ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2015, том 65, № 1, с. 72-81
ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (ПСИХИЧЕСКОЙ) ^^^^ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
УДК 612.821+612.822.3
ОСОБЕННОСТИ СИНХРОНИЗАЦИИ РИТМОВ ЭЭГ В ФОНЕ И ПРИ СЧЕТНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ У ДЕТЕЙ С РАССТРОЙСТВАМИ АУТИСТИЧЕСКОГО СПЕКТРА
© 2015 г. Е. А. Лущекина1, О. Ю. Хаердинова2, В. Ю. Новотоцкий-Власов1,
В. С. Лущекин2, В. Б. Стрелец1
1Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва, 2Отдел возрастной психофизиологии Центра психолого-педагогической реабилитации
и коррекции "Строгино", Москва, e-mail: elena.luschekina@yandex.ru Поступила в редакцию 18.06.2013 г.
Принята в печать 20.10.2014 г.
У мальчиков 5—7 лет с расстройствами аутистического спектра в состоянии спокойного бодрствования на ЭЭГ наблюдаются более низкие значения когерентности в диапазонах дельта, те-та и альфа и более высокие значения в диапазонах бета и гамма по сравнению со здоровыми испытуемыми. При выполнении когнитивного задания (счетная деятельность) у здоровых детей отмечается наиболее значимое увеличение значений когерентности в сторону увеличения в диапазонах бета и гамма, а у детей с расстройствами аутистического спектра изменения в данных диапазонах незначительны. При выполнении когнитивного задания детьми с расстройствами аутистического спектра значимое изменение значений когерентности имеет место на частоте дельта, и разнонаправленные изменения наблюдаются на частоте тета.
Ключевые слова: когнитивные тесты, расстройства аутистического спектра, когерентность, ЭЭГ, шизофрения.
EEG Synchronisation in Autistic Children. Analysis of Coherency
E. A. Luschekina1, O. Yu. Haerdinova2, V. Yu. Novototsky-Vlasov1, V. S. Luschekin2, V. B. Strelets1
1Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology, Russian Academy of Sciences, Moscow, 2State Center for Psychological, Medical and Social Aid "Strogino", Moscow e-mail: elena.luschekinsa@yandex.ru
EEG study of 5—7 years boys with autism revealed lower values of coherence in background delta, theta and alpha bands and higher values of coherence in background beta 1, beta 2 and gamma bands. Healthy boys showed higher values of beta and gamma coherence during cognitive task. Autistic persons demonstrated higher values of theta coherence during cognitive task.
Keywords: cognitive tasks, autistic disorders in childhood, EEG, соherence, schizophrenia. DOI: 10.7868/S0044467715010074
Настоящая работа — часть серии исследований, направленных на поиск комплекса характеристик ЭЭГ, по которым можно было бы прогнозировать переход от детского аутизма к шизофрении. В предыдущих исследованиях спектральной мощности ритмов ЭЭГ у детей с расстройствами аутистического
спектра (РАС) обнаружена пониженная мощность альфа-ритма относительно здоровых детей, что рассматривается как предиктор перехода аутизма в шизофрению как с позитивными, так и с негативными симптомами. В пользу схожести аутизма и шизофрении с негативными симптомами может свидетель-
ствовать общая тенденция к снижению спектральной мощности ЭЭГ в гамма-диапазоне, обнаруженная у больных РДА и у больных шизофренией с негативными симптомами, при когнитивной нагрузке [Лущекина и др., 2011; Магомедов и др., 2010; Стрелец и др., 2005]. Выявленное нами снижение реактивности тета-ритма в ответ на когнитивную нагрузку по сравнению с нормой, описано также и для быстрых ритмов как при раннем детском аутизме [Лущекина и др., 2011], так и при шизофрении с негативными симптомами [Магомедов и др., 2010; Стрелец и др., 2005; Стрелец и др., 2007; Топот ег а1., 1998].
Не менее важная информация о соотношении между механизмами, обеспечивающими когнитивные функции при РАС и шизофрении, может быть получена путем исследования когерентности ритмов ЭЭГ при этих заболеваниях. Описана роль топологии связей в обеспечении пространственно-временной организации биопотенциалов и становления системной деятельности мозга [Панасевич, Цицерошин, 2011]. Известна высокая значимость синхронизации ритмов для успешного выполнения когнитивных заданий 2000]. Показано, что у подростков, страдающих расстройствами шизофренического спектра, существенно снижен по сравнению с нормой индекс "структурной синхронности" альфа-ритма, т.е. количество квазистационарных сегментов альфа-активности в каждой точке регистрации фоновой ЭЭГ, суммированной по всем отведениям [Борисов и др., 2005]. У взрослых больных шизофренией как с позитивной, так и с негативной симптоматикой в фоновой ЭЭГ обнаружены более низкие по сравнению со здоровыми испытуемыми как внутри- так и межполушарные значения фазовой синхронизации во всех частотных диапазонах; при этом отмечается, что у пациентов с позитивной симптоматикой отсутствуют значимые межполушарные взаимодействия практически на всех ритмах, а у пациентов с негативной симптоматикой их несколько больше, чем при позитивной симптоматике, но значительно меньше, чем в норме [Стрелец и др., 2005]. При выполнении когнитивных тестов у взрослых здоровых испытуемых увеличивается число значимых когерентных связей на частоте гамма, как внутри- так и межполу-шарных. А у больных шизофренией с положительной симптоматикой в покое имеется лишь несколько продольных внутриполу-
шарных связей. При выполнении задания число когерентных связей уменьшается по сравнению с фоном при положительной симптоматике и не изменяется при отрицательной симптоматике [Магомедов и др., 2010].
