научная статья по теме АЛЬФА-АКТИВНОСТЬ ЭЭГ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТАДИИ МЕНСТРУАЛЬНОГО ЦИКЛА И УРОВНЯ ПРОГЕСТЕРОНА Биология

Текст научной статьи на тему «АЛЬФА-АКТИВНОСТЬ ЭЭГ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТАДИИ МЕНСТРУАЛЬНОГО ЦИКЛА И УРОВНЯ ПРОГЕСТЕРОНА»

УДК 612.018:612.821

АЛЬФА-АКТИВНОСТЬ ЭЭГ В ЗАВИСИМОСТИ ОТ СТАДИИ МЕНСТРУАЛЬНОГО ЦИКЛА И УРОВНЯ ПРОГЕСТЕРОНА

© 2014 г. О. М. Базанова1, А. В. Кондратенко1, О. И. Кузьминова2, К. Б. Муравлева1, С. Э. Петрова1

1ФГБУ "Научно-исследовательский институт молекулярной биологии и биофизики"СО РАМН, Новосибирск 2ФГБУ "Научный центр клинической и экспериментальной медицины"СО РАМН, Новосибирск

E-mail: bazanova@soramn.ru Поступила в редакцию 28.01.2013 г.

Влияние нейрогуморального состояния на а-активность ЭЭГ исследовалось c помощью внутри-индивидуальных сравнений у 78 женщин 18—27 лет в течение 1—2 менструальных циклов. Психометрические и электроэнцефалографические (ЭЭГ) характеристики а-волн, базальная температура тела, уровень прогестерона в слюне регистрировались раз в 2—3 дня. Менструальной и фолликулярной фазами считались периоды до вызванного овуляцией повышения базальной температуры тела, лютеиновая фаза — после повышения уровня прогестерона более чем на 20% по сравнению с предыдущим днем, а предменструальная — после снижения более чем на 20% уровня прогестерона. ЭЭГ, электромиографические (ЭМГ) и электрокардиографические (ЭКГ) признаки когнитивной эффективности и психоэмоционального напряжения регистрировались в покое и при арифметическом счете. Половина испытуемых начинала принимать участие в исследовании на менструальной фазе, остальные — на лютеиновой. Все 5 фаз сравнивались по уровню психометрических характеристик, а-ЭЭГ, ЭМГ и ЭКГ показателей в покое и в ответ на когнитивную нагрузку.

Установлена зависимость всех изучаемых психометрических и а-ЭЭГ показателей от фазы менструального цикла. Беглость решения задач, частота а-пика, мощность а2-волн и ширина а-диапазона наибольшие на лютеиновой фазе, а мощность в низкочастотном а1-диапазоне, зрительная и когнитивная активация, рассчитанная по снижению а-мощности, наибольшие на фолликулярной фазе менструального цикла. Гипотеза, что а-активность зависит от нейрогуморального статуса, подтверждается положительной корреляцией между уровнем прогестерона с а-частотой и мощностью в а2-диапазоне и отрицательной корреляцией — с мощностью в а1-диапазоне и с интенсивностью реакции активации. Делается заключение, что психофизиологические исследования женщин должны проводиться с учетом фазы менструального цикла.

Ключевые слова: женщины, менструальный цикл, беглость решения когнитивных задач, психоэмоциональное напряжение, прогестерон, ЭЭГ альфа-активность.

Б01: 10.7868/80131164614020039

Естественный феномен физиологической смены нейрогуморальных состояний женщин в течение менструального цикла предоставляет "идеальную" модель для изучения взаимосвязи между активностью центральной нервной системы и эндокринной регуляцией [1], в частности, для исследования зависимости функций сознания, настроения и мозговой активации от изменяющегося уровня стероидных гормонов.

Несмотря на хорошо установленную разнообразную роль а-волн ЭЭГ в регуляции когнитивных функций и эмоций [2], до сих пор в литературе не существует единого мнения о взаимосвязи а-ритмического компонента ЭЭГ с уровнем эндогенной гормональной активности. Одной из наиболее вероятных причин этих противоречий может быть часто используемый неиндивидуали-

зированный метод оценки а-активности мозга, основанный на измерении только амплитудных показателей некого стандартизованного а-диапазона ЭЭГ. Так, одни исследования свидетельствуют о росте а-активности (мощности в диапазоне 8—12 Гц) во время фазы увеличения уровня эндогенного прогестерона [3, 4], другие — во время предовуляторной фазы [5], третьи — о снижении спектральной мощности а-волн в период овуляции [6], четвертые никаких флуктуаций мощности в стандартном 8—12 Гц а-диапазоне, связанных с гормональным статусом, не находят [7]. Между тем активность волнового процесса измеряется не только по амплитудным, но также и по частотным и фазовым показателям [8], которые имеют свои психофизиологические корреляты. Так, характеристика индивидуальной частоты

а-волн ассоциирует с эффективностью когнитивной деятельности [9], памяти [10], обучения [11— 13] и процессов произвольного контроля психофизиологических функций [14, 15]. Кроме того, а-волны — это единственный ЭЭГ-компонент, который имеет четко выраженные физиологические признаки, такие как снижение амплитуды в ответ на сенсорные или когнитивные стимулы, что отражает степень мозговой активации [16, 17], а также верете-нообразность колебаний, характеризующую работу нейрональных ансамблей [18].

Другой методической причиной разногласий литературных данных относительно гормонально-зависимой динамики а-активности ЭЭГ является приблизительная оценка смены фаз менструального цикла, основанная только на регистрации ба-зальной температуры и визуальных наблюдений, без измерения активности гормонов.

