Реферат: Вплив аутотракції на еег-потенціали в парадигмі складної аудіо-моторної реакції

ВПЛИВ АУТОТРАКЦІЇ НА ЕЕГ-ПОТЕНЦІАЛИ В ПАРАДИГМІ СКЛАДНОЇ АУДІО-МОТОРНОЇ РЕАКЦІЇ

Олена Мельніченко, Анатолій Єфіменко, Микола Мішин, Людмила Озерова, Олександр Пархоменко, Дмитро Ромашевський

Таврійський національний університет ім. В.І.Вернадського


Дослідження механізмів адаптації різних систем організму до дії різноманітних чинників екзо - і ендогенного характеру (у тому числі під психофізіологічним навантаженням), визначаючих рівень здоров'я і працездатність різних контингентів населення, постійно знаходиться в полі наукових інтересів фахівців в області фізіології, медицини та реабілітології. Вплив сучасних техногенних і екологічних умов, високі вимоги до психофізичного статусу людини при трудовій і спортивній діяльності ставлять організм на грань його біологічних можливостей, що приводить до розвитку так званих «хвороб цивілізації», частим підсумком яких є зниження або втрата працездатності. В зв'язку з цим актуальним є пошук і розробка ефективних інноваційних методів корекції дезадаптивных станів, що дозволяють розширити резерви кисневотранспортної і рухової (нервово-м'язової) систем і підвищують психофізичну працездатність.

У ряді таких методів в пильна увага надається «екологічно чистим», немедикаментозним діям рефлексогенного характеру, до числа яких відносять кінезітерапію - фізичне навантаження специфічної спрямованості.

На кафедрі медико-біологічних основ фізичної культури ТНУ ім. В.І.Вернадського був розроблений комплекс аутотракції [9], що ефективно гармонізує тонус паравертебральних м'язів [7]. Проте, вплив аутотракції на нервовий компонент рухової системи не вивчений. В той же час можна вважати, що саме залучення ЦНС у відповідну реакцію організму на дію кінезітерапії маніфестує в нормалізації постуральных і локомоторних рефлексів [2].

Як відомо, одним з інформативних методів объективізації функціонального статусу ЦНС є електроенцефалографія (ЕЕГ) [1,4].

У зв'язку з вищевикладеним, метою цієї роботи є дослідження змін ЕЕГ- потенціалів в умовах дії аутотракциії

Під ЕЕГ розуміють сумарну електричну активність нейронів кори головного мозку [1, 2, 3]. Не дивлячись на відсутність чіткої класифікації ЕЕГ, в сучасній нейрофізіології найвизнанішою є класифікація згідно генеративному критерію, з урахуванням основних характеристик і умов реєстрації ЕЕГ. У зв'язку з цим в цьому дослідженні ЕЕГ, зареєстрована у інтактного обстежуваного в умовах, близьких до «фізіологічного спокою» (в н.у., сидячи із закритими очима в звукоізольованій камері), класифікувалася як фонова ЕЕГ (ФЕЕГ), а ЕЕГ, що генерується у відповідь на стимуляцію экзо- або ендогенного характеру, відповідно до експериментальної парадигми, - як викликана ЕЕГ (ВЕЕГ). Однак слід зазначити, що у людини достатньо складно диференціювати ФЕЕГ «в чистому вигляді», оскільки в умовах експерименту патерн ФЕЕГ може включати ритми, пов'язані з психоемоційною напругою, концентрацією уваги, хвилюванням, тривогою, очикуванням команди до дії і тощо.

Згідно сучасним уявленням [5], розрізняють ритми ЭЭГ-коливань по їх амплітудних і частотних характеристиках, які відображають різний функціональний стан кори мозку. В порядку зростання частоти коливань хвиль ЕЕГ ці ритми наступні: дельта - ритм (0,5-4 Гц), тета - ритм (4-8 Гц), альфа - ритм (8-14 Гц, з його частотними аналогами - каппа - лямбда - і мю - ритмами), бета - ритм (14-30 Гц) і гама - ритм (40-70 Гц).

Дельта - ритм (частота 0,5-4 Гц і амплітуда 20-250 мкВ) спостерігається у людини під наркозом, у глибокому сні, слабо виражений при спокійному пильнуванні (амплітуда не більше 20-30 мкВ), а також поразці кори мозку [1]. Тета - ритм визначають при частоті 4-8 Гц (амплітуда 20-150 мкВ і більш) і пов'язують його наявність з наявністю емоційної напруги, та пошуковими реакціями [6]. Альфа - ритм складається з хвиль з частотою 8-14 Гц і амплітудою до 100 мкВ, і характерний для дорослої людини в стані спокійного пильнування (при закритих очах) [1,6]. Передбачається, що Альфа - ритм обумовлений синхронною дією нейронів неспецифічних систем [3], активність яких пригнічується при напруженій діяльності або специфічній стимуляції, що супроводжується зменшенням потужності альфа - ритму і появою високочастотної нерегулярної хвильової активності [1,5]. Бета - ритм характеризується хвилями з частотою 14-30 Гц і амплітудою до 20 мкВ що пов’язують активністю структур ретикулярної формації мозку. Показано, що бета - ритм при інтенсивнії діяльності різко посилюється і розповсюджується від лобових часток на різні області кори мозку [5]. Гама - ритм класифікують в частотному діапазоні 40-70 Гц і амплітуді 5-7 мкВ [1]: і реєструють в умовах максимальної напруги уваги при рішенні складних задач.

