Tack

Webbplatsen tillhandahåller referensinformation endast i informationssyfte. Diagnos och behandling av sjukdomar måste utföras under överinseende av en specialist. Alla läkemedel har kontraindikationer. Samråd med en specialist krävs!

Hjärnans aktivitet, tillståndet för dess anatomiska strukturer, förekomsten av patologier studeras och registreras med hjälp av olika metoder - elektroencefalografi, reoencefalografi, datortomografi, etc. En stor roll för att identifiera olika abnormiteter i hjärnstrukturernas funktion hör till metoder för att studera dess elektriska aktivitet, särskilt elektroencefalografi.

Elektroencefalogram av hjärnan - definition och essens av metoden

Elektroencefalogram (EEG)är en registrering av den elektriska aktiviteten hos neuroner i olika hjärnstrukturer, som görs på specialpapper med hjälp av elektroder. Elektroder placeras på olika delar av huvudet och registrerar aktiviteten hos en viss del av hjärnan. Vi kan säga att ett elektroencefalogram är en inspelning av den funktionella aktiviteten i hjärnan hos en person i alla åldrar.

Den mänskliga hjärnans funktionella aktivitet beror på aktiviteten hos medianstrukturerna - retikulär bildning Och framhjärnan, som bestämmer elektroencefalogrammets rytm, allmänna struktur och dynamik. Ett stort antal kopplingar av retikulär bildning och framhjärna med andra strukturer och cortex bestämmer EEG:s symmetri och dess relativa "likhet" för hela hjärnan.

Ett EEG tas för att bestämma hjärnans aktivitet vid olika lesioner i centrala nervsystemet, till exempel med neuroinfektioner (poliomyelit etc.), meningit, encefalit etc. Baserat på EEG-resultaten är det möjligt att bedöma graden av hjärnskada på grund av olika orsaker, och klargöra specifik plats som har skadats.

EEG tas enligt ett standardprotokoll, som tar hänsyn till inspelningar i ett tillstånd av vakenhet eller sömn (spädbarn), med speciella tester. Rutinmässiga tester för EEG är:
1. Fotostimulering (exponering för blixtar av starkt ljus på slutna ögon).
2. Öppnar och stänger ögonen.
3. Hyperventilation (sällsynt och djup andning i 3 till 5 minuter).

Dessa tester görs på alla vuxna och barn vid EEG, oavsett ålder och patologi. Dessutom kan ytterligare tester användas när du tar ett EEG, till exempel:

• knyter fingrarna till en knytnäve;
• sömnbristtest;
• stanna i mörkret i 40 minuter;
• övervaka hela perioden av nattsömn;
• ta mediciner;
• utföra psykologiska tester.

Ytterligare tester för EEG bestäms av en neurolog som vill utvärdera vissa funktioner i en persons hjärna.

Vad visar ett elektroencefalogram?

Ett elektroencefalogram speglar det funktionella tillståndet av hjärnstrukturer i olika mänskliga tillstånd, till exempel sömn, vakenhet, aktivt mentalt eller fysiskt arbete, etc. Ett elektroencefalogram är en absolut säker metod, enkel, smärtfri och kräver inget allvarligt ingrepp.

Idag används elektroencefalogrammet i stor utsträckning i praktiken av neurologer, eftersom denna metod gör det möjligt att diagnostisera epilepsi, vaskulära, inflammatoriska och degenerativa lesioner i hjärnan. Dessutom hjälper EEG till att bestämma den specifika platsen för tumörer, cystor och traumatiska skador på hjärnstrukturer.

Ett elektroencefalogram med irritation av patienten av ljus eller ljud gör det möjligt att skilja sanna syn- och hörselnedsättningar från hysteriska, eller deras simulering. EEG används på intensivvårdsavdelningar för dynamisk övervakning av tillståndet hos patienter i koma. Försvinnandet av tecken på elektrisk aktivitet i hjärnan på EEG är ett tecken på mänsklig död.

Var och hur gör man det?

Ett elektroencefalogram för en vuxen kan tas på neurologiska kliniker, på avdelningar på stads- och regionsjukhus eller på en psykiatrisk klinik. Elektroencefalogram tas som regel inte på kliniker, men det finns undantag från regeln. Det är bättre att gå till ett psykiatriskt sjukhus eller neurologavdelning, där specialister med nödvändiga kvalifikationer arbetar.

