ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2004, том 30, № 1, с. 50-55
УДК 612.821
ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНАЛЬНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ МОЗГА У ПРАВОРУКИХ И ЛЕВОРУКИХ ДЕТЕЙ 6-7 ЛЕТ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЗРИТЕЛЬНО-ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ЗАДАНИЙ РАЗНОГО
УРОВНЯ СЛОЖНОСТИ.
СООБЩЕНИЕ II. АНАЛИЗ ПАРАМЕТРОВ ЭЭГ ПРИ ЗРИТЕЛЬНО-ПРОСТРАНСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ВЫСОКОГО УРОВНЯ СЛОЖНОСТИ
© 2004 г. М. М. Безруких, А. В. Хрянин
Институт возрастной физиологии РАО, Москва Поступила в редакцию 04.04.2003 г.
Исследовались особенности функциональной организации мозга при зрительно-пространственной деятельности высокого уровня сложности у праворуких и леворуких детей 6-7 лет. Выявлены различия мозговой организации при решении зрительно-пространственных задач высокого уровня сложности у детей с разным профилем мануальной асимметрии. Показано, что предъявление сложных экспериментальных заданий у праворуких испытуемых приводит к формированию избирательных межцентральных связей, что свидетельствует об использовании экономичных и эффективных механизмов организации деятельности. У леворуких детей наблюдается генерализация функциональных объединений в коре, отражающая незрелый тип регуляции корковой активности.
Выяснение того, в какой мере мануальная асимметрия связана с функциональной специализацией полушарий при осуществлении различных видов деятельности, является важной и актуальной задачей возрастной физиологии, поскольку зачастую ставится знак равенства между "руко-стью" и межполушарной асимметрией.
В наших предыдущих исследованиях мы анализировали пространственную организацию ритмов ЭЭГ в процессе подготовки к решению зрительно-пространственных задач и при выполнении зрительно-пространственных задач невысокого уровня сложности [1].
Поскольку одним из факторов, существенно влияющих на функциональную организацию мозговой деятельности, является характер перцептивной задачи, естественно было бы ожидать, что при одном и том же виде деятельности сложность задачи может существенно сказываться на характере вовлечения в деятельность и степени взаимодействия корковых структур.
МЕТОДИКА
В экспериментальном исследовании принимали участие те же испытуемые (20 праворуких и 15 леворуких детей), что и при исследовании несложной зрительно-пространственной деятельности (ЗПД). Решение заданий разного уровня сложности осуществлялось детьми последова-
тельно. Задания предъявлялись в виде двух блоков (сначала низкого уровня сложности, затем высокого). Выполнение заданий обоих уровней сложности с одновременной регистрацией ЭЭГ проводилось в ходе единой экспериментальной процедуры. При обработке данных ЭЭГ анализировалась динамика спектральной плотности мощности (СПМ) и функции когерентности (КОГ) в сравнении с референтной ситуацией спокойного бодрствования. Для анализа выделялись 6-диапа-зон (4.0-6.4 Гц) и поддиапазоны а-ритма: а1 (6.68.4 Гц), а2 (8.6-11.4 Гц) и а3 (11.6-13.6 Гц).
Подробно методика исследования описана в Сообщении I [2].
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ среднегрупповых данных по динамике СПМ ритмов ЭЭГ, регистрируемой в ходе выполнения зрительно-пространственных заданий высокого уровня сложности, выявил особенности функциональной организации коры головного мозга в группе праворуких и леворуких детей 6-7 лет при реализации этой деятельности.
У праворуких испытуемых наиболее значимые изменения мощности электрической активности регистрируются в затылочных, височно-те-менно-затылочных и теменных отведениях ЭЭГ (рис. 1). Как мы уже отмечали ранее [2], это отра-
Рис. 1. Динамика спектральной плотности мощности ЭЭГ у праворуких и леворуких детей 6-7 лет при зрительно-пространственной деятельности высокого уровня сложности. й - праворукие, 5 - леворукие.
жает характерную для зрительной деятельности функциональную организацию коры [3-8].
Динамика СПМ 6-активности в симметричных теменных областях и левой затылочной области имеет невысокие отрицательные значения (01 -11.01%, Р3 - 9.39%, Р4 - 12.42% (р < 0.05)). В зонах Т3, и для 6-ритма отмечен рост показателей СПМ.
а-Ритм характеризуется уменьшением СПМ во всех областях коры за исключением лобных. Для ритма а1 уменьшение мощности больше выражено в левом полушарии (01 - 69.22%, 02 -54.6%, Р3 - 40.3%, Р4 - 38.82% (р < 0.02)). Уменьшение СПМ данного ритма в области ТР0 (50.19%) отмечено только слева.
Показатели динамики СПМ ритма а2 в затылочных и теменных областях отражают снижение мощности этого компонента, которая более выражена в затылочных отведениях. При этом снижение мощности а2-ритма справа и слева равнозначно (01 - 46.86%, 02 - 44.82%, Р3 - 21.6%, Р4 -24.35%). Симметрия изменений СПМ а2 отмечается также в зонах ТР0 (ТР01 - 45.50%, ТР02 -45.05% (р < 0.05)). Симметричное уменьшение СПМ в затылочных и теменных областях характерно также для а3-ритма.
В центральных областях коры у праворуких детей при ЗПД высокой сложности выявляется
уменьшение мощности только компонента а1, тогда как справа активны все три ритмические составляющие а-ритма (ах - 23.59%, а2 - 25.74%, а3 - 22.42%). Для височных отведений характерно смещение активности в поддиапазоне ах вправо (-21.64%). СПМ а2 симметрично снижается в обеих гемисферах (Т3 - 23.32%, Т4 - 22.36%).
а3-Ритм в зоне Т3 характеризуется ростом спектральной плотности мощности (20.21%), в то время как в Т4 изменения этого ритма достоверно не выявляются. В лобных зонах а-ритм проявляет себя слева, где отмечается рост мощности ритма а2 (14.89%).
В целом, для праворуких при ЗПД высокого уровня сложности характерна большая активация каудальных отделов коры левого полушария. Изменения мощности ритмов ЭЭГ в теменных отведениях одинаковы в обоих полушариях для всех ритмических составляющих, т.е. при реализации этого рода деятельности в одинаковой степени активированы и левая и правая теменные зоны. В центральных отведениях отмечается четкая правосторонняя асимметрия электрической активности. В симметричных фронтальных отделах коры значимые изменения в активности а-ритма не выявляются.
Сравнительный анализ динамики СПМ исследуемых ритмических компонентов ЭЭГ в ситуа-
ции зрительно-пространственной деятельности высокого уровня сложности у леворуких детей 67 лет, как и в группе праворуких, выявил невысокую активность 6-ритма. В левой гемисфере динамика этого компонента выражена только в области Р3 (33.72%). Справа достоверное снижение СПМ 6-ритма отмечается в теменной, височной и центральной областях, а во фронтальном отведении его СПМ несколько увеличивается (9.77%).
У леворуких в отличие от праворуких детей меньше выражена динамика медленно-волнового а-ритма. В затылочных областях СПМ а-ритма не изменяется, в теменных областях СПМ ритма ах достоверно уменьшается (Р3 - 22.44%, Р4 -26.47%). В зоне ТР02 также отмечено снижение мощности ритма ах (26.04%). Во фронтальных зонах коры мощность ритма ах симметрично возрастает - 13.76%, - 16.39%).
Изменение СПМ среднечастотного поддиапазона а-ритма, напротив, отмечается по всем отведениям, кроме Р4, что может свидетельствовать о значительной активированности коры больших полушарий при решении зрительно-пространственных задач.
Снижение СПМ а2-ритма в левой теменной области составляет 49.44% (р < 0.05). Еще более значительно уменьшение его мощности в левой центральной зоне (на 54.19%). Интересен факт увеличения спектра мощности в обоих височных отведениях (Т3 - +27.17% и Т4 - +22.22%). (Отметим, что при зрительной деятельности низкой сложности эти показатели составляли -17.86% и -17.85% соответственно.) Во фронтальных отведениях показатели мощности а2-ритма симметрично снижаются - 27.40%, - 21.25%). Выраженные изменения высокочастотного а-ритма имеют положительную направленность и наблюдаются в симметричных лобных и височных отведениях - 14.28%, - 21.59%; Т3 - 28.67%, Т4 -24.40%), а также в отведении ТР02 (11.53%).
Четкое проявление биполушарного усиления процессов активации в переднецентральных и височных отделах коры у леворуких детей при сложной деятельности, вероятно, связано с тем, что задания данного экспериментального блока представляют для леворуких большую трудность и требуют усиления контроля со стороны передних структур мозга, и вызывают значительную активацию височных областей. Увеличение мощности большинства компонентов а-ритма в лобных и височных областях не исключает также возможность активного включения механизмов актуализации следов памяти, мысленных представлений или зрительного воображения при сложной перцептивной задаче [9, 10].
Анализ пространственно-временной синхронизации в ситуации ЗПД высокой сложности выявил и особенности функционального взаимодей-
ствия корковых структур у праворуких и леворуких детей 6-7 детей на разных частотах. Как мы отмечали ранее [2], важен именно дифференцированный анализ (по различным частотам) для более детального выявления сходства и существенных различий функциональных перестроек коры у разных групп детей при организации деятельности.
В диапазоне 6-ритма пространственно-временная структура связей у праворуких детей характеризуется увеличением межполушарного взаимодействия, что выражается в росте КОГ между областями ТР0, теменными и центральными зонами. Увеличение внутриполушарной пространственной синхронизации затрагивает все исследуемые области коры, кроме правой височной. Отмечен симметричный рост значения КОГ между лобными и затылочными отведениями в обоих полушариях. У леворуких при сложной ЗПД отмечается генерализованное усиление синхронизации 6-ритма в левом полушарии с объединением всех исследуемых областей коры. Справа усиление взаимодействия выявляется только между теменной и центральной (Р4С4), и между лобной и височно-теменно-затылочной (ТР02^4) областями.
Таким образом, если для праворуких детей 6-7 лет при реализации сложной зрительно-пространственной деятельности значимо усиление как межполушарного, так и внутриполушарного взаимодействия в 6-диапазоне, то у леворуких при этом виде деятельности отмечена только внутри-полушарная интеграция с четким сдвигом асимметрии влево (рис. 2).
Изменения показателей КОГ по низкочастотному а-ритму при ЗПД высокой сложности
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.