УДК 612.018:612.821
РЕАКЦИЯ ЭЭГ-АКТИВАЦИИ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ НЕЙРОГУМОРАЛЬНЫХ
СОСТОЯНИЯХ
© 2014 г. О. М. Базанова12, О. И. Кузьминова3, Е. Д. Николенко2, С. Э. Петрова2
Московский государственный гуманитарный университет им. М.А. Шолохова, Институт перспективных
гуманитарных исследований, Москва 2Институт молекулярной биологии и биофизики СО РАМН, Новосибирск 3Научный центр клинической и экспериментальной медицины СО РАМН, Новосибирск
E-mail: bazanova@soramn.ru Поступила в редакцию 08.08.2013 г.
С целью изучения, при каком нейрогуморальном состоянии реакция на обычное открывание глаз является стимулом для развития активации, электроэнцефалографические, электрокардиологические и электромиографические характеристики реакции на открывание глаз во взаимосвязи с психометрическими показателями психоэмоционального напряжения и когнитивной эффективности регистрировались у 59 здоровых женщин в возрасте 18—27 лет каждые 2—3 дня в течение 1—2 менструальных циклов, установленных в соответствии с утренним уровнем прогестерона. Для исключения действия фактора "новизны" 29 женщин начинали мониторирование на менструальной, а 30 — на лютеиновой фазе цикла. В отдельной группе из 30 женщин при одноразовом мониторинге изучалась взаимосвязь этих показателей с актуальным уровнем прогестерона и кортизола в слюне. Двухфакторный ANOVA показал, что глубина снижения амплитуды и ширина низкочастотного диапазона супрессии мощности а-волн ЭЭГ больше на фолликулярной, чем на лютеиновой фазе менструального цикла женщин и зависит от фактора "новизны". Показатели "Бергер-эффекта" в высокочастотном а-диапазоне не изменяются в зависимости от нейрогуморального состояния и фактора "новизны". Глубина снижения амплитуды и ширина только низкочастотного а-диапазона служат предикторами реакции активации в силу однонаправленности изменений и взаимосвязи с вегетативными и гормональными характеристиками активации. Впервые установлено, что открывание глаз является стимулом для активации только при нейрогуморальном состоянии, соответствующем фолликулярной фазе нейрогуморального цикла женщин. Настоящее исследование устанавливает зависимость механизмов нейрональной и вегетативной активации от индивидуального частотного профиля электрических а-волн мозга и нейрогуморального состояния.
Ключевые слова: активация, открывание глаз, глубина и длительность супрессии а-волн ЭЭГ, индивидуальная ширина а-диапазона, нейрогуморальное состояние.
Б01: 10.7868/80131164614040043
Изучение зависимости процессов высшей нервной деятельности от типа нейрогуморальной регуляции является одной из главных фундаментальных задач психофизиологии. К настоящему времени накоплено большое количество данных относительно индивидуальной реакции психофизиологических систем на стресс. Однако исследования психофизиологических характеристик, которые могут служить показателями реакции активации — специфической адаптационной реакции организма на нестрессорные раздражители, встречающиеся в повседневной жизни, отражающей переход из состояния относительного покоя к состоянию деятельности, представлены в литературе значительно меньше. До недавнего времени реакцию активации оценивали только
по изменению таких физиологических характеристик, как увеличение электропроводимости кожи [1, 2], частота сердечных сокращений и дыхания [3], мощность тонического напряжения мышц [4], кратковременное повышение концентрации свободного кортизола [5], увеличение уровня оксигенации тканей мозга [6]. При этом не учитывались прямые показатели нейрональ-ной активации — изменения биоэлектрических процессов мозга.
Р. Барри предложил для измерения нейрональ-ной активации использовать стандартную реакцию супрессии амплитуды а-волн ЭЭГ на открывание глаз, или так называемый "Бергер-эффект" [1]. В исследованиях последнего десятилетия представлен ряд доказательств об участии харак-
теристик "Бергер-эффекта" в нейрональных процессах торможения и возбуждения [1, 7—9]. Так, глубина снижения амплитуды коррелирует с интенсивностью процессов активации [1], а длительность угасания этой реакции свидетельствует о лабильности и стабильности нейрональных процессов [9]. Ширина а-диапазона, в котором происходит снижение амплитуды, как показатель вариабельности разночастотных генераторов, свидетельствует о способности переключения и креативности при решении когнитивных задач [10, 11]. При этом проявление реакции активации зависит от социопсихологических факторов [12, 13] и исходного уровня активированности или эраузала (arousal) индивидума. Так, эмпирические исследования показали, что у лиц с повышенной тревожностью [12] или синдромом дефицита внимания [13] показатели активации выражены слабее, чем у здоровых испытуемых. С другой стороны, интенсивность реакции активации зависит от исходного уровня активированно-сти и отражена в законе Йеркса-Додсона: если активированность организма изначально очень высока или очень низка, то интенсивность активации выражена слабо [14]. В последнее время было установлено, что а-частотный паттерн организации биоритмов мозга также влияет на проявление реакции активации [7, 8]. Оказалось, что высокочастотные (>10 Гц) и низкочастотные (<10 Гц) а-осцилляторы ЭЭГ дифференцированно вовлекаются в реакцию активации [7, 8]. Аналогично, результаты работы Тенке с соавт. показали, что метаболическая активация мозга (уровень окси-генации крови) при открывании глаз выражена больше в низко-, чем в высокочастотной области а-спектра ЭЭГ [15].
