Еег в умовах рухової активності - електроенцефалограма і функціональні стану людини

ВСТУП

Один із перспективних напрямів використання методу ЕЕГ пов`язано з вивченням структурних та функціональних відмінностей між півкулями великого мозку людини, що існують, зокрема, в організації та управлінні мовними і руховими процесами, емоційною поведінкою, зоровим і слуховим сприйняттям (впізнавання осіб, мелодій і ін.) (М.Н.Ліванов, 1972- Е.Д.Хомская, 1972- А.Р.Лурия, 1973- Н. П. Бехтерева, 1974, 1985 В. Д. Небиліцин, 1976- П.В.Симонов, 1981 - Н.Н.Данілова, 1985). Саме використання методу ЕЕГ дозволило отримати найбільш пряму інформацію щодо нейрофізіологічних механізмів функціональних асиметрій мозку (A.Morgan Е.А., 1971- D.Giannitrapani, 1971- Е.Д.Хомская, 1978- A.Gevins Е.А., 1979- Е.Б.Сологуб, 1981, Г.А.Кураев, 1983 і ін.). Однак, незважаючи на наявність численних фактів, що свідчать про існування специфічних особливостей в морфо-функціональної організації півкуль мозку, питання про характер міжпівкульна відносин і полушарной спеціалізації в реалізації (як уявної, так і реальної) психомоторних дій залишається відкритим. Строго не описано і розподіл ЕЕГ-частот, характер просторово-часової організації біоелектричної активності мозку в цих умовах.

У літературі зустрічаються лише поодинокі дослідження, в яких проведено порівняльний аналіз розподілу частот ритмів ЕЕГ у людей з різним ступенем функціональної міжпівкульна асиметрії (домінування), що і послужило підставою для проведення детальних досліджень, які були виконані нами на обстежуваних з високим ступенем правобічної латерализации рухових ( рука) і сенсорних (око) функцій (сумарний коефіцієнт правобічної латерализации не нижче 90 - 100) в стані відносного спокою. Міжпівкульні відмінності оцінювалися в діапазонах дельта-, тета-, альфа-, бета-1 і бета-2-частот в спокої і при реалізації психомоторних актів. З огляду на відсутність при ідеомоторним відтворенні рухових актів можливості їх об`єктивного контролю, а також необхідність здійснення обстежуваним високо скоординованих рухових актів, до досліджень були залучені спортсмени-каратисти, що опанували і тривалий час застосовували в своїй спортивній практиці ідеомоторного тренування. Дослідження включало аналіз розподілу ЕЕГ-частот, що реєструються монополярному від лобових (F3, F4), центральних (С3, С4) і потиличних (01, 02) областей в спокої і при уявному відтворенні ідеомоторних актів і програм провідною і субдоминантном сторонами тіла, для чого обчислювався коефіцієнт асиметрії за формулою:

Мп і Мл - потужність ЕЕГ-частот в симетричних відведеннях правої і лівої півкуль мозку.

1. ЕЛЕКТРИЧНА АКТИВНІСТЬ МОЗКУ СПОРТСМЕНІВ У СПОКОЇ

1.1. ЕЕГ-характеристики зорових областей

Аналіз розподілу потужності частот ритмів ЕЕГ зорових областей кори показав, що всі обстежувані чітко поділяються на три групи - групу з лівосторонньої асиметрією (I), групу з правобічної асиметрією (II) і групу без скільки-небудь вираженої асиметрії (III, ТАБЛИЦЯ 21). Чисельність груп з ліво- і правобічної асиметрією потужності дельта-, тета-і бета-2-частот практично не розрізнялася, а для альфа- і бета-1-діапазонів ці відмінності були суттєвими. Кількість обстежуваних з правобічної асиметрією в цих випадках перевершувало в 3,3 - 4,5 рази число обстежуваних з лівосторонньої асиметрією. В цілому правобічна асиметрія по альфа-ритму спостерігалася у 59% обстежуваних, лівостороння - у 18%. Скільки-небудь виражена асиметрія була відсутня у 23% обстежуваних.
ТАБЛИЦЯ 21.
Значення коефіцієнтів асиметрії потужності частот ритмів ЕЕГ (потиличні відведення)

