ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2012, том 62, № 2, с. 157-164
ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (ПСИХИЧЕСКОЙ) ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
УДК 612.821+612.822.3
АНАЛИЗ ВЫЗВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ МОЗГА НА ВЕРБАЛЬНЫЕ СТИМУЛЫ В НОРМЕ И ПРИ ШИЗОФРЕНИИ
© 2012 г. И. В. Марьина1, В. Б. Стрелец1, Ж. В. ^рах1, В. Ю. Новотоцкий-Власов1, Ю. С. Зайцева2
1 Учреждение Российской академии наук Институт высшей нервной деятельности
и нейрофизиологии РАН, Москва,
2 Федеральное государственное учреждение Московский научно-исследовательский
институт психиатрии Минздравсоцразвития РФ, e-mail: humanstudy@yandex.ru Поступила в редакцию 04.04.2011 г.
Принята в печать 10.10.2011 г.
У 30 здоровых испытуемых и 32 больных шизофренией с первым эпизодом болезни регистрировали ЭЭГ от 19 каналов во время предъявления в случайном порядке слов и псевдослов. Испытуемые должны были в первой серии эксперимента читать предъявляемые на экране вербальные стимулы, во второй серии — нажимать на кнопку при появлении слов, а в третьей — нажимать на кнопку при появлении псевдослов. Исследовались компоненты N170, P300 и N400. Результаты исследования показали, что в группе здоровых наблюдается более высокая амплитуда волны N170 на слова, чем на псевдослова, в ситуации релевантности слов, что соответствует "потенциалу узнавания". У больных отмечена более высокая амплитуда волны N170 на псевдослова, когда эти слова являются релевантными. В группе больных обнаружено снижение амплитуды поздних волн вызванного потенциала (Р300и N400) по сравнению с нормой, а также нарушение "эффекта релевантности", когда целевыми стимулами являются псевдослова. Однако "эффект неконгруэнтности", проявляющийся в увеличении волны N400 на нецелевой стимул, у больных остается сохранным.
Ключевые слова: вызванный потенциал, релевантность, конгруэнтность, слова, псевдослова, шизофрения.
Analysis of Event-Related Potentials to Verbal Stimuli in Healthy Subjects and Schizophrenia Patients
I. V. Maryina, V. B. Strelets, Zh. V. Garakh, V. Y. Novototsky-Vlasov, Yu. S. Zaytseva
Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology, Russian Academy of Sciences, Moscow Research Institute of Psychiatry, Moscow, e-mail: humanstudy@yandex.ru
In 30 healthy subjects and 32 patients after the first episode of schizophrenia 19 channel-EEG was recorded during visual presentation of a random sequence of words and pseudo-words. In the first series of the experiments, subjects had to read the presented verbal stimuli, in the second series they had to press a button when seeing a word, and in the third series they were instructed to press the button when seeing a pseudo-word. We studied components N170, P300 and N400. In the group of healthy subjects, the amplitude of N170 increased to words in the situation of their relevance, which corresponds to the "recognition potential", whereas in the group of patients, the amplitude of N170 increased to pseudo-words when they were relevant. So it was a paradoxical response. The amplitude of the ERP later waves (P300 and N400) in the group of schizophrenic patients was smaller and the relevance effect was impaired when the target stimuli were pseudo-words. However, the incongruity effect consisting in an increase in N400 amplitude to a non-target stimulus remained intact in patients.
Keywords: event-related potential, relevance, congruity effect, words, pseudo-words, schizophrenia.
Шизофрения является психическим заболеванием, для которого характерны расстройства ряда когнитивных процессов, таких как восприятие, внимание, мышление и др. [10, 18, 21]. При этом характерным для шизофрении является дефицит переработки лингвистической информации [22]. Возможно, причудливые ассоциации [7], дезорганизованное мышление и речь [15] у таких больных наступают в результате патологической активации семантических нейросетей [26].
Многие аномалии когнитивной деятельности, известные при шизофрении, наблюдаются уже на ранних этапах заболевания [8, 27], таким образом, в период манифестации можно выявить нарушения, характерные для шизофрении. На сегодняшний момент недостаточно изучен процесс обработки вербальной информации при этом заболевании, в связи с чем целью настоящей работы являлось изучение влияния лексического задания на обработку вербальной информации у здоровых испытуемых и у больных шизофренией с первым эпизодом болезни. Основное внимание в работе уделялось компоненту N170, связанному с автоматическим опознанием и селективной обработкой стимулов, компоненту Р300, отражающему процессы произвольного внимания, оценку значимости информации и смысловой категоризации [9, 23], а также компоненту N400, который отражает процессы рассогласования информации с контекстом [16, 17].
МЕТОДИКА
В эксперименте приняли участие 30 здоровых испытуемых (15 мужчин и 15 женщин) в возрасте от 20 до 47 лет (средний возраст 26.2 ± ±6.5 года) и 32 больных шизофренией (16 мужчин и 16 женщин), в возрасте от 19 до 47 лет (средний возраст 27.5 ± 8.2). Диагноз на основе клинического анализа ставился психиатрами отделения первого эпизода болезни Московского НИИ психиатрии Росздрава. В исследованную группу больных вошли 16 человек с диагнозом "шизофрения" ^20 по МКБ-10), 8 человек — с диагнозом "шизоти-пическое расстройство" ^21 по МКБ-10), 5 человек — с диагнозом "шизоаффективное расстройство" ^25 по МКБ-10), 3 человека — с диагнозом "недифференцированная шизофрения" ^20.3 по МКБ-10). Все больные были после первого эпизода болезни, т. е. от начала манифестации заболевания прошло
не больше двух лет. В картине болезни преобладала позитивная симптоматика.
