Еег-кореляти стану монотонії - електроенцефалограма і функціональні стану людини

Незважаючи на наявність цілої низки експериментальних досліджень, присвячених вивченню різних (в тому числі, єлектрографических) проявів монотонии, слід констатувати, що і до теперішнього часу вони остаточно не встановлені. Пошук адекватних показників цього стану, розробка критеріїв його об`єктивного контролю і прогнозування, вивчення механізмів формування - актуальні прикладні та фундаментальні завдання.
У ряді експериментальних досліджень показано, що при розвитку у людини стану монотонії в спектрі ЕЕГ має місце зростання потужності низьких (дельта і тета) частот (І.Ф.Сараев, 1979). З іншого боку, В.А.Алексеев з співавторами (1982) показали, що потужність низькочастотних складових спектра ЕЕГ достовірно знижуються на етапах тимчасового зниження працездатності, в періоди розумових &ldquo-блоків&rdquo-.
Значне число робіт присвячено дослідженню змін в області альфа- ритму ЕЕГ. Показано, що навіть при відсутності чітких змін в частоті серцевих скорочень і в параметрах шкірно-гальванічної реакції при розвитку стану монотонії в ЕЕГ людини має місце достовірне збільшення альфа-індексу, згладжування міжпівкульової і фронт-окціпітальной асиметрії (Т.Е.Сазонова і ін. , 1977- А.Ж.Юревіц і ін., 1978- А.А.Краукліс і ін., 1979- М.В.Славуцкая, А.Б. Киренский, 1981). Однак C.Nishimura і J.Nagumo (1985) показано, що більш надійними індикаторами стану монотонії є характеристики психічної сфери (зокрема, короткочасна пам`ять), тоді як параметри альфа-ритму часто змінюються недостовірно.
У роботі І.С.Шендеровой (1988) для кількісної оцінки розвитку монотонии був запропонований показник відношення потужності альфа- і бета-частот. Для тих же цілей Л.П.Павлова і А.Ф.Романенко (1988) широко використовують коефіцієнт активації, що є відношенням сумарної амплітуди бета-частот до амплітуди частот альфа-ритму.
Аналіз результатів, отриманих в дослідженнях, проведених на лабораторної моделі монотонної діяльності (В.Б.Войнов, 1992), показав, що в монотонних умовах у людини мало місце розвиток сноподобного стану, умовно названого &ldquo-гіперсінхронізаціі&rdquo-. Воно характеризувалося значним зниженням якості діяльності аж до її припинення, домінуванням в спектрі потужності низькочастотної активності (дельта- і тета-діапазонів), зростанням потужності частот бета-ритму. стадії &ldquo-синхронізації&rdquo- і &ldquo-десинхронизации&rdquo- чергувалися, змінюючи один одного.
За даними Г.Н.Болдиревой і Л.А.Жаворонкова (1989), стан дрімоти у людини характеризується значним зниженням міжпівкульна асиметрії (характерною для ЕЕГ активного неспання людини) головним чином в діапазоні низьких частот - дельта і тета.
В експериментальних дослідженнях, виконаних нами, брали участь 17 здорових випробовуваних - чоловіки у віці від 20 до 30 років (середній вік 22,5 років). Протягом 3 годин без перерви вони виконували діяльність операторського типу, яка полягала в розпізнаванні сенсорних (зорових і слухових) сигналів. Сигнали подавалися в випадкової послідовності (як по модальності, так і по їх характеристикам). Інтервал між стимулами варіював випадковим чином в діапазоні від 7 до 18 сек з модальним часом 12 сек. На початку експерименту і після його закінчення проводилося психологічне тестування з використанням шкал особистісної та реактивної тривожності опитувальника Спілбергера-Ханіна та семибальною шкали суб`єктивної оцінки почуття втоми, в якій 1 відповідала максимально бадьорого, активного стану, а 7 - стану максимальної втоми, повного виснаження, оцінювалося час складної сенсомоторної реации випробовуваних. Протягом усього експерименту безперервно реєструвалася ЕЕГ від симетричних лобових (F3, F4), скроневих (ТЗ, Т4), центральних (С3, С4), тім`яних (РЗ, Р4) і потиличних (О1, О2) відведень (система 10-20) . Як активні, так і референтні електроди, розташовані на мастоідальной кістках черепа зліва і справа (референт об`єднаний), приклеювалися за допомогою медичного коллодия. Для контролю якості запису реєструвалася електроокулограмми.
Аналіз показників якості діяльності випробовуваних дозволив ідентифікувати етап &ldquo-врабативанія&rdquo-, який тривав в середньому близько 15 - 20 хвилин і в подальшому не аналізувався. На основі аналізу часу та адекватності реакцій випробовуваних на запропоновані стимули були виділені етапи високою (ВР) і низькою (HP) працездатності, на яких аналізувалися ЕЕГ-епохи, що передували тільки правильних відповідей випробовуваних. На етапі HP для аналізу виділялися також епохи, що передують помилковим (ЗОШ) відповідям. ЕЕГ-епохи, що передували пред`явленню зорових і слухових стимулів, аналізувалися окремо. Всі обрані для подальшого аналізу 1,28 з ділянки запису ЕЕГ перебували в 10секундном інтервалі, безпосередньо попередньому подачі стимулу і розташовується на відстані від відповіді на попередній стимул не менше, ніж на 1 с. 30,5 Гц) частотних смугах. При порівнянні показників психологічного і психометричного тестування випробовуваних використовувався t-критерій Стьюдента, модифікований для залежних вибірок (Б.М.Владімірскій, 1983).
