УДК 612.819.33,616.895.82
ОСОБЕННОСТИ САККАДИЧЕСКИХ РЕАКЦИЙ НА ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНЫЕ ЗРИТЕЛЬНЫЕ СТИМУЛЫ В НОРМЕ И ПРИ ШИЗОФРЕНИИ
© 2015 г. В. В. Шульговский1, М. В. Славуцкая12, И. С. Лебедева2, С. А. Карелин12, В. В. Моисеева1, 3, А. П. Кулаичев1, В. Г. Каледа2
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова 2ФГБНУ "Научный центр психического здоровья", Москва 3Центр нейроэкономики и когнитивных исследований, Национальный исследовательский университет "Высшая школа экономики", Москва
E-mail: mvslav@yandex.ru Поступила в редакцию 27.01.2015 г.
У 18 здоровых испытуемых и 15 больных шизофренией изучали специфику когнитивных функций внимания и принятия решения с помощью экспериментальной схемы последовательного включения пары коротких зрительных стимулов (двойной шаг). У больных шизофренией показано увеличение числа ошибок и изменение "паттерна" саккадического ответа: увеличение числа ответов в виде двух саккад на каждый стимул и уменьшение числа ответов в виде только одиной саккады на второй стимул. У больных шизофренией величина латентного периода (ЛП) первой саккады из двух была меньше, а величина ЛП одиночной саккады на второй стимул была больше по сравнению со здоровыми испытуемыми. Установлены противоположные латеральные различия в величине ЛП саккады у здоровых испытуемых и больных шизофренией. Результаты исследования свидетельствуют о нарушении когнитивного контроля глазодвигательного поведения и ослаблении прогностических процессов при программировании саккады у больных шизофренией.
Ключевые слова: внимание, программирование саккады, латентный период, принятие решения, двойной шаг, шизофрения.
Б01: 10.7868/80131164615040141
Саккадические движения глаз служат естественной моделью для изучения влияния когнитивных функций на различные поведенческие акты. Нарушения саккадических движений глаз являются одним из маркеров ряда психических заболеваний, сопровождающихся когнитивными изменениями, и в том числе шизофрении [1—3].
Многочисленные данные свидетельствуют о тесной взаимосвязи движения глаз и когнитивных функций внимания и принятия решения, и об анатомическом и функциональном перекрытии структур, контролирующих эти процессы, на всех уровнях головного мозга [4—7]. В психофизиологии когнитивные функции внимания и принятия решения рассматриваются как отдельные стадии программирования саккады, протекающие в латентном периоде [8, 9].
Взаимосвязь процессов внимания и принятия решения показана во многих клинических исследованиях. У пациентов с поражением префрон-тальной коры головног мозга, помимо нарушения сдвига внимания, наблюдаются также затруд-
нения выбора ответной реакции и стратегии поведения, т.е. процесса принятия решения [10, 11]. Однако исследований, посвященных проблеме "принятия решения" у больных шизофренией, очень мало [12, 13].
Одной из методических возможностей для изучения принятия решения может служить экспериментальная парадигма "двойной шаг" [14, 15]. В этой схеме последовательно предъявляют два коротких зрительных стимула, на которые испытуемый должен совершить саккады. При этом возможно появление двух типов ответа — две последовательных саккады на каждый из стимулов или одна саккада на второй стимул.
Существует гипотеза, согласно которой ответ в виде одиночной саккады на второй стимул возникает в том случае, когда второй стимул предъявляют до завершения стадии принятия решения о саккаде на первый стимул, при этом происходит "перепрограммирование" первой саккады в пользу второго стимула [15]. Используя парадигму "двойной шаг", можно определить интервал
Кнопка —I I—
800-1000
ЦФС_I I_
150
ПЗС 1 _П_
600-700
ПЗС 2-|_Р-1 [77771
Саккады
Рис. 1. Схема предъявления зрительных стимулов "двойной шаг". Заштрихованный прямоугольник — "пригасание" второго стимула после повторного включения. ЦФС — центральной фиксационный стимул, ПЗС — периферический зрительный стимул.
времени в латентном периоде саккады, связанный с развертыванием стадий "принятия решения".
Цель настоящей работы заключалась в выявлении специфики саккадического ответа в экспериментальной схеме "двойной шаг" у здоровых людей и при шизофрении, для дальнейшего использования полученных данных при анализе локальных потенциалов ЭЭГ в латентном периоде саккады как маркеров стадии принятия решения.
МЕТОДИКА
Работа выполнена с участием 13 здоровых испытуемых (8 мужчин и 5 женщин в возрасте от 19 до 24 лет) и 15 больных шизофренией (мужчин в возрасте 19—26 лет) с нормальным или скорректированным зрением и правой ведущей рукой. Все испытуемые дали письменное информированное согласие на участие в исследовании, одобренное этическим комитетом биологического факультета МГУ им. М.В. Ломоносова и этическим комитетом ФГБУ "Научный Центр психического здоровья" РАМН. Исследование соответствовало кодексу этики Всемирной медицинской ассоциации (Хельсинкской декларации) для исследования человека.