Elektroencefalogram för barn under 14 år tas endast på specialiserade barnsjukhus där barnläkare arbetar. Det vill säga att du behöver åka till barnsjukhuset, hitta neurologavdelningen och fråga när EEG är taget. Psykiatriska kliniker tar som regel inte EEG för små barn.

Dessutom privata vårdcentraler specialiserade på diagnostik och behandling av neurologisk patologi, tillhandahåller även EEG-tjänster för både barn och vuxna. Du kan kontakta en multidisciplinär privatklinik, där det finns neurologer som tar ett EEG och dechiffrerar inspelningen.

Ett elektroencefalogram bör endast tas efter en hel natts vila, i frånvaro av stressiga situationer och psykomotorisk agitation. Två dagar innan EEG tas är det nödvändigt att utesluta alkoholhaltiga drycker, sömntabletter, lugnande och antikonvulsiva medel, lugnande medel och koffein.

Elektroencefalogram för barn: hur proceduren utförs

Att ta ett elektroencefalogram hos barn väcker ofta frågor från föräldrar som vill veta vad som väntar barnet och hur proceduren går. Barnet lämnas i ett mörkt, ljud- och ljussäkert rum, där det placeras på en soffa. Barn under 1 år hålls i sin mammas famn under EEG-registrering. Hela proceduren tar cirka 20 minuter.

För att spela in ett EEG sätts en mössa på barnets huvud, under vilken läkaren placerar elektroder. Huden under elektroderna fuktas med vatten eller gel. Två inaktiva elektroder placeras på öronen. Sedan, med hjälp av alligatorklämmor, ansluts elektroderna till ledningarna som är anslutna till enheten - encefalografen. Eftersom elektriska strömmar är mycket små behövs alltid en förstärkare, annars kommer hjärnaktiviteten helt enkelt inte att registreras. Det är den lilla strömstyrkan som är nyckeln till den absoluta säkerheten och ofarligheten av EEG, även för spädbarn.

För att påbörja undersökningen ska barnets huvud placeras plant. Anterior lutning bör inte tillåtas eftersom detta kan orsaka artefakter som kommer att misstolkas. EEG tas för spädbarn under sömnen, vilket inträffar efter utfodring. Tvätta ditt barns hår innan du tar EEG. Mata inte barnet innan du lämnar huset, detta görs omedelbart före testet så att barnet äter och somnar - det är trots allt vid denna tidpunkt som EEG tas. För att göra detta, förbered ersättning eller tryck bröstmjölk i en flaska som du använder på sjukhuset. Upp till 3 års ålder tas EEG endast i ett sömntillstånd. Barn över 3 år kan hålla sig vakna, men för att hålla ditt barn lugnt, ta en leksak, bok eller något annat som distraherar barnet. Barnet ska vara lugnt under EEG.

Vanligtvis registreras EEG som en bakgrundskurva, och tester med öppning och stängning av ögonen, hyperventilation (långsam och djup andning) och fotostimulering utförs också. Dessa tester är en del av EEG-protokollet, och utförs på absolut alla – både vuxna och barn. Ibland ber de dig att knyta fingrarna till en knytnäve, lyssna på olika ljud osv. Genom att öppna ögonen kan vi bedöma aktiviteten hos hämningsprocesser, och genom att stänga dem kan vi bedöma excitationsaktiviteten. Hyperventilation kan utföras hos barn efter 3 års ålder i form av ett spel - till exempel att be barnet att blåsa upp en ballong. Sådana sällsynta och djupa inandningar och utandningar varar i 2–3 minuter. Detta test låter dig diagnostisera latent epilepsi, inflammation i hjärnans strukturer och membran, tumörer, dysfunktion, trötthet och stress. Fotostimulering utförs med slutna ögon och ljuset blinkande. Testet låter dig bedöma graden av försening i barnets mentala, fysiska, tal och mentala utveckling, såväl som närvaron av foci av epileptisk aktivitet.

Elektroencefalogram rytmer

Elektroencefalogrammet måste visa en regelbunden rytm av en viss typ. Regelbundenhet av rytmer säkerställs av arbetet i den del av hjärnan - thalamus, som genererar dem och säkerställer synkroniseringen av aktiviteten och funktionella aktiviteten hos alla strukturer i det centrala nervsystemet.