В цілому було показано, що динаміка показників працездатності піддослідних відповідає даним, що приводиться в літературі для моделей монотонної діяльності. Так, среднегрупповие оцінки зниження швидкості реагування склали близько 10%, що відповідає даним, що приводиться в роботах Т.К.Кашкіна (1978), Ю.В. Мойкин, В.І.Тхоревского і ін. (1978), Н.П.Фетіскіна (1978).
Судячи за індивідуальною динаміці показників якості діяльності, стан монотонії формувалося у 11 випробовуваних. Останні були розділені на 2 групи - з вираженим альфа-ритмом в ЕЕГ спокійного неспання з закритими очима (7 осіб), і з поліморфної активністю з деякою перевагою повільних (особливо дельта) частот (4 людини). Середній рівень особистісної тривожності і суб`єктивна оцінка рівня активності в початковому стані у випробовуваних, умовно віднесених нами до 1 групі, були дещо нижчими, ніж у представників 2 групи (43,5 і 47,0, 2,8 і 3,4, відповідно) . Ситуативна тривожність по групі обстежуваних перед початком роботи становила 63,88 ± 2,45 у.о. і не змінювалася значних змін після трьох годин роботи (64,38 ± 2,45 у.о.). Однак якщо в кінці експерименту у випробовуваних 1 групи середній рівень ситуативної тривожності трохи знижувався (з 68,3 у.е. до 63,3 у.о.), то у випробовуваних 2 групи він, навпаки, підвищувався (з 55.8 у.е . до 64,0 у.о.), в цілому залишаючись високим у всіх випробовуваних.
В цілому по групі мала місце тенденція до збільшення часу складної сенсомоторної реакції на стимули обох модальностей на етапі HP в порівнянні з ВР (з 451 до 637 мс на зорові стимули і з 528 до 741 мс - на слухові). Суб`єктивно диференціація слухових стимулів видавалася більш складною для випробовуваних, про що свідчило і час реакції. При цьому у піддослідних 1 групи середній час реакцій на зорові (444 мс) і слухові (506 мс) стимули як в стані ВР, так і в стані HP (609 і 728 мс, відповідно) було дещо коротший, ніж у представників 2 групи ( 466 і 567 мс, і 686 і 741 мс, відповідно). Стан HP характеризувалося збільшенням сумарної спектральної потужності ЕЕГ-частот, перш за все, в відведеннях лівої півкулі у випробовуваних обох груп. Однак якщо у випробовуваних 1 -ої групи в стані HP спостерігалося зміщення домінуючою частоти в більш низькочастотну область, особливо в електрограми центральних, тім`яних і потиличних областей, то у випробовуваних 2 групи спостерігався її зрушення в більш високочастотну область (особливо в F3, F4 і С3 ). Аналіз змін спектральної потужності ЕЕГ дозволив всередині діапазону 7,8 - 13,3 Гц виділити два піддіапазони: повільний (альфа-1: 7,8 - 9,4 Гц) і швидкий (альфа-2: 10,9 - 13,3 Гц ).
Формування стану монотонії у випробовуваних 1 групи супроводжувалося (в порівнянні з ВР) зростанням потужності дельта-, тета-і альфа-1-частота. Потужність поддиапазона альфа-2 не тільки не збільшувалася, але навіть знижувалася, достовірно, однак, лише у відведенні РЗ. Менш істотні зміни спостерігалися і в області частот бета-1 -ритму. Їх потужність зростала тільки в центральних (СЗ, С4) і лівої потиличної (01) областях. Потужність бета-2-частот взагалі не зазнала достовірних змін.
У піддослідних другої групи спостерігаються перебудови були менш виражені і носили дещо інший характер. Перехід від стану ВР до HP у випробовуваних цієї групи супроводжувався зниженням в ЕЕГ потужності дельта-частот (особливо в Т3, С3). Поряд з цим, практично у всіх відведеннях відзначалося зростання потужності частот тета (особливо праворуч), альфа-1-, альфа-2-, бета-1 і бета-2-ритмів. Виняток склали скроневі області, в ЕЕГ яких спостерігалося зниження потужності практично всіх (крім тета) частотних діапазонів.

Таким чином, тривала діяльність в умовах монотонії у випробовуваних обох груп приводила до посилення в ЕЕГ потужності повільних (особливо тета і альфа-1) частот. Підвищення потужності бета-2-частот спостерігалося тільки у випробовуваних 2 групи. В умовах монотонії в тих випадках, коли випробовувані допускали помилки (в порівнянні з правильними відповідями) потужність тета-час- той в ЕЕГ лобової і скроневої областей лівої півкулі була ще вище.
Проведений аналіз показав відмінності між виділеними групами і за середнім рівнем когерентності ЕЕГ-частот. Формування стану монотонії у випробовуваних 1 групи було пов`язане зі збільшенням середнього рівня когерентності, тоді як у випробовуваних 2 групи спостерігалося лише незначне посилення взаємозв`язків в задніх відділах мозку при невеликому їх зниженні у передніх. Поряд із загальними закономірностями, пов`язаними з посиленням в ЕЕГ в стані монотонии потужності тета-і низьких альфа-частот, нами були показані відомі відмінності в єлектрографических проявах цього стану у людей з різним типом ЕЕГ.
Незважаючи на наявність експериментальних досліджень, питання про специфічні просторово-часових патернах мозкової активності, характерних для стану монотонії, і до теперішнього часу залишається відкритим. Як і у випадку з розумовою втомою, його рішення має принципове значення, оскільки, як показали дослідження A.Gevins з співавторами (1981), Н.Н.Даніловой (1985),
Н.Е.Свідерской (1987) та інших авторів, мозаїка неокортикальних структур, задіяних в реалізації діяльності, зазнає часткову або повну трансформацію при зміні функціонального стану мозку.