ЖУРНАЛ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, 2014, том 64, № 3, с. 270-278
ФИЗИОЛОГИЯ ВЫСШЕЙ НЕРВНОЙ (ПСИХИЧЕСКОЙ) ^^^^ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ЧЕЛОВЕКА
УДК 575.162+612.821.2
ВЛИЯНИЕ ТРЕВОЖНОСТИ И ГЕНА COMT НА ВЫЗВАННЫЕ ПОТЕНЦИАЛЫ МОЗГА И ПРОДУКТИВНОСТЬ ИЗБИРАТЕЛЬНОГО ВНИМАНИЯ
© 2014 г. М. В. Алфимова, В. Е. Голимбет, И. С. Лебедева, Г. И. Коровайцева, Т. В. Лежейко
Научный центр психического здоровья РАМН, Москва, e-mail: m.alfimova@gmail.com Поступила в редакцию 19.09.2013 г.
Принята в печать 16.12.2013 г.
Изучали влияние свойств тревожного ряда и гена СОМТ — важного фактора функционирования префронтальной коры — на параметры вызванных потенциалов в парадигме oddball и продуктивность избирательного внимания. Для 50 испытуемых были получены показатели точности и времени поиска слов среди букв в произвольном темпе и после инструкции действовать как можно точнее и как можно быстрее, оценки по шкале Избегание вреда Опросника темперамента и характера Клонингера, параметры волн N100 и Р300 и генотипы по полиморфизму Val158Met СОМТ. Точность и время поиска были преимущественно связаны с амплитудой N100. Генотип и тревожность не влияли на амплитуду N100, однако от амплитуды N100 зависели их эффекты на динамику точности и времени поиска слов. Тревожность положительно коррелировала с латентностью Р300. Результаты позволяют предположить, что модифицирующие влияния тревожности и СОМТ на продуктивность избирательного внимания зависят от особенностей когнитивных процессов, которые отражаются в параметрах волны N100.
Ключевые слова: избирательное внимание, тревожность, Избегание вреда, вызванные потенциалы, N100, P300, ген СОМТ.
Effects of Anxiety and the COMT Gene on Cortical Evoked Potentials and Performance Effectiveness of Selective Attention
M. V. Alfimova, V. E. Golimbet, I. S. Lebedeva, G. I. Korovaitseva, T. V. Lezheiko
Mental Health Research Centre, Russian Academy of Medical Sciences, Moscow e-mail: m.alfimova@gmail.com
We studied influence of the anxiety-related trait Harm Avoidance and the COMT gene, which is an important modulator of prefrontal functioning, on event-related potentials in oddball paradigm and performance effectiveness of selective attention. For 50 individuals accuracy and time of searching words among letters at any desired rate and then under an instruction to perform the task as quickly and accurate as possible were measured. Scores on the Harm Avoidance scale from Cloninger's Temperament and Character Inventory, N100 and P300 parameters, and COMT Val158Met genotypes were obtained for them as well. Searching accuracy and time were mainly related to N100 amplitude. The COMT genotype and Harm Avoidance did not affect N100 amplitude; however, the N100 amplitude modulated their effects on accuracy and time dynamics. Harm Avoidance was positively correlated with P300 latency. The results suggest that anxiety and the COMT gene effects on performance effectiveness of selective attention depend on cognitive processes reflected in N100 parameters.
Keywords: selective attention, anxiety, Harm Avoidance, event-related potentials, N100, P300, the COMT gene.
DOI: 10.7868/S0044467714030034
Существуют многочисленные данные о влиянии тревоги на точность и скорость когнитивной деятельности. Это влияние осуществляется через базовые когнитивные процессы, главную роль среди которых отводят центральному управляющему компоненту внимания/рабочей памяти, опосредованному работой префронтальной коры мозга [Blanchette, Richards, 2010; Derakshan, Eysenck, 2010]. Для изучения механизмов влияния тревоги на когнитивную деятельность предложен ряд моделей. Согласно одной из них — теории управления вниманием (Attentional Control Theory, ACT, ранее "теории эффективности обработки информации") [Eysenck et al., 2007] предполагается, что тревога, которая представляет собой реализацию тревожности как личностной черты в ситуации решения задачи, изменяет баланс между целенаправленным (произвольным) и ведомым стимулами (непроизвольным) вниманием в пользу последнего. При этом тревога снижает эффективность обработки информации (processing efficiency), т.е. увеличивает затраты мозга на решение задачи, но может не сказаться на продуктивности деятельности (performance effectiveness), если имеет место повышение усилий в виде привлечения дополнительных ресурсов и новых стратегий обработки. Усилия могут отражаться в поведении, например в удлинении времени реакции, а также на уровне активации мозга. В некоторых работах в согласии с ACT у высокотревожных индивидов в отличие от низкотревожных при когнитивной нагрузке обнаружена повышенная активация префронтальной коры, предположительно свидетельствующая о больших усилиях [Ansari, Derakshan, 2011; Basten et al., 2011; Eisenberger et al., 2005]. Однако имеются данные о снижении устойчивой активности этой области мозга у тревожных лиц. Такое снижение трактуется как препятствие работе механизмов управления вниманием со стороны тревожности [Bishop, 2009; Fales et al., 2008]. Можно предположить, что одним из источников вариативности данных являются исходные индивидуальные различия в функционировании префрон-тальных отделов мозга. В значительной степени они обусловлены генетическим полиморфизмом дофаминергической системы, модулирующей состояние этой области коры [Floresco, 2013; Logue, Gould, 2013]. В частности, на работу префронтальной коры может оказывать влияние полиморфизм гена ка-
техол-О-метилтрансферазы (COMT). Этот фермент инактивирует выделенный в синап-тическое пространство дофамин, превращая его в 3-метокситирамин. Важная роль СОМТ в дофаминергической регуляции передней коры объясняется низкими уровнями экспрессии белка-транспортера дофамина в этих отделах мозга [Witte, Flöel, 2012].