Выборка пациентов включала больных юношеской приступообразной шизофренией ^20, МКБ-10) с длительностью заболевания с момента появления инициальных симптомов не более 5 лет. Все больные, получавшие индивидуально подобранную медикаментозную терапию, находились в клинически стабильном состоянии, обследовались на этапе становления ремиссии и в ремиссии.
Горизонтальные движения глаз регистрировали биполярно с помощью электроокулограммы (ЭОГ). Чашечковые неполяризующиеся электроды диаметром 10 мм располагали у наружного края глазниц. Электроэнцефалограмму (ЭЭГ) регистрировали монополярно над 24 областями коры по схеме 10-20, с объединенным ушным электродом в качестве референтного. Частота оцифровки сигналов равнялась 512 Гц; фильтр верхних частот 80 Гц, постоянная времени для регистрации ЭЭГ — 1 с, а для регистрации ЭОГ — 0.5 с.
Во время эксперимента испытуемые находились в темной камере, сидя в кресле с подголовником. Зрительные стимулы в виде кружков белого цвета (диаметр 0.2 угл. град) предъявляли на черном экране монитора, расположенного на расстоянии 60 см от глаз испытуемого. Использовали пять зрительных стимулов — фиксационный в центре экрана (центральный фиксационный стимул — ЦФС) и четыре периферических целевых стимула (периферический зрительный стимул — ПЗС) на расстоянии 3 и 7 угл. град слева и справа от центрального стимула по горизонтальной линии.
Для усиления внимания к эксперименту использовали методику самоинициации: испытуемые произвольно нажимали клавишу компьютерной мыши правой рукой, что запускало реализацию стимулов (рис. 1). Фиксационный стимул длительностью 800—1000 мс включался в центре монитора через 100 мс после нажатия кнопки. Одновременно с его выключением включали первый периферический стимул (ПЗС 1), длительностью 150 мс. В 90% случаев первый стимул включали на расстоянии 7° слева или справа от фиксационного стимула.
Второй периферический стимул (ПЗС 2) длительностью 80—120 мс предъявляли одновременно с выключением первого стимула в противоположном полуполе на расстоянии 3° от ЦФС (pulse-overshoot scheme). Через 600—700 мс после выключения второго стимула его предъявляли вновь на 500—700 мс, после чего его яркость уменьшалась в 2 раза ("пригасание"). Длительность "пригасания" составляла 600 мс.
Испытуемым давалась инструкция: "Произвольно нажать правой рукой на клавишу мыши и фиксировать взгляд на центральном стимуле. При предъявлении последовательных периферических стимулов как можно быстрее переместить на них взгляд (совершить саккады). После "пригасания" второго стимула Вы должны как можно быстрее отпустить кнопку и вернуть взгляд в центр экрана". Если испытуемый не отпускал кнопку в течение периода "пригасания" или отпускал ее до начала "пригасания", то эти записи для обработки не использовали.
В 10% случаев для уменьшения монотонии в ходе эксперимента первый стимул включали на расстоянии 3° слева или справа от ЦФС, а второй стимул — на расстоянии 7° в противоположном полуполе. Подобные реализации стимулов анализу не подвергали.
Каждому здоровому испытуемому предъявляли от 350 до 500, а больным — от 300 до 400 зрительных стимулов в течение одного обследования. Стимулы предъявляли блоками по 50 стимулов в каждом. Оценивались поведенческие характеристики ответа ("паттерн" ответа и число ошибок) и величина латентного периода (ЛП) саккад на зрительные стимулы.
Для управления экспериментом, сбора, хранения и анализа данных использовали интегрированную систему CONANm = 1.5. Поиск саккад и вычисление их ЛП осуществляли автоматически с помощью оригинальной компьютерной программы SACCADE SEARCH. Анализу подвергали только те саккады, величина ЛП которых варьировала от 85 до 400 мс для первой саккады из двух или одиночной саккады на второй стимул, и от 85 мс до 500 мс для второй саккады из двух.
Статистический анализ данных выполнен с помощью пакета STADIA 8.1. Для оценки взаимосвязи между показателями использовали двух-факторный дисперсионный анализ (ANOVA, тип саккады х число испытуемых). Исследуемыми факторами были: "паттерн" (две саккады на оба стимула или одиночная саккада на второй стимул), латеральность (саккада влево или вправо) и группа (здоровые испытуемые или больные шизофренией). Достоверность различий средних значений вычисляли с помощью непараметрического двухвыборочного критерия Вилкоксона ( W). Достоверности различий в частоте встречаемости события оценивали с помощью критерия согласия частот (Z).
Для оценки возможности гендерных влияний на величину ЛП в группе здоровых испытуемых проводили анализ средней величины ЛП саккады на первый зрительный стимул между группой женщин и группой мужчин. Статистических различий обнаружено не было (198.1 ± 3.1 и 196.7 ± ± 3.1 мс, соответственно, p > 0.05), что предполагает правомерность сопоставления данных группы больных с группой нормы.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ полученных данных выявил большие различия в количестве ошибок и в "паттерне" саккадических ответов (две саккады на каждый из стимулов или одна саккада на второй стимул) между здоровыми испытуемыми и больными шизофренией.
N С.У.
100
З.Ш.
А С.Х.
И.А. ИВ.
1 2
3 4
50
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.