У складі ВП, як правило, присутні хвилі, що характеризують сенсорні компоненти (при зоровій активації - хвилі Р40, N70, Р100-130, комплекс N240-420; при слуховій активації Р50-80 (Р1), N80-120 (N1), Р160-200 (Р2), N200-250 (N2), Р300 (Р3); при сомато-сенсорній афферентації Р15, Р45, N20, N55, а також Р300), а при виконанні довільних рухів - моторні компоненти ВП («потенціал готовності» - повільна умовно-негативна хвиля в інтервалі близько 1с до початку руху, яка завершується за 150 мс до початку руху коротким позитивним коливанням), момент початку руху супроводжується «моторним потенціалом» - негативністю у ВП, за якою слідує «потенціал реафферентації» - позитивна хвиля [1,5].

Однією з найбільш інформативних для аналізу ВЕЕГ екзогенного і ендогенного характеру є використовання експериментальної парадигми аудіо-моторної реакції (АМР) з феноменом зворотного зв'язку у вигляді зорового стимулу, що дозволяє скоректувати виконання завдання [8]. Така структура експерименту дозволяє «комплексно» оцінити функціональний стан мозку при специфічних аферентаціях звуковими попереджувальним і імперативним сигналами в сукупності із зоровим сигналом зворотнього зв'язку (хвиля Р300) і на неспецифічну стимуляцію (ендогенно спровокована концентрація уваги, що готує руховий акт - умовно-негативна хвиля - УНВ).

Методика. У цьому дослідженні брали участь 20 спортсменів 18 – 25- літнього віку, у яких з метою вивчення впливу комплексу аутотракции [9] реєстрували ЕЕГ до і після фізичного навантаження. ЕЕГ реєстрували по стандартній методиці [8] монополярно, в С3 і С4 в два етапи:

- етап 1 - реєстрація ФЕЕГ в стані спокою, сидячи із закритими очима, а потім знову з відкритими очима для оцінки реактивності мозку на специфічну зорову афферентацію, тобто при З1 – В – З2 очах;

- етап 2 - реєстрація ВЕЕГ в парадигмі АМР (на попереджувальний і імперативний звукові сигнали) з світловим сигналом зворотного зв'язку (світлове табло, що інформує про швидкість попередньої АМР). Перед проведенням основного запису проводили пробний тренінг 2-3 хвилини.

Патерн результуючих ВП представлений на мал.1. (20-25 реалізацій).

Експериментальний матеріал обробляли за допомогою комп'ютера IВМ РС з використанням стандартних методів варіаційної статистики. При цьому аналізували зміну ЕЕГ у відповідь на комплекс аутотракції: латентні періоди (ЛП) і амплітуди (АМ) компонентів ВП; вважаючи, що УНВ відображає концентрацію уваги при підготовці до моторної реакції, а Р300 - відображає оцінку зорового сигналу зворотного зв'язку - мал.1




Мал. 1. Викликані ЭЭГ-потенціали при виконанні складної аудіо-моторної реакції. Товста лінія – M, тонка лінія – m. По осі абсцис - час (с), по осі ординат - амплітуда потенціалів (мкВ).


^ Результати і їх обговорення. Результати дослідження показують, що під впливом комплексу аутотракції ФЕЕГ З1 - В змінилася незначно: по дельта-ритму від 2,55±0,73 до 2,64±0,82 (t = 0,52), по тета-ритму від 1,35±0,37 до 1,30±0,35 (t = 0,85), по альфа-ритму від 1,24±0,45 до 1,21±0,35 (t = 0,45), по бета-ритму від 0,52±0,16 до 0,50±0,15 (t = 0,23), а по гама-ритму від 0,17±0,05 до 0,16±0,05 (t = -0,19). Знайдена тенденція до седативного впливу міорелаксації узгоджується з даними, що є в літературі, про посилення потужності низькочастотного компоненту в ЕЕГ і зниженні потужності високочастотних ритмів при аналогічних пропріоцептивних сигналах. [4,10].

Коефіцієнт реактивності, аналізований по альфа-ритму ФЕЕГ в схемових умовах переходу З1 - В очей в лівій півкулі, змінився під впливом комплексу фізичних вправ від 1,54±0,36 до 1,41±0,22 (t = 1,66), а в правій півкулі - від 1,56±0,36 до 1,41±0,21 (t = 2,24), що свідчить про виражену тенденцію до зменшення лабільності нейронних процесів у відповідь на специфічну зорову стимуляцію. В схемі відкриті очі - закриті очі В – З2 знайдено незначне зниження реактивності як в лівій (t = -0,97), так і в правій (t = -1,09) півкулях мозку.

Зміна ВЕЕГ при виконанні АМР під впливом комплексу аутотракції представлена в табл.1

Таблиця 1

Зміна викликаних потенціалів в лівій та правій півкулях мозку у спортсменів (n=20) під впливом комплексу аутотракції.