Ген СОМТ расположен на хромосомном участке 22q11. 1—q11.2. Он содержит одно-нуклеотидную замену G472A в экзоне 4, результатом которой является замещение аминокислоты валин на метионин (полиморфизм Val158Met, rs4680). Эта замена (аллель Met) ведет к падению термостабильности фермента и соответственно его активности [Lachman et al., 1996]. Обзор работ показывает, что относительно аллеля Val аллель Met ассоциирован с более высокой продуктивностью решения когнитивных задач, особенно вовлекающих лобную кору, и с меньшей активацией префронтальных отделов мозга такими задачами, что расценивают как признак более высокой эффективности обработки информации [Witte, Flöel, 2012]. Кроме того, аллель Met связывают с повышенной эмоциональной реактивностью и тревожностью [Eley et al., 2003; Yeh et al., 2009]. Таким образом, COMT может являться одним из факторов, объясняющих индивидуальные различия во взаимосвязях между тревожностью и когнитивными процессами.
Ранее [Alfimova et al., 2014] для изучения возможных модулирующих влияний генов дофаминергической трансмиссии на связь между тревожностью и особенностями произвольного избирательного внимания мы предложили 266 испытуемым выполнить задачу, которая заключалась в поиске слов в рядах букв, сначала в произвольном темпе, а затем после инструкции действовать как можно точнее и как можно быстрее. Тревожность оказалась связана с повышением точности в ответ на инструкцию. Однако модифицирующего влияния гена СОМТ на эту связь выявлено не было. В настоящей работе мы продолжили изучение модулирующей роли гена COMT и тревожности на когнитивную деятельность на уровне мозговых механизмов избирательного внимания, отражающихся в параметрах вызванных потенциалов (ВП) в парадигме oddball. Главная задача исследования состояла в поиске модулирующего эффекта COMT на связь между тревожностью и характеристиками ВП. Кроме того, мы оце-
нили, с какими компонентами ВП коррелируют точность и время выполнения задания на поиск слов и влияют ли тревожность и генотип на эти связи.
МЕТОДИКА
Выборка. Настоящая работа выполнена в рамках молекулярно-генетического исследования индивидуальных различий во влиянии отрицательных эмоций на когнитивную деятельность у больных шизофренией и здоровых испытуемых. В работе использованы коллекция биологических образцов и база данных лаборатории клинической генетики ФГБУ "НЦПЗ РАМН", включающая в себя клинические, нейропсихологические и психометрические показатели обследования больных эндогенными психозами, их родственников и психически здоровых людей без наследственной отягощенности психозами. Критериями исключения для всех испытуемых являлись неврологические и тяжелые соматические заболевания, которые могут оказывать влияние на когнитивную деятельность, и неевропейское происхождение. Выборку настоящего исследования составили 50 психически здоровых испытуемых без наследственной отягощенности психозами из данной базы, которые помимо психологического обследования прошли регистрацию ЭЭГ (34 женщины и 16 мужчин, 90% лиц, имеющих или получающих высшее образование, средний возраст 29 ± 10 лет). Проведение исследования одобрено Этическим комитетом НЦПЗ РАМН.
Психологическая оценка избирательного внимания. Использовали методику Мюнстер-берга в модификации Т.Д. Савиной. В ней испытуемый должен искать слова (существительные) среди напечатанных на карточке рядов букв (ивещьмюкошибкаб). В каждом ряду зашифровано различное количество слов, и длина слов может составлять от 2 до 8 букв. После выполнения первой серии испытуемому в качестве отрицательной обратной связи показывают 1—2 слова, которые он пропустил, а затем дают вторую карточку и просят выполнить задание как можно точнее и как можно быстрее. Первая карточка содержит 26 нарицательных существительных, вторая 23. На обеих карточках все буквы напечатаны черными чернилами на белом фоне, за исключением букв "о" и "н", которые выделены темно-зеленым цветом. После
окончания задания экспериментатор убирает карточки и через 2—3 мин спрашивает, заметил ли испытуемый, какого цвета были буквы. В случае правильного ответа экспериментатор спрашивает, какие именно буквы были зеленые. Показателями произвольного избирательного внимания служили точность выполнения задания, т.е. количество слов, найденное в первой и второй серии, и время (
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.