Människans EEG innehåller alfa-, beta-, delta- och theta-rytmer, som har olika egenskaper och återspeglar vissa typer av hjärnaktivitet.

Alfa rytm har en frekvens på 8 – 14 Hz, reflekterar ett vilotillstånd och registreras hos en person som är vaken, men med slutna ögon. Denna rytm är normalt regelbunden, den maximala intensiteten registreras i området på baksidan av huvudet och kronan. Alfarytmen upphör att detekteras när några motoriska stimuli dyker upp.

Beta rytm har en frekvens på 13 – 30 Hz, men speglar tillståndet av ångest, rastlöshet, depression och användning av lugnande mediciner. Betarytmen registreras med maximal intensitet över hjärnans frontallober.

Theta rytm har en frekvens på 4–7 Hz och en amplitud på 25–35 μV, vilket återspeglar tillståndet för naturlig sömn. Denna rytm är en normal del av vuxens EEG. Och hos barn dominerar denna typ av rytm på EEG.

Delta rytm har en frekvens på 0,5 - 3 Hz, den återspeglar tillståndet för naturlig sömn. Det kan också spelas in i en begränsad mängd under vakenhet, max 15 % av alla EEG-rytmer. Amplituden för deltarytmen är normalt låg - upp till 40 μV. Om det finns ett överskott av amplitud över 40 μV, och denna rytm registreras i mer än 15% av tiden, klassificeras den som patologisk. En sådan patologisk deltarytm indikerar en dysfunktion i hjärnan, och den uppträder precis över det område där patologiska förändringar utvecklas. Uppkomsten av en deltarytm i alla delar av hjärnan indikerar utvecklingen av skador på strukturerna i det centrala nervsystemet, som orsakas av leverdysfunktion, och är proportionell mot svårighetsgraden av medvetandestörningen.

Elektroencefalogramresultat

Resultatet av elektroencefalogrammet är en inspelning på papper eller i datorns minne. Kurvorna registreras på papper och analyseras av läkaren. EEG-vågornas rytm, frekvens och amplitud bedöms, karakteristiska element identifieras och deras fördelning i rum och tid registreras. Sedan sammanfattas alla uppgifter och återspeglas i slutsatsen och beskrivningen av EEG, som klistras in i journalen. EEG-slutsatsen baseras på typen av kurvor, med hänsyn till de kliniska symtom som finns hos en person.

En sådan slutsats måste återspegla de viktigaste egenskaperna hos EEG och inkluderar tre obligatoriska delar:
1. Beskrivning av EEG-vågornas aktivitet och typiska tillhörighet (till exempel: "Alfarytmen registreras över båda hemisfärerna. Medelamplituden är 57 μV till vänster och 59 μV till höger. Den dominerande frekvensen är 8,7 Hz. Alfarytmen dominerar i de occipitalledarna.”).
2. Slutsats enligt beskrivningen av EEG och dess tolkning (till exempel: "Tecken på irritation av hjärnans cortex och mittlinjestrukturer. Asymmetri mellan hjärnhalvorna och paroxysmal aktivitet upptäcktes inte").
3. Bestämma överensstämmelsen mellan kliniska symtom med EEG-resultat (till exempel: "Objektiva förändringar i hjärnans funktionella aktivitet registrerades, motsvarande manifestationer av epilepsi").

Avkodning av elektroencefalogrammet

Avkodning av ett elektroencefalogram är processen att tolka det med hänsyn till de kliniska symtom som finns hos patienten. I avkodningsprocessen är det nödvändigt att ta hänsyn till den basala rytmen, nivån av symmetri i den elektriska aktiviteten hos hjärnneuroner i vänster och höger hemisfär, aktiviteten hos kommissuren, EEG-förändringar mot bakgrund av funktionella tester ( öppning - att stänga ögonen, hyperventilering, fotostimulering). Den slutliga diagnosen görs endast med hänsyn till förekomsten av vissa kliniska tecken som berör patienten.

Avkodning av elektroencefalogrammet innebär att tolka slutsatsen. Låt oss överväga de grundläggande begreppen som läkaren reflekterar i slutsatsen och deras kliniska betydelse (det vill säga vad dessa eller dessa parametrar kan indikera).