Позначення: К - лівостороння, К + - правобічна асиметрії, n- - кількість випробовуваних з лівосторонньої, n + - правосторонній, n0 - без асиметрії.
Абсолютні значення коефіцієнтів асиметрії ЕЕГ у обстежуваних I і II груп достовірно відрізнялися лише для швидких частот. Незважаючи на те, що в обох групах відзначалися істотні варіації значень Кас, оцінюваних по потужності основних ритмів ЕЕГ (МАЛЮНОК 53), їх варіабельність у представників II групи була в цілому вище, ніж першої. Приблизно у половини обстежених в різних частотних діапазонах Кас мали різні знаки, проте ні в одному випадку відмінності не були скільки-небудь істотні для сусідніх ЕЕГ-діапазонів. Абсолютні значення коефіцієнтів асиметрії сумарного спектра потужності ЕЕГ у обстежуваних I і II груп не розрізнялися. Разом з тим, якщо в групу з правобічної асиметрією, що оцінюється за сумарною потужністю ЕЕГ, входило близько 44% обстежених спортсменів, то в групу з лівосторонньої - лише 27%.
На рисунку 54 наведені значення когерентності ЕЕГ-частот, які оцінюються для всієї групи обстежених нами спортсменів. Як неодноразово зазначалося вище, чітко простежується зниження значень когерентності зі збільшенням частоти коливань. Детальний аналіз когерентності ЕЕГ обстежуваних виділених груп показав (МАЛЮНОК 55), що, якщо у осіб з лівосторонньої асиметрією потужності частот високі, значення когерентності відзначалися лише в альфа-діапазоні, то в групі з правобічної асиметрією когеретность була істотно нижче, в тому числі, і в альфа-діапазоні частот. У групі осіб з відсутністю скільки-небудь вираженої асиметрії високі значення когерентності мали місце лише в області низьких ЕЕГ частот.

ЕЕГ-характеристики центральних областей

Аналіз усереднених (по всьому ритмам) значень коефіцієнтів асиметрії потужності ЕЕГ-частот в групах з ліво- (I) і правобічної (II) асиметрією показав, що за абсолютними значеннями вони не розрізнялися (-0,41 і +0,40, відповідно) . Однак насправді відмінності в Кас були відсутні лише на дельта-частотах (ТАБЛИЦЯ 22). У всіх інших частотних діапазонах спостерігалися відмінності як за величиною Кас, так і за чисельністю відповідних груп. Звертають на себе увагу значні відмінності в чисельності підгруп з високими значеннями Кас, що оцінюються по потужності частот тета і альфа-ритмів ЕЕГ (в I групі - 18% і 23%, відповідно, в II - 53% і 59%). Чисельність підгрупи з високими значеннями Кас, що оцінюються по потужності швидких ЕЕГ-частот (бета-1 і бета-2), навпаки, у другій групі була вище, ніж у першій (23% і 21% для II групи і 35% і 44% - для I). У групах без асиметрії потужності ЕЕГ чисельність підгруп коливалася в межах від 18% для альфа- діапазону до 41% -для бета-1. В цілому необхідно відзначити, що сумарний аналіз виявив лівосторонню асиметрію в розподілі потужності альфа-, бета-1 і бета-2 частот.
У центральних відведеннях, на відміну від зорових, значення Кас в першій групі варіювали в більшій мірі, ніж у другій.
Сумарні значення когерентності ЕЕГ-частот, що реєструються від центральних областей, так само, як і від зорових, були порівняно невеликі.

Малюнок 53.
Значення Кая потужності частот дельта- (Д), тета (Т), альфа- (А), бета-1- (В1) і бета-2- (В2) ритмів ЕЕГ потиличних відведень 4 випробовуваних

Малюнок 54.
Середні значення когерентності частот ритмів ЕЕГ потиличних відведень

Малюнок 55.
Середні значення когерентності частот ритмів ЕЕГ потиличних відведень в групах з лівосторонньої (I), правобічної (II) і без асиметрії (III)
Відзначається та ж тенденція зниження когерентності зі збільшенням частоти коливань (МАЛЮНОК 56). При цьому в першій групі високі значення когерентності були характерні для області тета і альфа-коливань (0,50 і 0,62, відповідно), а в другій - тільки для тета (0,55). ЕЕГ третьої групи обстежуваних мала високі значення когерентності (0,5 - 0,77) на всіх частотах, крім бета-2 (МАЛЮНОК 57).

