ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2013, том 63, № 4, с. 451-459
ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (ПСИХИЧЕСКОЙ) ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
УДК 612.821+612.822.3
СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕТА- И ГАММА-РИТМОВ ЭЭГ В НОРМЕ И ПРИ РАННЕМ ДЕТСКОМ АУТИЗМЕ
© 2013 г. Е. А. Лущекина1, Е. Д. Подрезная2, В. С. Лущекин2, В. Ю. Новотоцкий-Власов1, В. Б. Стрелец1
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высшей нервной деятельности и
нейрофизиологии Российской академии наук, 2 Отдел возрастной психофизиологии, Государственное бюджетное учреждение Центр психолого-педагогической реабилитации и коррекции "Строгино", Москва, e-mail: elena.luschekina@yandex.ru Поступила в редакцию 27.06.2012 г. Принята в печать 11.02.2013 г.
В работе представлен сравнительный анализ спектральной мощности и средней когерентности тета- и гамма-ритма у мальчиков 5—7 лет (средний возраст 6 лет 1 мес.) в норме и при раннем детском аутизме в состоянии покоя и при когнитивной нагрузке (счет). Показано, что в отличие от больных у здоровых детей в фоне тета-ритм обнаруживает выраженный градиент лоб-затылок. При раннем детском аутизме спектральная мощность тета-ритма в фоне имеет более низкие, а гамма-ритма — более высокие значения, чем в норме. У здоровых детей когнитивная нагрузка приводит к уменьшению спектральной мощности и средней когерентности тета-рит-ма и к увеличению соответствующих показателей гамма-ритма. У больных ранним детским аутизмом при когнитивной нагрузке не отмечается выраженных изменений по сравнению с фоном ни в одном из ритмов. У здоровых детей при счете происходит сдвиг фокуса активности тета-ритма в правую затылочную область, чего не обнаружено при раннем детском аутизме.
Ключевые слова: когнитивные тесты, ранний детский аутизм, спектральная мощность ЭЭГ.
Comparative EEG-Study of Normal and Autistic Children
E. A. Luschekina, E. D. Podreznaya, V. S. Luschekin, V. Yu. Novototskiy-Vlasov, V. B. Strelets
Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology, Russian Academy of Sciences, Moscow State Psychological and Pedagogical Center for Rehabilitation and Correction "Strogino", Moscow,
e-mail: elena.luschekina@yandex.ru
The work represents the results of a comparative study of a spectral power as well as averaged coherence in theta and gamma-EEG band in a healthy and autistic boys (the mean age 6 years 1 month). Healthy boys showed a decreasing in theta spectral power as well as in averaged coherence, and increasing in gamma spectral power as well as in averaged coherence during cognitive task. Spectral power of gamma band shows more high scores in autistic boys than in normal ones. Cognitive task situation do not change spectral power of the fast oscillations in autistic children. Spectral power of theta—band shows more low scores in autistic boys than in normal ones. Cognitive task situation do not change spectral power and averaged coherence of theta oscillations in autistic children.
Keywords: cognitive tasks, autistic disorders in childhood, EEG spectral power. DOI: 10.7868/S0044467713040072
Предыдущие исследования [7, 8] были направлены на выяснение вопроса о том, насколько особенности ЭЭГ, характерные для взрослых, больных шизофренией, свой-
ственны детям, больным ранним детским аутизмом (РДА). Подобная постановка проблемы стала возможной с тех пор, как в клинике РДА была показана возможность появ-
451
3*
ления позитивных симптомов и перехода РДА в процессуальное расстройство шизофренического ряда [1]. Многим детям, больным РДА, по достижении 7—8-летнего возраста ставят диагноз "шизофрения". Нас интересует, возможно ли на основании данных ЭЭГ получить раннюю информацию о вероятности подобного изменения диагноза. Мнения, высказываемые по данному вопросу в литературе, противоречивы, в то же время решение его весьма важно для своевременного проведения коррекционных и реабилитационных мероприятий. Определение возможных критериев перехода РДА в шизофрению с опорой на данные ЭЭГ имеют большую научную и социальную значимость. Несмотря на специфику когнитивных нарушений при РДА, связанную с особенностями переработки информации [19] и межполу-шарного взаимодействия [25], можно предполагать известное сходство механизмов этих двух видов патологии [22]. Было показано [7, 8], что у здоровых детей при когнитивной нагрузке по сравнению с фоном спектральная мощность и когерентность быстрых ритмов увеличиваются. При раннем детском аутизме