Alfa - rytm

Normalt är dess frekvens 8–13 Hz, amplituden sträcker sig upp till 100 μV. Det är denna rytm som bör råda över båda hemisfärerna hos friska vuxna. Alfarytmpatologier är följande:

• konstant registrering av alfarytmen i de främre delarna av hjärnan;
• interhemisfärisk asymmetri över 30 %;
• kränkning av sinusformade vågor;
• paroxysmal eller bågformad rytm;
• instabil frekvens;
• amplitud mindre än 20 μV eller mer än 90 μV;
• rytmindex mindre än 50%.

Vad tyder vanliga alfarytmstörningar på?
Allvarlig interhemisfärisk asymmetri kan indikera närvaron av en hjärntumör, cysta, stroke, hjärtinfarkt eller ärr på platsen för en gammal blödning.

Hög frekvens och instabilitet i alfarytmen indikerar traumatisk hjärnskada, till exempel efter hjärnskakning eller traumatisk hjärnskada.

Oorganisering av alfarytmen eller dess fullständiga frånvaro indikerar förvärvad demens.

Om försenad psykomotorisk utveckling hos barn säger de:

• alfarytmdesorganisering;
• ökad synkroni och amplitud;
• flytta fokus för aktivitet från baksidan av huvudet och kronan;
• svag kort aktiveringsreaktion;
• överdrivet svar på hyperventilering.

En minskning av alfarytmens amplitud, en förändring av aktivitetsfokus från baksidan av huvudet och kronan och en svag aktiveringsreaktion indikerar närvaron av psykopatologi.

Exciterbar psykopati manifesteras av en nedgång i frekvensen av alfarytmen mot bakgrund av normal synkroni.

Hämmande psykopati manifesteras av EEG-desynkronisering, låg frekvens och alfarytmindex.

Ökad synkronisering av alfarytmen i alla delar av hjärnan, en kort aktiveringsreaktion - den första typen av neuroser.

Svagt uttryck av alfarytmen, svaga aktiveringsreaktioner, paroxysmal aktivitet - den tredje typen av neuroser.

Beta rytm

Normalt är det mest uttalat i hjärnans frontallober och har en symmetrisk amplitud (3–5 μV) i båda hemisfärerna. Patologi av betarytmen är följande tecken:

• paroxysmala flytningar;
• låg frekvens, fördelad över den konvexitala ytan av hjärnan;
• asymmetri mellan hemisfärer i amplitud (över 50%);
• sinusformad typ av betarytm;
• amplitud mer än 7 μV.

Vad indikerar betarytmstörningar på EEG?
Närvaron av diffusa betavågor med en amplitud som inte är högre än 50-60 μV indikerar en hjärnskakning.

Korta spindlar i betarytmen indikerar encefalit. Ju allvarligare inflammationen i hjärnan är, desto större är frekvensen, varaktigheten och amplituden för sådana spindlar. Observerades hos en tredjedel av patienterna med herpesencefalit.

Betavågor med en frekvens på 16–18 Hz och hög amplitud (30–40 μV) i de främre och centrala delarna av hjärnan är tecken på försenad psykomotorisk utveckling hos ett barn.

EEG-desynkronisering, där betarytmen dominerar i alla delar av hjärnan, är den andra typen av neuros.

Theta rytm och delta rytm

Normalt kan dessa långsamma vågor endast registreras på en sovande persons elektroencefalogram. I ett tillstånd av vakenhet uppträder sådana långsamma vågor på EEG endast i närvaro av degenerativa processer i hjärnans vävnader, som kombineras med kompression, högt blodtryck och letargi. Paroxysmala theta- och deltavågor hos en person i ett tillstånd av vakenhet upptäcks när de djupa delarna av hjärnan skadas.

Hos barn och unga under 21 år kan elektroencefalogrammet avslöja diffusa theta- och deltarytmer, paroxysmala urladdningar och epileptoid aktivitet, vilka är normala varianter och inte indikerar patologiska förändringar i hjärnans strukturer.

Vad indikerar störningar av theta- och deltarytmer på EEG?
Deltavågor med hög amplitud indikerar närvaron av en tumör.

Synkron thetarytm, deltavågor i alla delar av hjärnan, utbrott av bilaterala synkrona thetavågor med hög amplitud, paroxysmer i de centrala delarna av hjärnan - indikerar förvärvad demens.

Övervikten av theta- och deltavågor på EEG med maximal aktivitet i occipitalregionen, blixtar av bilaterala synkrona vågor, vars antal ökar med hyperventilering, indikerar en försening i den psykomotoriska utvecklingen av barnet.