Критерием отбора испытуемых служили отсутствие черепно-мозговых травм и других патологий, ведущая правая рука и родной русский язык. Все испытуемые были предварительно ознакомлены с процедурой исследования и дали письменное согласие на участие в эксперименте.
Испытуемым в случайном порядке предъявлялись слова или псевдослова в центре черного экрана 19-дюймового монитора, находящегося на расстоянии 1 м от испытуемого. Время предъявления каждого стимула составляло 100 мс. Межстимульный интервал варьировал от 1500 до 4000 мс. Между стимулами в центре экрана предъявлялась точка фиксации.
Эксперимент состоял из трех серий с короткими перерывами на отдых. Всего в каждой серии предъявлялось 160 стимулов: 80 слов русского языка и 80 псевдослов, один стимул состоял из 5—6 букв. Размер одной буквы был равен 1.8 см по вертикали и 1.2 см по горизонтали, что с учетом расстояния до экрана равнялось 1 угл. град. по вертикали и 0.7 угл. град. по горизонтали. В словах было по 5 или 6 букв, расстояние между буквами 0.2 см, таким образом, размер слова по горизонтали был 4.3 угл. град. или 5.1 угл. град. соответственно. В каждой серии эксперимента стимулы предъявлялись однократно.
В первой серии эксперимента испытуемые должны были просто читать предъявляемые на экране стимулы, во второй серии необходимо было нажимать указательным пальцем правой руки на кнопку мыши, если на экране предъявлялись слова. В третьей серии эксперимента испытуемые должны были нажимать указательным пальцем правой руки на кнопку, если на экране предъявлялись псевдослова. Первая серия эксперимента всегда шла вначале, а вторая и третья серии чередовались в случайном порядке. Перед началом эксперимента испытуемому давалось тренировочное более короткое задание.
ЭЭГ записывали на усилителе МБН от 19 хлорсеребряных электродов (¥р1, Гр2, 13, /4, С3, С4, Р3, Р4, 01, 02, /7, /8, Т3, Т4, Т5, Т6, /г, Ст, Рт) расположенных согласно системе 10—20. Запись производилась с частотой опроса 200 Гц, фильтрами 0.3—70 Гц. Сопротивление было меньше 10 кОм. ЭЭГ в отведениях каждого полушария регистрировали относительно мочки соответствующего уха, за-
тем в режиме off-line данные пересчитывались относительно объединенных ушей. Из исходных записей ЭЭГ вручную удаляли реализации с амплитудой более 100 мкВ. Далее ЭЭГ очищалась от артефактов с помощью методики, основанной на использовании метода главных компонент [5]. Усреднялись интервалы ЭЭГ, начинающиеся за 300 мс до подачи стимула и заканчивающиеся через 500 мс после нее.
Проводили сравнение потенциалов, полученных отдельно на слова и псевдослова в различных условиях: 1) нажатие кнопки на слова; 2) нажатие кнопки на псевдослова.
Для каждого испытуемого была определена средняя амплитуда вызванных потенциалов (ВП) в каждом из отведений в следующих временных интервалах: от 155 до 215 мс (компонент N170), от 235 до 310 мс и 310-385 (два пика компонента Р300), от 385 до 500 мс (компонент N400). Интервалы выбирались на основе визуального анализа по пересечениям линии усредненного по группе ВП с изолинией. Амплитуда потенциала в каждом временном интервале считалась как среднее значение амплитуд потенциалов в данном временном интервале. Число усредненных реализаций для каждого типа стимулов составило от 40 до 75.
Различия в амплитудах ВП определялись по среднему значению амплитуды в указанных выше интервалах с помощью парного критерия Вилкоксона для внутригрупповых сравнений и критерия Манна—Уитни для межгрупповых сравнений.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
Анализ амплитуды компонентов ВП в группе здоровых и больных испытуемых при пассивном восприятии вербальных стимулов (первая серия эксперимента)
Негативная волна N170 развивалась в интервале 150—215 мс и была более выражена в затылочных и нижневисочных областях левого полушария. В этом же временном интервале в центрально-теменной области билатерально развивалась позитивность, соответствующая волне Р200. Амплитуда волны Р200 была выше у здоровых испытуемых, в лобной области правого полушария и в центральной области (F4, p < 0.004; F8, p < 0.008; Cz, p < 0.008) как на слова, так и на псевдослова в центральной и лобной областях, преимуще-
ственно справа (Ж4, р < 0.02; Ж8, р < 0.05; Жг, р < 0.02; Сг, р < 0.02).
Позитивная волна Р300 в норме имела два пика. Первый пик позитивности отмечался в интервале 235—310 мс и был более выражен в теменных областях. У больных первый пик волны Р300 отсутствовал. Амплитуда вызванной акти
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.