ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2015, том 65, № 4, с. 400-409
ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (ПСИХИЧЕСКОЙ) ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
УДК 612.821+612.822.3
ЛАТЕНТНОСТЬ СЕНСОРНЫХ И КОГНИТИВНЫХ СОСТАВЛЯЮЩИХ ВЫЗВАННОГО ПОТЕНЦИАЛА ПРИ ВОСПРИЯТИИ ВЕРБАЛЬНЫХ СТИМУЛОВ В НОРМЕ И ПРИ ШИЗОФРЕНИИ
© 2015 г. В. Б. Стрелец, А. Ю. Архипов, Ж. В. Гарах
Федеральное государственное учреждение науки Институт высшей нервной деятельности
и нейрофизиологии РАН, Москва e-mail: strelets@aha.ru Поступила в редакцию 27.10.2014 г.
Принята в печать 04.03.2015 г.
В работе проведено исследование ранних и более поздних этапов мозговых информационных процессов при пассивном чтении конкретных слов у здоровых испытуемых и больных шизофренией с использованием метода вызванных потенциалов мозга. Сравнительный анализ компонентов Р100, N170, Р200 и Р300 в имплицитной ситуации показал, что у больных шизофренией латентность ранних компонентов Р100 и N170 меньше, тогда как латентность более поздних Р200 и Р300 — больше, чем у здоровых испытуемых. Можно предположить, что при шизофрении имеет место дефицит автоматизированной сенсорной обработки стимула, проявляющийся в более короткой латентности сенсорных компонентов вызванного потенциала, в результате чего, сенсорный анализ стимула не полный и не точный. Выявленные в работе отрицательные корреляции латентности компонентов Р100 и Р200 ("потенциал узнавания") у здоровых испытуемых подтверждают гипотезу о том, что более длительная сенсорная обработка вербального стимула приводит к укорочению времени его опознания. У больных шизофренией соотношение длительности сенсорных и когнитивных составляющих вызванного потенциала мозга нарушены. У них имеют место положительные корреляции между параметрами ранних и поздних компонентов вызванных потенциалов, возможно, из-за наличия в структуре ранних компонентов вызванных потенциалов несенсорных включений.
Ключевые слова: вызванные потенциалы, Р100, N170, P200, Р300, шизофрения, конкретные слова, ла-тентность.
Latencies of Sensory and Cognitive Components of Event Related Potentials during Perception of Verbal Stimuli in the Norm and Schizophrenic Patients
V. B. Strelets, A. Yu. Arhipov, Zh. V. Garakh
Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology of RAS, Moscow e-mail: strelets@aha.ru
The aim of this work is the study of early and later indices of brain informational processing during the passive reading of concrete words in healthy subjects and schizophrenic patients using the ERP method. Comparative analysis of components P100, N170, P200 and P300 in implicit situation showed that in schizophrenic patients the latency of early components P100 and N170 is shorter while the latency of later components P200 and P300 — is longer than in healthy subjects. It could be supposed that the patients have deficit of the early automatic sensory processing of the stimuli revealing through the shortening of their recognition time and this results in the decrease of completeness and preciseness of sensory analysis. In the study there were also revealed negative correlations between the latencies of P100 and P200 components (P200 being a "recognition potential") in healthy subjects confirming the hypothesis that longer sensory processing of verbal stimuli leads to the shortness of the time for its recognition. For schizophrenic patients the relation between the duration of sensory and cognitive ERP components is disturbed. They have positive correlations between the latencies of early and late components possibly on account of the nonspecific contribution both in early and late components while in normal subjects the early components are more specific than the late ones.
Keywords: event-related potential, Р100, N170, P200, P300, schizophrenia, concrete words, latency. DOI: 10.7868/S0044467715030119
Несмотря на множество работ, посвященных роли ранних компонентов вызванных потенциалов (ВП) при изучении механизмов "чтения про себя" в норме, при шизофрении эти процессы исследованы мало. Кроу [Crow,
2007] считает, что лингвистические нарушения являются артефактом эволюционного процесса, связанного с развитием речи у человека.
В нарушениях лингвистических процессов определенную роль играют магноцеллюлярные (теменные) дисфункции и височные (парво-целлюлярные) нарушения [Butler, Javitt, 2005], а также взаимодействия между различными областями коры, как между фронтальными, передними, так и между передними и задними, близкими к проекционной зоне [Silverstein, Keane, 2010]. Большую роль в этих нарушениях играет обратная модуляция "N-methyl-D-as-parate-receptor" (NMDA), так как от этого рецептора зависит пластичность и способность к синхронизации периодической нейронной активности [Stephan et al., 2009; Uhlhaas et al.,
2008].