Показники

До аутотракції (Mean±Std.Dv.)

Після аутотракції (Mean±Std.Dv.)

t

p

Ліва півкуля

УНі

-7,71±4,94

-7,66±6,22

-0,06

0,95

УНт

-5,86±5,35

-5,84±6,65

-0,03

0,98

УНall

-8,27±5,25

-8,86±6,21

0,61

0,55

Амлітуда P300

14,89±8,20

16,10±9,08

-0,47

0,64

Латентний період Р300

362,75±68,85

384,00±55,81

-1,08

0,30

Права півкуля

УНі

-5,88±4,82

-6,22±5,19

0,37

0,72

УНт

-4,00±6,01

-4,11±6,85

0,10

0,92

УНall

-6,46±5,02

-6,86±5,29

0,41

0,69

Амлітуда P300

14,84±7,98

16,48±8,59

-0,68

0,50

Латентний період Р300

362,75±67,70

386,05±53,85

-1,17

0,26

Час реакції

205,54±45,55

193,46±34,54

1,00

0,33


Згідно з цими даним знайдена виражена тенденція в збільшенні латентного періоду АМР (t = -1,08 і -1,17) і зниженні часу реакції (t = 1,00), що також відображає седативный ефект тракційної міорелаксації на діяльність специфічних структур мозку.

Висновки. Комплекс фізичних вправ аутотракції седативно впливає на діяльність ЦНС, що маніфестується в тенденції до збільшення потужності низькочастотних і зниження вираженості високочастотних ритмів у ФЕЕГ (t варіює від -0,19 до 0,85), і у ВВЕЕГ (t складає 0,03 - 1,17). При цьому зменшується реактивність нервових процесів (t = -0,97 - 2,24) на фоні зростання латентного періоду (t = -1,08 - 1.17) і часу аудіо-моторної реакції (t = 1,00).

Література

Александров Ю.И. Основы психофизиологии.- М.: Инфра-М, 1997.- 432 с.

Батуев А.С. Высшие интегральные системы мозга.- Л.: Наука, 1981.- 253 с.

Бродбент Д. Установка на стимул и установка на ответ: два вида селективного внимания // Хрестоматия на внимание / Под ред. А.Н.Леонтьева, А.А.Пузырея, В.Я.Романова.- М., 1976.- С. 271-280.

Высочин Ю.В., Денисенко Ю.П., Гусев В.А., Гордеев В.А., Гордеев Ю.В. Влияние сократительных и релаксационных характеристик мышц на рост квалификации спортсменов // Теор. и практ. физ. культ. - № 6, 2003. - С. 23-25.

Гусельников В.И. Электрофизиология головного мозга. (Курс лекций).- М.: «Высшая школа», 1976.- 423 с.

Жирмунская Е.А., Лосев В.С. Системы описания и классификации электроэнцефалограммы человека.- М.: Наука, 1984.- 80 с.

Мельниченко Е.В., Озерова Л.А., Ефименко А.М., Пархоменко А.И., Мишин Н.П. Физиологический статус двигательной системы позвоночника и ее реабилитация методами пластического массажа и аутотракции // Таврич. мед.-биол. вестник.- 2004.- №1.- С. 146-153.

Павленко В.Б., Конорева И.Н. Индивидуальные личностные особенности связанных с событием ситуации с отчетом временных интервалов //Нейрофизиология/ Neuvophysiology.- 2000.- т.32, №1.- С. 48-55.

Озєрова Л.О., Мельніченко О.В., Пархоменко О.І., Єфіменко А.М. Спосіб реабілітації хворих з ідіоматичним сколіозом 1 – 3 ступеня і остеохондрозом хребта. // Деклар. Патент на винахід UA 71267 A, 7A61H23/ 00 від 15.11.2004 р., Бюл. №11., 2004 р.

Циденова Н.В. Точечный массаж как средство профилактики перенапряжений опорно-двигательного аппарата у спортсменов // Физиотер., бальнеол. и реаб.- 2004.- №3.- С. 23-26.



THE AUTOTRACTION INFLUENCE ON EEG-POTENTIALS IN PARADIGM OF DIFFICULT AUDIOMOTOR REACTION

E.V.MELNICHENKO, A.M.EFIMENKO, N.P.MISHIN, L.A.OZEROVA, A.I.PARHOMENKO, D.V.ROMASHEVSKIY

V.Vernadsky Tavrida University, Simferopol, Ukraine

Abstract. The 20 subjects (sportsman) took part in research effect autotraction on functional state CNS. Current EEG (CEEG) in relaxed state with closed eyes, evoked EEG (EEEG) and P300 during audiomotor reaction (AMR) were analyzed.

There was found marked trend inereasing power low - frequency rhythms and decreasing power high - frequency rhythms in CEEG, lowering соеfficient reactivity (t = 2,24) and rising temporal parameters AMR and P300 асtive mio-relaxation арpeared to render sedative effect on асtivity specific brain structures.

Key words: audiomotor reaction, autotraction, eeg-potentials.