Таким образом, с целью изучения гормонально-зависимой динамики а-активности ЭЭГ и связанных с ней когнитивных и пихоэмоциональ-ных характеристик в настоящей работе предполагали выяснить влияние смены фаз нейрогуморально-го состояния на психометрические характеристики, показатели частоты, амплитуды, активации и ширины частотного диапазона а-волн ЭЭГ и их взаимосвязь с уровнем прогестерона.

МЕТОДИКА

У 78 женщин в возрасте от 18 до 27 лет каждые 2—3 дня в течение одного-двух менструальных циклов регистрировались психометрические и электрофизиологические показатели и проводился сбор слюны. На основании результатов анализа активности прогестерона в слюне, собранной утром натощак, и регистрации базаль-ной температуры цикл разбивался на 5 индивидуально установленных фаз: 1) менструальную фазу — МФ (от первого—до последнего дня менструации); 2) фолликулярную фазу — ФФ (от следующего дня после окончания менструации—до начала увеличения базальной температуры тела на 0.5—1 градус); 3) овуляторную фазу — ОФ (от первого дня увеличения базальной температуры—до первого дня повышения активности прогестерона в слюне), 4) лютеиновую фазу — ЛФ (от первого дня повышения уровня прогестерона в слюне—

2

до начала его снижения ); 5) предменструальную фазу — ПМФ (от первого дня снижения уровня прогестерона—до начала менструации). Уровень прогестерона в слюне определялся с помощью иммуноферментного анализа.

1 Концентрация прогестерона на ЛФ выше, чем на ОФ, на 20% >т (ошибка среднего).

2 Концентрация прогестерона на ПМФ ниже, чем на ЛФ, на 20% >т (ошибка среднего).

Тестирование когнитивных функций и психоэмоционального напряжения проводилось каждый раз перед регистрацией электрофизиологических характеристик. Измерение уровня креативности в тесте Торренса в модификации Гилфорда проводилось трижды (на менструальной, фолликулярной и лютеиновой фазах цикла). В качестве когнитивной нагрузки использовался тест Kraepelin обратного отсчета в уме, в котором оценивалась беглость решения задачи и отдельно отмечалась верность или ошибочность счета. Уровень психоэмоционального напряжения оценивался в цветовом тесте Люшера, в тесте на ситуативную тревожность и с помощью субъективной оценки настроения. Оценка звуковой чувствительности проводилось с помощью компьютерной программы звукового генератора. Для того, чтобы исключить влияние привыкания к условиям эксперимента, у половины испытуемых первое мо-ниторирование приходилось на начало менструальной фазы, а у остальных исследование начиналось через 2—3 дня после повышения базальной температуры.

Электроэнцефалограмма регистрировалась параллельно на двух приборах: "Мицар" (Санкт-Петербург) посредством 8 монополярных отведений (F3, F4, C3, С4, P3, P4, O1, O2) с объединенным ушным электродом, в полосе пропускания 0.3— 50 Гц, при частоте дискретизации 256 Гц и с помощью мультимодального аппаратно-программного устройства БОСЛАБ (Новосибирск, Россия) через монополярное отведение Pz, в полосе пропускания 0.3—50 Гц, при частоте дискретизации также 256 Гц. В качестве референта использовали электрод, установленный на мочку правого уха. Регистрация осуществлялась в положении сидя в состоянии покоя с закрытыми глазами в течение 5 минут и c открытыми глазами в течение 30 секунд, а затем — при выполнении задачи обратного счета в течение минуты с закрытыми глазами и 30 секунд с открытыми глазами. Pz сайт был выбран в связи с тем, что характеристики а-активности в теменно-затылочной области наиболее устойчивы при повторных измерениях и наименее вариабельны [19].

В анализ электроэнцефалографических данных включались свободные от артефактов эпохи ЭЭГ, которые подразделялись на сегменты длительностью 4 с и подвергались быстрому преобразованию Фурье (FFT) в полосе 3—20 Гц с использованием окна Ханна. Выходные формы анализа формировались с помощью специализированной программы WinEEG (Мицар, Санкт-Петербург), составленной в соответствии с принятыми стандартами анализа сигнала, и представлялись в виде таблиц спектральной мощности ЭЭГ и частоты максимального пика в заданных диапазонах. Границы диапазонов устанавливались индивидуально в зависимости от частоты максимального пика

Результаты корреляционного анализа взаимосвязи между показателями психоэмоционального напряжения и а-активности ЭЭГ

Тревожность Коэффициент Вольнеффера Электро-миограмма Частота сердечных сокращений Частота дыхания

Частота максимального а-пика в покое с закрытыми глазами, Гц -0.36 0.03 -0.54 0.01 -0.21 0.06 -0.47 0.02

Мощность в индивидуальном а1-диапазоне в покое с закрытыми глазами, цР2 -0.54 0.01

Мощность в индивидуальном а2-диапазоне в покое с закрытыми глазами, цР2 -0.48 0.01

Ширина а-диапазона, Гц -0.58 0.00 -0.42 0.02

Глубина активации в а^диапазоне, 1§% 0.62 0.01 0.59 0.01 0.71 0.01

Глубина активации в а2-диапазоне, 1§% 0.30 0.04

Примечание. Верхнее число в ячейках — коэффициент корреляции Пирсона, нижнее — уровень статистической значимости.

а-волн и снижения мощности волн в ответ на открывание глаз слева и справа от а-пика. Нижняя граница О-диапазона равнялась 3 Гц, а верхняя соответствовала точке на оси частот ТЕ [10], в которой спектральная кривая, полученная при закрытых глазах, пересекала спектральную кривую при открытых глаз

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком