ФИЗИОЛОГИЯ ЧЕЛОВЕКА, 2004, том 30, № 3, с. 27-34
УДК 612.821
ПОЛОВЫЕ РАЗЛИЧИЯ ПОЛУШАРНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННО-ВРЕМЕННЫХ ПАТТЕРНОВ ЭЭГ ПРИ ВОСПРОИЗВЕДЕНИИ ВЕРБАЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ
© 2004 г. Н. В. Вольф, О. М. Разумникова
Государственное учреждение Научно-исследовательский институт физиологии СО РАМН, Новосибирск
Поступила в редакцию 25.04.2001 г.
Исследованы изменения мощности и когерентности биопотенциалов ЭЭГ у 10 мужчин и 10 женщин при мысленном воспроизведении дихотически предъявленных списков слов. ЭЭГ регистрировали в 14 отведениях, расположенных в симметричных точках левого и правого полушарий. Обнаружено, что у всех испытуемых воспроизведение сопровождается увеличением мощности 01-ритма во фронтальных и снижение мощности а1 2-ритмов в каудальных отделах полушарий. Вместе с тем снижение мощности 02-ритма в каудальных отделах полушарий было более выраженным у женщин по сравнению с мужчинами. Наряду с этим обнаружены половые различия в выраженности правопо-лушарной и левополушарной реактивности когерентности. В правом полушарии при воспроизведении когерентность биопотенциалов 02-диапазона была выше у мужчин, а в левом - когерентность а1 2-ритмов больше возрастала у женщин. Только у женщин в этих частотных диапазонах наблюдались латеральные различия в реактивности внутриполушарной когерентности, обусловленные снижением когерентных взаимодействий в правом и повышением - в левом полушарии. Выявленные половые различия могут быть связаны с использованием разных стратегий запоминания информации: преимущественно эпизодической памяти - мужчинами и семантического полимодального кодирования - женщинами.
Новые представления о половых различиях в организации полушарий мозга возникли в результате исследований, установивших, что речевые и двигательные функции более диффузно представлены в левом полушарии мужчин по сравнению с женщинами [1-4]. Эти данные позволяют предполагать глубокие различия в функциональной корковой геометрии и закладывают особое направление в изучении полушарной организации вербальных функций. Изучение нейрофизиологических основ полового диморфизма полушарной организации вербальных процессов становится необходимым условием для теоретического анализа и построения адекватных моделей функционального межполушарного взаимодействия. Различия в функциональной мозговой организации могут лежать в основе показанных во множестве исследований половых различий в вербальной памяти, которая у женщин в среднем достоверно лучше, чем у мужчин [5-9].
В электрофизиологических [10] и томографических [11] исследованиях показано, что запоминание вербальной информации сопровождается взаимодействием широко распределенных нейронных ансамблей. Проведенное нами исследование внутрикорковых когерентных взаимодействия при запоминании дихотически предъявляемых списков конкретных существительных выявило принципиальные различия внутриполу-
шарных и межполушарных взаимодействий у мужчин и женщин. Обнаружено, что в процессе мнестической деятельности женщины отличаются от мужчин большим возрастанием суммарной когерентности биопотенциалов 01, 2- и а1, 2-час-тотных диапазонов в правом полушарии, усилением межполушарных когерентных связей в 01, 2-диапазонах, а также пространственным распределением измененных когерентных связей [12].
В соответствии с полученными результатами можно было предположить, что половые различия в корковой функциональной организации могут быть выявлены и на стадии воспроизведения вербального материала. Томографические исследования активности мозга при запоминании и воспроизведении вербальной информации выявили асимметричную активацию фронтальных отделов при фиксации и воспроизведении из эпизодической памяти [13]. Показано также дифференциальное значение фронтальных отделов правого и левого полушарий мозга в воспроизведении из эпизодической и семантической памяти [1416]. В связи с этим полученные нами ранее [17] данные об использовании женщинами в отличие от мужчин при запоминании конкретных существительных семантической обработки информации с использованием образного опосредования дают дополнительные основания предполагать
половые различия в мозговой организации при воспроизведении вербальной информации.
В настоящем исследовании была поставлена задача провести сравнительный анализ корковой активности и внутрикорковых взаимодействий у мужчин и женщин при воспроизведении дихоти-чески предъявленных списков слов.
МЕТОДИКА
В исследовании участвовали студенты в возрасте от 19 до 23 лет (10 мужчин и 10 женщин). Менструальная фаза цикла женщин на момент исследования не фиксировалась. Все испытуемые были праворукими по данным опросника Аннетт [18], имели нормальный слух. В ходе эксперимента испытуемым дихотически предъявляли 10 списков по 10 пар слов в списке. Интервалы между словами составляли 1 с, между списками - 1 мин. Подробно методика записи стимулов изложена нами ранее [17]. Каждому списку слов предшествовала команда "Внимание", а после его окончания следовала команда "Пишите". Интервал воспроизведения заканчивался командой "Конец воспроизведения". Слова предъявляли через телефоны "Panasonic" RP-HT18 с помощью магнитофона "Sony" TCWR565/TA-F345R. Для нивелирования возможных различий в отдаче телефонов их положение менялось от испытуемого к испытуемому и выравнивалось с учетом пола и количества испытуемых.