Ett högt index för theta-aktivitet i de centrala delarna av hjärnan, bilateral synkron theta-aktivitet med en frekvens på 5 till 7 Hz, lokaliserad i de främre eller temporala regionerna av hjärnan indikerar psykopati.

Thetarytmer i de främre delarna av hjärnan som de viktigaste är en excitabel typ av psykopati.

Paroxysmer av theta- och deltavågor är den tredje typen av neuroser.

Uppkomsten av högfrekventa rytmer (till exempel beta-1, beta-2 och gamma) indikerar irritation (irritation) av hjärnstrukturer. Detta kan bero på olika cerebrovaskulära olyckor, intrakraniellt tryck, migrän etc.

Bioelektrisk aktivitet i hjärnan (BEA)

Denna parameter i EEG-slutsatsen är en komplex beskrivande egenskap avseende hjärnrytmer. Normalt bör hjärnans bioelektriska aktivitet vara rytmisk, synkron, utan foci av paroxysmer, etc. I slutet av EEG skriver läkaren vanligtvis vilka specifika störningar i hjärnans bioelektriska aktivitet som identifierades (till exempel desynkroniserade, etc.).

Vad indikerar olika störningar i hjärnans bioelektriska aktivitet?
Relativt rytmisk bioelektrisk aktivitet med foci av paroxysmal aktivitet i alla delar av hjärnan indikerar närvaron av något område i dess vävnad där excitationsprocesser överstiger hämning. Denna typ av EEG kan indikera förekomsten av migrän och huvudvärk.

Diffusa förändringar i hjärnans bioelektriska aktivitet kan vara normala om inga andra avvikelser upptäcks. Således, om det i slutsatsen bara skrivs om diffusa eller måttliga förändringar i hjärnans bioelektriska aktivitet, utan paroxysmer, foci av patologisk aktivitet eller utan en minskning av tröskeln för konvulsiv aktivitet, så är detta en variant av normen . I det här fallet kommer neurologen att ordinera symptomatisk behandling och sätta patienten under observation. Men i kombination med paroxysmer eller foci av patologisk aktivitet talar de om förekomsten av epilepsi eller en tendens till anfall. Minskad bioelektrisk aktivitet i hjärnan kan upptäckas vid depression.

Andra indikatorer

Dysfunktion av mellanhjärnans strukturer – detta är en lindrigt uttryckt störning i hjärnneuronernas aktivitet, som ofta finns hos friska människor, och indikerar funktionsförändringar efter stress, etc. Detta tillstånd kräver endast en symtomatisk behandling.

Interhemisfärisk asymmetri kan vara en funktionell störning, det vill säga inte indikera patologi. I det här fallet är det nödvändigt att genomgå undersökning av en neurolog och en kurs av symptomatisk terapi.

Diffus desorganisering av alfarytmen, aktivering av diencefaliska stamstrukturer i hjärnan mot bakgrund av tester (hyperventilation, stängning-öppning av ögon, fotostimulering) är normen, om patienten inte har några klagomål.

Centrum för patologisk aktivitet indikerar ökad excitabilitet i detta område, vilket indikerar en tendens till anfall eller närvaro av epilepsi.

Irritation av olika hjärnstrukturer (cortex, mittsektioner etc.) är oftast förknippad med nedsatt cerebral cirkulation på grund av olika orsaker (till exempel åderförkalkning, trauma, ökat intrakraniellt tryck etc.).

Paroxysmer De talar om ökad excitation och minskad hämning, som ofta åtföljs av migrän och enkel huvudvärk. Dessutom kan det finnas en tendens att utveckla epilepsi eller närvaron av denna patologi om en person har haft anfall tidigare.

Minska tröskeln för anfallsaktivitet indikerar anlag för anfall.

Följande tecken indikerar närvaron av ökad excitabilitet och en tendens till kramper:

• förändringar i elektriska potentialer i hjärnan enligt den resterande irriterande typen;
• förbättrad synkronisering;
• patologisk aktivitet av hjärnans mittlinjestrukturer;
• paroxysmal aktivitet.

I allmänhet är kvarvarande förändringar i hjärnans strukturer konsekvenserna av skador av olika slag, till exempel efter skada, hypoxi, virus- eller bakterieinfektion. Kvarvarande förändringar finns i alla hjärnvävnader och är därför diffusa. Sådana förändringar stör den normala passagen av nervimpulser.