ЕЕГ-характеристики лобових областей

Як відомо, лобові частки - філогенетично найбільш молоді відділи кори головного мозку - відповідальні за програмування, регуляцію і контроль поведінки в ймовірнісної (стохастичною) середовища проживання (А.Р.Лурия, 1969). Мабуть, в значній мірі неоднозначність результатів ЕЕГ-досліджень лобових областей пов`язана саме зі складною функціональною роллю, яку відіграють ці структури в психомоторних діях.
ТАБЛИЦЯ 22,
Значення коефіцієнтів асиметрії потужності частот ритмів ЕЕГ центральних відведень

Малюнок 56.
Середні значення когерентності частот ритмів ЕЕГ центральних областей неокортексу

Малюнок 57.
Середні значення когерентності частот ритмів ЕЕГ центральних відведень в групах з лівосторонньої (I), правобічної (II) і без асиметрії (HI)
Як показали виконані нами дослідження, лобові області кори відрізняються від центральних і потиличних більш стабільним профілем асиметрії вже в стані спокою. Як видно з ТАБЛИЦІ 23, найчисленніші підгрупи (від 47% до 59% обстежених) склали особи, у яких потужність всіх п`яти частотних діапазонів ЕЕГ була вище справа (правобічна асиметрія). Навпаки, підгрупи з лівим профілем асиметрії виявилися нечисленними. Проміжне становище займали підгрупи зі змішаним типом асиметрії, причому, якщо для низькочастотної частини спектра їх чисельність трохи відрізнялася від чисельності підгруп з лівосторонньої асиметрією і поступалася в 2 - 3 рази чисельності підгруп з правобічної асиметрією, то для коливань бета-1 і бета-2 діапазонів частот їх чисельність не відрізнялася від чисельності групи II і перевершувала в 3,5 - 4 рази чисельність групи I.
Що стосується власне значень коефіцієнтів асиметрії, то в трьох ЕЕГ - діапазонах (дельта, тета і альфа) Кас в другій групі переважали за абсолютним значенням Кас першої, а на частотах бета-1 і бета-2 вони практично збігалися. Усереднення Кас по всім випробовуваним (і по всіх діапазонах частот) з урахуванням знаків показало невелику правостороннім асиметрію потужності ЕЕГ-частот.
ТАБЛИЦЯ 23.
Значення коефіцієнтів асиметрії потужності частот ритмів ЕЕГ лобових відведень

Усереднені значення когерентності ЕЕГ-частот виявилися в цілому нижче, ніж для зорових і центральних областей (МАЛЮНОК 58). У той же час, для кожної з груп результати істотно відрізнялися від описаних вище (МАЛЮНОК 59). Так, у обстежуваних першої групи у всіх діапазонах частот когерентність була відносно низькою (як правило, менше 0,50), максимальні значення припадали на альфа-частоти (0,48). У другій групі в дельта-, тета-і альфа- діапазонах частот когерентність приймала максимальні значення (від 0,58 до 0,72). На частотах бета-1 і бета-2 вона була нижче, проте вище, ніж у обстежуваних інших груп. У представників третьої групи значення когерентності були досить низькими у всіх діапазонах ЕЕГ-частот.
Таким чином, отримані нами результати свідчать про переважання у наших обстежуваних правобічної асиметрії потужності ЕЕГ при порівняно високих значеннях когерентності міжпівкульних процесів. Число осіб з таким профілем асиметрії перевершувало в 3,5 - 5 разів кількість обстежуваних з лівосторонньої асиметрією і в 1,1 - 3 рази - число осіб без асиметрії потужності для різних частотних діапазонів ЕЕГ.

Малюнок 58.
Середні значення когерентності частот ритмів ЕЕГ лобових відведень
ко

Малюнок 59.
Середні значення когерентності частот ритмів ЕЕГ лобових відведень в групах з лівосторонньої (I), правобічної (II) і без асиметрії (III)