Запись ЭЭГ производили после тренировочной процедуры, в ходе которой испытуемым предъявлялось 8 списков слов. Целью тренировки было дать возможность участникам эксперимента выработать наиболее подходящую для каждого из них стратегию запоминания слов. В ходе тренировки была поставлена задача запомнить как можно больше слов из списка и в течение 1 мин после предъявления списка записать в произвольном порядке все запомненные слова.
Время, отводимое на воспроизведение (одна минута), было больше времени, необходимого для воспроизведения запомненных слов. Как известно, объем кратковременной памяти составляет 7 ± 2. Даже при письменном воспроизведении испытуемые воспроизводили слова в течение первых 20 секунд. При устном воспроизведении это время было меньше. Перед проведением ЭЭГ-исследования испытуемые участвовали в тренировочном опыте и были хорошо знакомы с процедурой предъявления и воспроизведения информации. Перед тренировочной серией они иногда интересовались, успеют ли воспроизвести слова, но к электрофизиологическому эксперименту уже хорошо знали, что отведенный для воспроизведения интервал времени позволяет без напряжения воспроизвести все запомненные слова.
В ходе эксперимента с записью ЭЭГ испытуемым дихотически предъявляли 2 списка слов. Процедура воспроизведения отличалась тем, что после прослушивания списка участники эксперимента должны были воспроизводить слова мысленно, а по истечении интервала воспроизведения (1 мин) по команде экспериментатора повторить запомненные слова вслух. Во время исследования испытуемые находились в звукоизолированной темной камере, в положении сидя, с закрытыми глазами.
ЭЭГ регистрировали монополярно в 14 отведениях, расположенных по международной системе 10-20 в симметричных точках правого и левого полушария: среднефронтальных (F3/F4), лате-рально-фронтальных (F7/F8), центральных (C3/C4), передних (T3/T4) и задних (Т5/Т6) височных, париетальных (P3/P4) и окципитальных (O1/O2). В качестве референтного использовали объединенный ушной электрод. Межэлектродное сопротивление не превышало 5 кОм. Регистрацию ЭЭГ производили с помощью энцефалографа "Medi-cor" (Венгрия) при постоянной времени 0.3 с и верхнем ограничении частот 30 Гц. Эпоха анализа составляла 2 с. Эпохи брали с перекрытием в 50%. Анализировали по 14 свободных от артефактов эпох ЭЭГ, записанной в состоянии спокойного бодрствования непосредственно перед началом эксперимента и в первые 10 с мысленного воспроизведения слов. В последнем случае объединялись два участка ЭЭГ, соответствующие первым 10 с каждого из двух воспроизведений. После режекции возможных артефактных участков их общая длительность во всех случаях была не менее 15 с, что позволяло взять на данном массиве указанное выше число эпох анализа. Обработка ЭЭГ производились на основе программы "Нейрокартограф-3.63" фирмы мБн (Москва) на компьютере IBM PC 486. Для каждого отведения методом быстрого преобразования Фурье были получены значения спектральной плотности ЭЭГ в ех (4-6 Гц), 92 (6-8 Гц), а (8-10 Гц), а2 (1013 Гц), ßx (13-20 Гц), ß2 (20-30 Гц) частотных диапазонах. Когерентность ЭЭГ вычислялась для всех возможных пар электродов (90 пар).
Статистический анализ проводили с использованием ANOVA и критерия Манна-Уитни по программе Statistika for Windows, Stat. Soft, Inc., 1993. Показатели мощности перед обработкой логарифмировали для нормализации данных. Для показателей мощности и когерентности биопотенциалов в каждом частотном диапазоне вычисляли реактивность, связанную с выполнением задания и демонстрирующую изменения этих показателей при выполнении задания по сравнению с фоном (из показателей фона вычитали соответствующие показатели, полученные в ходе воспроизведения). Рассчитывали коэффициенты корреляции между показателями ЭЭГ и средними
значениями количества правильно воспроизведенных слов отдельно с правого и левого уха для 2 списков, предъявленных в период регистрации ЭЭГ.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Воспроизведение дихотически предъявленных слов. АКОУА воспроизведения слов был проведен отдельно для тренировочной и опытной серий. Были выделены факторы "Пол" (2 уровня) и "Латеральность" (2 уровня). Для стадии тренировки выявлена значимость фактора "Пол" (Р(6.18) = 9.29; Р = 0.007), обусловленная более высоким уровнем воспроизведения слов у женщин (7.41) по сравнению с мужчинами (5.49). В ходе эксперимента женщины также воспроизводили больше слов, чем мужчины (7.5 и 5.38 соответственно ^(1.18) = 12.16; Р = 0.003). Для опытной серии было также значимым и взаимодействие факторов "Пол" х "Латеральность". Анализ взаимодействия выявил отсутствие половых различий в воспроизведении слов с правого уха (3.17 у мужчин и 3.39 у женщин) и более успешное по сра
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.