Во многих исследованиях с помощью метода ВП у больных шизофренией показана сниженная, по сравнению со здоровыми испытуемыми, амплитуда ранних компонентов, в том числе и при зрительном восприятии вербальной информации. Нарушения зрительного восприятия у больных шизофренией, проявляющиеся в снижении амплитуды Р100 вызванного потенциала на разные типы стимулов, некоторые авторы предлагают считать возможным кандидатом на роль биомаркера шизофрении [Tanaka et al., 2013; González-Hernández et al., 2014]. Сниженную по сравнению со здоровыми испытуемыми амплитуду компонента Р300 при шизофрении, в том числе и на зрительные стимулы, отмечают многие исследователи [Ford, 1999; Jeon, Polich, 2003 и др.]. Нашими исследованиями также показано, что при чтении как смысловой, так и бессмысленной вербальной информации, у больных шизофренией снижена по сравнению с контролем амплитуда компонента Р100 [Стрелец и др., 2012; Гарах и др., 2014], Р200и Р300 [Марьина и др. 2012].
Амплитудные характеристики компонентов ВП исследуются достаточно часто, хорошо описаны их нарушения у больных шизофренией. Однако до настоящего времени мало внимания уделяется анализу латентности компонентов ВП, которая характеризует скорость мозговых информационных процессов.
Известно, что при шизофрении отмечается более длительная латентность компонента Р300, чем в норме [Bramon et al., 2004]. В отношении латентности ранних сенсорных компонентов на зрительно предъявляемые стимулы получены противоречивые результаты. С одной стороны, в зрительной "oddball" парадигме было обнаружено удлинение латентности Р100 и N170 у больных шизофренией с первым эпизодом по сравнению со здоровыми испытуемыми [Missonnier et al., 2012]. В других исследованиях на этой же задаче не обнаружено различий латентности Р100, N170 и Р200 у здоровых испытуемых и больных шизофренией [Huang et al., 2011]. В некоторых исследованиях [Lee et al., 2007] показано, что латентность волны N170 при распознавании лицевой экспрессии у больных шизофренией короче, чем у здоровых испытуемых.
Временные параметры (латентность) процесса переработки лингвистической информации при шизофрении изучены крайне мало. Нами впервые была показана более короткая латентность ранних компонентов ВП Р100 и N170 на слова, но не псевдослова, у больных шизофренией с первым эпизодом по сравнению с нормой [Стрелец и др., 2012; Гарах и др., 2014].
На сегодняшний день остаются невыясненными нейрофизиологические механизмы связи времени сенсорного анализа зрительного стимула и скорости его дальнейшего осознанного опознания в норме и изменение этих процессов у больных шизофренией, хотя в литературе обсуждаются факты того, что сенсорный дефицит при шизофрении может оказывать влияние на высшие когнитивные функции [Calderone et al., 2013], в том числе чтение [Revheim et al., 2006].
Цель настоящего исследования — анализ общих черт и различий характера взаимосвязи латентности ранних (Р100, N170) компонентов ВП и более поздних (P200 и Р300) у больных шизофренией и здоровых испытуемых при распознавании слов в имплицитной ситуации.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ
Испытуемые. Исследование проводилось на базе ФГБУ "Московский НИИ психиатрии" Минздрава России (отделение 1-го эпизода болезни). В группу больных вошло 107 человек больных шизофренией и расстрой-
ствами шизофренического спектра (58 мужчин и 49 женщин), в возрасте от 17 до 54 лет (средний возраст — 27.5 ± 8.4) в подостром состоянии. Средний уровень образования 13.64 ± ± 1.5 лет. Диагноз ставился клиницистами отделения первого эпизода болезни по Международной классификации МКБ-10: категория Б20 (шизофрения) — 42 человек, Б21 (шизотипическое расстройство) — 32 человека и Б25 (шизоаффективное расстройство) — 33 человека. Общая сумма баллов выраженности психопатологической симптоматики по шкале РА№8 у пациентов составляла 74.6 ± ± 13.3. Все пациенты получали терапию атипичными антипсихотиками в течение 3-х — 20-ти дней.
В качестве контрольной группы исследовано 99 здоровых испытуемых (53 мужчины, 46 женщин) в возрасте от 17 до 57 лет (средний возраст — 27.3 ± 7.6 года).
Средний уровень образования 14.03 ± 1.7.
В исследование отбирались, как в группу контроля, так и в группу больных шизофренией, соматически здоровые правши со 100% или скорректированном до 100% зрением. Статистически значимых различий по полу, возрасту и уровню образования между исследованными группами не обнаружено (р > 0.1). Все испытуемые давали письменное согласие на участие в исследовании.
Стимулы и задания. Испытуемым предъявляли вербальные стимулы (слова и псевдослова) на экране 14-дюймового монитора на расстоянии 0.75 м от испытуемого, сидящего в кресле перед компьютером в затемненной комнате. Стимулы белого цвета предъявлялись на черном экране. Использовали два типа стимулов: 80 слов (например: "лампа", "яблоня", "халат") и 80 псевдослов (например: "омилен", "бидма", "лузем"). Каждый из стимулов состоял из 5—6 букв. Время предъявления — 100 мс. Межстимульный интервал варьировал от 1500 до 4000 мс. Слова и псевдослова предъявлялись в псевдослучайном порядке. Испытуемым предлагалось читать слова и псевдослова, предъявляемые на экране, не проговаривая их вслух. Перед экспериментальной проводилась тренировочная сессия до того момента, когда испытуемый гов
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.