правобічним (ППА) і лівобічним профілями асиметрії (ЛПА). У чоловіків із ППА та ЛПА значущих міжгрупових змін потужності 0-коливань ЕЕГ не виявлено (рис. 1, ІІІ). У а-діапазоні ЕЕГ чоловіки з ЛПА відзначалися нижчою потужністю загалом у корі (р<0,05), особливо в тім'яно-потиличних ділянках правої півкулі (р<0,001) порівняно з чоловіками ППА. У P-діапазоні ЕЕГ в чоловіків з ЛПА відзначено вищі показники потужності в лобових та скроневих відведеннях, передусім лівої півкулі, порівняно з чоловіками з ППА. У лівопрофільних чоловіків виявили більшу потужність у-коливань ЕЕГ в корі (р<0,05), особливо в передніх лобових та лівих скроневих відведеннях (р<0,001) порівняно з правопрофільними (рис. 1, І-ІІІ).

У жінок із лівобічним профілем асиметрії порівняно із жінками з правобічним зареєстровано нижчу потужність у всіх діапазонах ЕЕГ (рис. 1, IV). Такі зміни в 0-діапазоні ЕЕГ встановили в лобових (р<0,001), центральних та тім'яних ділянках кори (р<0,05), у а-діапазоні в тім'яно-потиличних ділянках лівої півкулі (р<0,05). В P-діапазоні ЕЕГ вказані зміни простежували в лобових відведеннях кори (р<0,05). Лівопро- фільні жінки характеризувались меншою потужністю в у-діапазоні ЕЕГ в передніх скроневих та потиличних відведеннях (р<0,05) правої півкулі (рис. 1, ІІ-IV).

У статевому аспекті в жінок із ППА встановлено більшу потужність в 0-діапазоні ЕЕГ у лобових, центральних, правому тім'яному й меншу -- в правому потиличному відведеннях кори порівняно із чоловіками цієї ж групи (р<0,05, рис. 1, І-ІІ).

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис. 1 - Міжгрупові зміни потужності 0-, а-, р-, у-коливань ЕЕГ у чоловіків та жінок із правобічним та лівобічними профілями асиметрії в стані функціонального спокою: І - чоловіки з правобічним профілем асиметрії, ІІ - жінки з правобічним профілем асиметрії, ІІІ - чоловіки з лівовобічним профілем асиметрії, XV- жінки з лівовобічним профілем асиметрії.

Більші (менші) показники у другій групі, 0,001 < р < 0,05; більші (менші) показники у другій групі, р < 0,001.В a-діапазоні ЕЕГ у жінок встановлено нижчу потужність у лобових, скроневих та тім'яно-потиличних ділянках кори порівняно із чоловіками.

Особливо вираженими в групах правопрофільних обстежуваних виявились зміни у високочастотній складовій діапазону ЕЕГ. Зокрема, жінки з ППА відзначалися вагомим переважанням потужності в, у-коливань ЕЕГ загалом у корі (р<0,001, р<0,05), порівняно із чоловіками з ППА (рис. 1, І-ІІ).

Жінки з ЛПА відзначилися меншими значеннями потужності 0-коливань ЕЕГ порівняно із чоловіками цієї ж групи (рис. 1, ІІІ-ІУ). Вказані відмінності відзначали в бічних лобових та потиличних відведеннях правої півкулі кори (р<0,05). У a-діапазоні ЕЕГ в жінок із ЛПА виявили меншу потужність в у тім'яно-потиличних відведеннях, та більшу в лівому скроневому відведеннях кори (р<0,05). Жінки з ЛПА мали вищу потужність Р,у-коливань ЕЕГ порівняно з чоловіками (р<0,001, р<0,05).

Таким чином, в чоловіків з ППА, встановлено нижчу потужність Р-,у-коливань ЕЕГ та вищі значення потужності в a-діапазоні ЕЕГ, порівняно з чоловіками з ЛПА та жінками з ППА. Припускаємо, що такі відмінності можуть свідчити про більшу роль в формуванні мозкового електроге- незу таламо-кортикальних взаємодій в чоловіків з ППА. Чоловіки з ЛПА характеризувались нижчою потужністю a- та вищою в- і у-коливань ЕЕГ у корі. Відповідно до даних літератури [8, с. 50], це може вказувати на переважання неспецифічних впливів, що зумовлюють вищий рівень процесів активації в корі в чоловіків цієї групи. Переважання змін в-активності зліва -- свідчення більшої ролі ретикулярної формації. Згідно з даними літератури, саме стовбурові структури створюють більший вплив на кору лівої півкулі мозку [2, с. 12]. Лівопрофільні жінки відзначалися нижчою потужністю 0-активності загалом у корі, a- у-коливань у тім'яно-потиличних ділянках правої півкулі, ніж правопрофільні.