Цель настоящей работы состояла в сравнительном исследовании перестроек синхронизации ритмов ЭЭГ при когнитивной нагрузке у здоровых детей и у детей, страдающих РАС, и, параллельно, в сравнительном исследовании состояния когнитивных функций у больных и здоровых детей.
МЕТОДИКА
В исследовании принимали участие две группы мальчиков-правшей в возрасте от 4 лет 5 мес. до 7 лет 9 мес.: группа контроля (24 здоровых ребенка, средний возраст 6.05 ± ± 0.86) и группа детей с расстройствами аути-стического спектра, соответствующими разделу F. 84 Международной классификации болезней (27 человек, средний возраст 5.79 ± ± 1.42). Испытуемые находились на этапе предварительного обследования в Центре психолого-педагогической реабилитации и коррекции "Строгино" и еще не получали медикаментозного лечения. Родители всех детей дали письменное согласие на участие их детей в обследовании.
ЭЭГ-регистрацию проводили от 16 электродов по стандартной схеме 10—20% и объединенных ушных электродов с помощью электрофизиологического компьютерного комплекса CONAN 4.5, состоящего из 16-ка-нального усилителя и персонального компьютера. Регистрировали ЭЭГ в диапазоне 0.3—70 Гц с частотой опроса 256 Гц, постоянной времени 0.3 с и эпохой анализа, равной 60 с. Исследовали когерентность диапазонов дельта (1.5—3.5 Гц), тета (4—7 Гц), альфа (7.5— 12.5 Гц), бета1 (13.5-19.5 Гц), бета2 (20-29.5 Гц) и гамма1 (30-40 Гц). ЭЭГ регистрировали в двух условиях - у детей в состоянии покоя с закрытыми глазами и при умственной нагрузке. Когнитивная нагрузка — "счет" молча с закрытыми глазами - состояла в сложении или вычитании чисел в пределах 30. В ходе проведения эксперимента мы убеждались, что дети действительно выполняли предъявленное задание. После стандартных процедур первичной обработки, включающей полосовую фильтрацию для удаления сетевых помех и вырезания артефактов, данные подверга-
лись вторичной обработке с помощью программ, разработанных одним из авторов работы [Новотоцкий-Власов и др., 2007]. Вторичная обработка ЭЭГ включала последовательно фильтрацию и факторный анализ по методу "главных компонент", позволяющий в ходе последующих преобразований визуально выбрать сигналы, относящиеся к артефактам. Выбранные артефактные сигналы вычитали далее из исходной нефильтрованной ЭЭГ с использованием коэффициентов линейной регрессии. Спектральные характеристики вычисляли с использованием быстрого преобразования Фурье; статистическому анализу подвергали средние значения амплитуд в частотных диапазонах.
Для определения значимых величин когерентности использовалось нормализующее преобразование. В зависимости от размера группы определяли порог достоверности (3а, р < 0.001) значений когерентности по Z-кри-терию. Для группы больных порог значений когерентности составил 0.482, а для группы здоровых испытуемых — 0.260. В статье обсуждаются только те изменения когерентности, которые превышают пороги достоверности. Статистическую обработку показателей когерентности проводилась с помощью метода парных сравнений по Т-критерию Стьюдента или с помощью дисперсионного анализа. Показатели когерентности имели распределения, близкие к нормальным, что позволило исследовать их средствами параметрической статистики. Для сравнений параметров ЭЭГ в группах испытуемых использовали однофак-торный дисперсионный анализ ANOVA [Ку-лаичев, 2006]. Наличие достоверных различий между параметрами спектральных характеристик принимали при уровне значимости p < < 0.01. Уровни значимости при p < 0.05 рассматривали как тенденцию к достоверному различию. Достоверность различий при внутригруп-повых сравнениях (между парами электродов) определяли с помощью парного Т-теста Стью-дента. Выбранный критерий значимости применяли без поправок на множественность сравнений.
Психодиагностическое исследование проводили по методике PEP (Psychoeducational Profile) [Schopler, Lansing, 2004] по трехбалльной системе (1 балл — невозможность выполнения задания, 2 балла — выполнение задания с помощью экспериментатора, 3 балла — самостоятельное выполнение задания). Баллы по каждому из обследованных параметров
суммировали и высчитывали их отношение к возрастному эквиваленту (т.е. к баллам, полученным при выполнении заданий здоровыми детьми того же возраста, которые в данной методике принимали за единицу). Данные, полученные для детей обследованной возрастной группы, суммировали. Исследовали следующие функции: имитацию простых действий, зрительное и звуковое восприятие, мелкую и общую моторику, зрительно-моторную координацию, вербальный и невербальный интеллект.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
На фоновой ЭЭГ у детей с расстройствами аутистического спектра н
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.