На настоящий момент зависимость реакции активации от нейрогуморального состояния установлена только для экстремального изменения уровня гормонов, вызванного стрессом [5, 16]. Связь процессов активации с обычным нейрогу-моральным фоном практически не изучена. В силу этого, влияние естественной смены эндогенного уровня гормонов редко учитывается при психофизиологических исследованиях [17]. Между тем, оварио-менструальный цикл женщин может служить идеальной моделью для изучения взаимосвязи между естественной сменой нейрогуморального состояния и психофизиологическими характеристиками активации [18]. В нашем предыдущем исследовании установлено, что психофизиологические характеристики меняются в течение менструального цикла [17], а это, как известно, обусловлено изменением уровня гормонов, в частности, уровня таких стероидов, влияющих на активность нейронов, как прогестерон [19, 20] и эстрогены [21].
С целью изучения зависимости психофизиологических характеристик активации от нейрогу-
морального состояния в настоящей работе были поставлены следующие задачи: изучить взаимосвязь между вегетативными, гормональными, нейрональными и психологическими характеристиками реакции активации в зависимости от а-частотного диапазона и фазы овариогормо-нального цикла женщин; оценить, при каком ней-рогуморальном состоянии открывание глаз является стимулом для развития реакции активации.
МЕТОДИКА
В исследовании приняли участие 89 женщин в возрасте от 18 до 27 лет, на добровольной основе, подписав информированное согласие, утвержденное этическим комитетом НИИ молекулярной биологии и биофизики СО РАМН. На момент исследования все женщины были практически здоровыми — отсутствовали симптомы соматических и психических заболеваний, исключен прием гормональных и психотропных препаратов за 6 месяцев до исследования и во время его проведения.
Согласно стандартам [22], один менструальный цикл разбивался на пять индивидуально установленных фаз: МФ — менструальную (от первого до последнего дня менструации); ФФ — фолликулярную (со следующего дня после окончания менструации до начала увеличения базаль-ной температуры тела на 0.5—1° С); ОФ — овуля-торную (от первого дня увеличения базальной температуры до первого дня повышения уровня свободного прогестерона в слюне более, чем 20%); ЛФ — лютеиновую (от первого дня повышения уровня прогестерона в слюне до начала его снижения более, чем на 20%); ПМФ — предменструальную фазу (от первого дня снижения уровня прогестерона до начала менструации).
У 59 женщин, которые обследовались каждые 2—3 дня в течение менструального цикла (14—17 раз), сбор слюны для определения гормонов проводился дважды — утром натощак (для установления фазы цикла) и вечером вместе с мониториро-ванием других психофизиологических показателей. Мониторирование проводилось с 18 до 22 ч в состоянии покоя с закрытыми и открытыми глазами. Кроме того, в одноразовом мониторирова-нии приняли участие еще 30 женщин. Психометрическое тестирование и сбор слюны для анализа актуального уровня прогестерона и кортизола проводились параллельно с регистрацией ЭЭГ, электрокардиограммы и электромиограммы (ЭКГ и ЭМГ). Для определения изменения актуального уровня кортизола в слюне в ответ на открывание глаз слюна собиралась в состоянии покоя после 5 мин нахождения испытуемой при закрытых глазах и через 1—2 мин после открывания глаз.
Для того, чтобы исключить влияние привыкания к условиям эксперимента и оценить действие фактора новизны (ориентировочной реакции), у 30 испытуемых первое мониторирование приходилось на начало менструальной фазы, а у 29 исследование начиналось в середине цикла после повышения базальной температуры тела.
Таким образом, дизайн эксперимента предполагал оценить влияние следующих факторов: внутрииндивидуальных — "Фаза цикла" по пяти уровням (МФ, ФФ, ОФ, ЛФ, ПМФ) и "Открывание глаз" по двум уровням (закрытые глаза и открытые глаза), а также межгруппового фактора "Начало мониторирования" — то есть проводились сравнения двух групп женщин: 1-я группа — тех, кто начали мониторирование на МФ, и 2-я группа — начавших мониторирование на ЛФ. Уровни прогестерона и кортизола в слюне определялись с помощью иммуноферментного анализа [23].
Психометрические измерения психоэмоционального напряжения проводились с помощью коэффициента Вольнеффера в цветовом тесте Люшера [24] и по показателю уровня ситуативной тревожности [25], а также по изменению тонуса поверхностных мышц лба [26] и частоты сердечных сокращений [27, 28]. Для определения беглости решения когнитивных задач использовался тест обратного счета в уме. В и
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.