Irritation av hjärnbarken längs den konvexiella ytan av hjärnan, ökad aktivitet av medianstrukturerna i vila och under tester kan observeras efter traumatiska hjärnskador, med en övervikt av excitation över hämning, såväl som med organisk patologi av hjärnvävnad (till exempel tumörer, cystor, ärr, etc.).

Epileptiform aktivitet indikerar utveckling av epilepsi och en ökad tendens till anfall.

Ökad ton av synkroniserande strukturer och måttlig dysrytmi är inte uttalade störningar eller patologier i hjärnan. I det här fallet, tillgripa symptomatisk behandling.

Tecken på neurofysiologisk omognad kan tyda på en försening i barnets psykomotoriska utveckling.

Uttalade förändringar i kvarvarande organisk typ med ökande desorganisering under tester, paroxysmer i alla delar av hjärnan - dessa tecken åtföljer vanligtvis svår huvudvärk, ökat intrakraniellt tryck, uppmärksamhetsbrist hyperaktivitetsstörning hos barn.

Störning av hjärnvågsaktivitet (uppträdande av betaaktivitet i alla delar av hjärnan, dysfunktion av mittlinjestrukturer, thetavågor) uppstår efter traumatiska skador, och kan yttra sig som yrsel, medvetslöshet, etc.

Organiska förändringar i hjärnans strukturer hos barn är en konsekvens av infektionssjukdomar som cytomegalovirus eller toxoplasmos, eller hypoxiska störningar som uppstår under förlossningen. En omfattande undersökning och behandling är nödvändig.

Regulatoriska cerebrala förändringar är registrerade i högt blodtryck.

Närvaron av aktiva urladdningar i någon del av hjärnan , som intensifieras med träning, innebär att som svar på fysisk stress kan en reaktion utvecklas i form av medvetslöshet, synnedsättning, hörselnedsättning etc. Den specifika reaktionen på fysisk aktivitet beror på platsen för källan till aktiva flytningar. I detta fall bör fysisk aktivitet begränsas till rimliga gränser.

Vid hjärntumörer upptäcks följande:

• uppkomsten av långsamma vågor (theta och delta);
• bilaterala synkrona störningar;
• epileptoid aktivitet.

Ändrar framsteg när utbildningsvolymen ökar.

Desynkronisering av rytmer, tillplattad EEG-kurva utvecklas i cerebrovaskulära patologier. En stroke åtföljs av utvecklingen av theta- och deltarytmer. Graden av elektroencefalogramavvikelser korrelerar med svårighetsgraden av patologin och utvecklingsstadiet.

Theta- och deltavågor i alla delar av hjärnan; i vissa områden bildas betarytmer under skada (till exempel med hjärnskakning, medvetslöshet, blåmärken, hematom). Utseendet av epileptoid aktivitet mot bakgrund av hjärnskada kan leda till utvecklingen av epilepsi i framtiden.

Betydande avmattning av alfarytmen kan åtfölja parkinsonism. Fixering av theta- och deltavågor i de främre och främre temporala delarna av hjärnan, som har olika rytmer, låga frekvenser och höga amplituder, är möjlig vid Alzheimers sjukdom