Такі ж зміни в діапазоні в-частоти фіксуються і в лобових ділянках. Це може відображати більший вихідний рівень просторової уваги [6, с. 536] та менші інтегративні можливості кори, пов'язані з організацією специфічних форм уваги, потрібних для забезпечення вищих когнітивних функцій [7, с. 435] у лівопрофільних жінок.

Усі жінки відзначаються нижчою потужністю 0-активності в правій потиличній та a-коливань у тім'яно-потиличних і задніх скроневих ділянках кори, особливо справа, та більшою експресією в- і у-коливань загалом у корі, особливо лівої півкулі, ніж чоловіки. У лівопрофільних жінок такі зміни доповнюються зниженням потужності 0-коливань у правій лобовій ділянці. Указані відмінності є критерієм переважання явищ сенсорної і просторової уваги на фоні більшої ролі стовбурових неспецифічних активаційних впливів на кору в жінок порівняно з чоловіками. Водночас у жінок із ППА встановлено переважання потужності 0-активності в лобових і центральних ділянках кори, що може бути висвітленням відносно більшого фонового рівня емоційного напруження, механізмів пам'яті, ролі лімбічних активаційних систем [9, с. 203; 10, с. 42].

Висновки

електроенцефалограма чоловік жінка

Отже, стан функціонального спокою в обстежуваних із ЛПА в статевому аспекті в жінок формується за більшої активності з боку лімбічної системи, ретикулярної формації. У правопрофільних чоловіків більшу роль відіграють таламо-кортикальні взаємодії. За результатами потужності електроенцефалограми встановлені особливості мозкового електрогенезу в формуванні фонової активності ЕЕГ кори головного мозку в чоловіків та жінок із різним профілем асиметрії. Виявлені особливості фонової активності ЕЕГ кори головного мозку при дослідженнях необхідно враховувати, оскільки вони здійснюють визначальний вплив на організацію нервових процесів при будь-якому виді діяльності обстежуваного.

Список літератури

1. Бондаренко (Рассомагіна) М. Когерентні зв'язки основних ритмів ЕЕГ головного мозку правшів та лівшів при монокулярному сприйнятті домінантним чи недомінантним оком вербальної емоційної інформації / М. Бондаренко (Рассомагіна), В. Кравченко, М. Макарчук // Науковий вісник Східноєвропейського національного університету імені Лесі Українки. Біологічні науки. - 2015. - № 2. - С. 133-138.

2. Жаворонкова Л.А. Правши-левши: межполушарная асимметрия электрической активности мозга человека / Л.А. Жаворонкова. - М.: Наука, 2006. - 200 с.

3. Качинська Т.В. Викликана активність кори головного мозку в осіб з різним типом мануальної асиметрії (віковий аспект) : автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. біол. наук : 03.00.13 фізіологія людини і тварин / Т.В. Качинська. - К., 2009. - 22 с.

4. Кузнєцов І.П. Електроенцефалографічні особливості когнітивної діяльності за умов ліво- и праворукості: автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. біол. наук : 03.00.13 фізіологія людини і тварин / І.П. Кузнєцов. - Л., 2006. - 19 с.

5. Павлович О.С. Аналіз когерентності електроенцефалограми у осіб із різним профілем асиметрії під час обробки ритмічних патернів / О.С. Павлович, О.М. Абрамчук, Л.О. Шварц, А.І. Поручинський, А.Г. Моренко // Scientific Journal «ScienceRise» (Міжнародний науковий журнал «Наукове сходження»). - 2017. - № 1(4). - С. 17-21.

6. Bastiaansen M. C. M. Theta responses are involved in lexical-semantic retrieval during language processing / M.C. M. Bastiaansen, M. van der Linden, M. ter Keurs [et al.] // J. of Cognitive Neuroscience. - 2005. - V. 17, № 3. - P. 530-541.

7. High-frequency brain activity: its possible role in attention, perception and language processing / F. Pulvermuller, N. Birbaumer, W. Lutzenberger, B. Mohr // Progress in Neurobiology. - 1997. - V. 52, № 5. - P. 427-445.

8. Klimesch W. Episodic retrieval is reflected by a process specific increase in human electroencephalographic theta activity / W. Klimesch, M. Doppelmayer, W. Stadler [et al.] // Neuroscience Letters. - 2001. - V. 302, № 1. - P. 49-52.

9. Matsuoka S. Theta rhythms: state of consciousness / S. Matsuoka // Brain Topography. - 1990. - V. 3, № 1. - P. 203-208.

10. Theta synchronization in the human EEG and episodic retrieval / M. Doppelmayr, W. Klimesch, J. Schwaiger [et al.] // Neuroscience Letters. - 1998. - V. 257, № 1. - P. 41-44.

Размещено на Allbest.ru