спектральная мощность альфа-ритма снижена, в то время как спектральная мощность гамма-ритма уже в фоне показывает более высокие значения, чем в норме. При когнитивной нагрузке у больных спектральная мощность быстрых ритмов в отличие от нормы изменяется в меньшей степени. Пониженная мощность альфа-ритма наблюдается у детей с аутизмом и у взрослых, больных шизофренией, как с позитивными, так и с негативными симптомами [13]. Сходные изменения описаны также для подростков, страдающих расстройствами шизофренического спектра [3]. Повышенный уровень спектральной мощности быстрых ритмов в фоне, обнаруженный нами у детей с ранним детским аутизмом, характерен также для шизофрении с позитивными симптомами, а выявленное нами у больных детей снижение реактивности быстрых ритмов в ответ на когнитивную нагрузку описано для шизофрении с негативными симптомами [13]. Разнонаправленная тенденция в изменениях альфа- и гамма—ритмов у больных по сравнению с нормой ставят перед нами вопрос, как у больных аутизмом изменяется тета-ритм, связанный с процессами запоминания, эмоционального возбуждения, проявляющий сложные и разнонаправленные изменения в
ходе нормального созревания и в ходе развития патологических процессов [2] по сравнению с быстрыми ритмами. Наличие на ЭЭГ тета-активности при определенных условиях может являться признаком патологии диэн-цефальных структур [2]. Есть мнение, что при тяжелых аутистических расстройствах тета-ритм, регистрируемый в центральных и центрально-теменных отделах, может быть маркером тяжести состояния [12]. Наконец, особый интерес вызывает вопрос о сопоставлении изменений в тета- и гамма-диапазонах, поскольку известно, что эти ритмы, взаимно модулируя друг друга, являются важной основой психической деятельности [17].
Настоящая работа — часть серии исследований, направленных на поиск комплекса ЭЭГ-характеристик, по которым можно было бы прогнозировать переход от детского аутизма к шизофрении. Задача исследования состояла в сравнительной оценке различий в спектральной мощности и средней когерентности тета- и гамма-колебаний ЭЭГ у детей, больных ранним детским аутизмом, по сравнению с нормативными значениями и в сопоставлении этих различий с описанными для взрослых, больных шизофренией.
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 диагнозом "ранний детский аутизм", соответствующий 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 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 [5]. Регистрировали ЭЭГ в диапазоне 0.3—70 Гц с частотой опроса 256 Гц, постоянной времени 0.3 с и эпохой анализа, равной 60 с. ЭЭГ регистрировали в двух условиях — в состоянии покоя с закрытыми глаза-
ми 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 подвергались вторичной обработке с помощью программ, разработанных одним из авторов настоящей статьи [11]. 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 вычитались далее из исходной нефильтрованной ЭЭГ с использованием коэффициентов линейной регрессии. Спектральные характеристики вычислялись с использованием быстрого преобразования Фурье; статистическому анализу подвергались средние значения амплитуд в частотных диапазонах.
Исследовали спектральную мощность и когерентность диапазонов тета (4—7.5 Гц) и гамма (45—65 Гц). Показатели когерентности в отдельных парах отведений усреднялись следующим образом: сначала вычисляли значения когерентности для всех пар отведений из заданного набора (16 каналов). В списке 16 отведений число пар равнялось NN — 1)/2 = = 120. При этом каждое отведение, очевидно, входило в N — 1 пару со всеми остальными из списка без повторения. После этого для каждого отведения вычислялось среднее значение когерентности по всем парам, в которые это отведение входит. Использование этого показателя позволило представить результаты в виде изопотенциальных полей, а не в виде парных связей.
Показатели спектральной мощности и средней когерентности имели распределения, близкие к нормальным, что позволило исследовать их средствами параметрической статистики.
Для сравнений параметров ЭЭГ в группах испытуемых использовался однофакторный дисперсионный анализ ANOVA [6]. Наличие достоверных различий между параметрами спектральных характеристик принималось при уровне значимостир < 0.05. Уровни значимости в пределах 0.05 <р < 0.08 рассматривались как тенденция к достоверному разли-
чию. Достоверность различий при внутриг-рупповых сравнениях (между парами электродов) определяли с помощью парного 1-
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.