Sida 48 av 59

11
NORMALA OCH PATOLOGISKA ELEKTROENSEFALOGRAM FÖR BARN
ÅLDERSFUNKTIONER I EEG FÖR FRISKA BARN
Ett barns EEG skiljer sig markant från en vuxens EEG. I processen för individuell utveckling genomgår den elektriska aktiviteten i olika områden av cortex ett antal betydande förändringar på grund av heterokroniciteten av mognad av cortex och subkortikala formationer och de olika graderna av deltagande av dessa hjärnstrukturer i bildandet av EEG. .
Bland de många studierna i denna riktning är de mest grundläggande verken av Lindsley (1936), F. Gibbs och E. Gibbs (1950), G. Walter (1959), Lesny (1962), L. A. Novikova
, N.N. Zislina (1968), D.A. Farber (1969), V.V. Alferova (1967), etc.
Ett utmärkande drag för små barns EEG är närvaron av långsamma former av aktivitet i alla delar av hemisfärerna och det svaga uttrycket av regelbundna rytmiska svängningar, som upptar huvudplatsen på en vuxens EEG.
Det vakna EEG hos nyfödda kännetecknas av närvaron av lågamplitudsvängningar av olika frekvenser i alla områden av cortex.
I fig. 121, A visar ett EEG av ett barn registrerat den 6:e dagen efter födseln. Det finns ingen dominant rytm i alla delar av hemisfärerna. Asynkrona deltavågor med låg amplitud och enkla theta-svängningar registreras med lågspänningsbeta-svängningar bevarade mot bakgrunden. Under neonatalperioden, under övergången till sömn, observeras en ökning av amplituden av biopotentialer och uppkomsten av grupper av rytmiska synkroniserade vågor med en frekvens på 4-6 Hz.
Med åldern upptar rytmisk aktivitet en ökande plats på EEG och manifesteras mer ihållande i de occipitala områdena i cortex. Efter 1 år är den genomsnittliga frekvensen av rytmiska svängningar i dessa delar av hemisfärerna från 3 till 6 Hz, och amplituden når 50 μV. Vid en ålder av 1 till 3 år visar barnets EEG en ytterligare ökning av frekvensen av rytmiska svängningar. I de occipitalområdena dominerar svängningar med en frekvens på 5-7 Hz, medan antalet svängningar med en frekvens på 3-4 Hz minskar. Långsam aktivitet (2-3 Hz) är genomgående tydlig i de främre delarna av hemisfärerna. Vid denna ålder visar EEG förekomsten av frekventa svängningar (16-24 Hz) och sinusformade rytmiska svängningar med en frekvens på 8 Hz.

Ris. 121. EEG av små barn (enligt Dumermulh et a., 1965).
A - EEG av ett barn i åldern 6 dagar; asynkrona deltavågor med låg amplitud och enkla thetaoscillationer registreras i alla områden av cortex; B - EEG av ett 3-årigt barn; i de bakre delarna av hemisfärerna registreras rytmisk aktivitet med en frekvens på 7 Hz; polymorfa deltavågor uttrycks diffust; Frekventa beta-oscillationer förekommer i de främre regionerna.
I fig. 121, B visar EEG för ett 3-årigt barn. Som kan ses i figuren registreras stabil rytmisk aktivitet med en frekvens på 7 Hz i de bakre delarna av hemisfärerna. Polymorfa deltavågor av olika perioder uttrycks diffust. Lågspänningsbeta-oscillationer synkroniserade med betarytmen registreras ständigt i frontal-centrala områden.
Vid 4 års ålder, i de occipitala områdena av cortex, blir svängningar med en frekvens på 8 Hz mer konstanta. Thetavågor dominerar dock i de centrala regionerna (5-7 vibrationer per sekund). Deltavågor uppträder konsekvent i de främre regionerna.
För första gången visas en tydligt definierad alfarytm med en frekvens på 8-10 Hz på EEG hos barn i åldern 4 till 6 år. Hos 50 % av barnen i denna ålder registreras alfarytmen konsekvent i de occipitala områdena i cortex. EEG av de främre sektionerna är polymorf. I frontområdena finns ett stort antal långsamma vågor med hög amplitud. På EEG av denna åldersgrupp är svängningar med en frekvens på 4-7 Hz vanligast.

Ris. 122. EEG av ett 12-årigt barn. Alfarytmen spelas in regelbundet (enligt Dumermuth et al., 1965).
I vissa fall är den elektriska aktiviteten hos barn 4-6 år polymorf till sin natur. Det är intressant att notera att EEG av barn i denna ålder kan registrera grupper av theta-svängningar, ibland generaliserade till alla delar av hemisfärerna.
Vid 7-9 års ålder sker en minskning av antalet thetavågor och en ökning av antalet alfaoscillationer. Hos 80 % av barnen i denna ålder dominerar alfarytmen stadigt i de bakre delarna av hemisfärerna. I den centrala regionen utgör alfarytmen 60 % av alla fluktuationer. Lågspänningspolyrytmisk aktivitet registreras i de främre områdena. EEG av vissa barn i dessa områden visar till övervägande del bilaterala urladdningar med hög amplitud av thetavågor, periodiskt synkroniserade i alla delar av hemisfären. Övervikten av theta-vågor i de parietal-centrala regionerna, tillsammans med förekomsten av paroxysmala bilaterala utbrott av theta-aktivitet hos barn i åldrarna 5 till 9 år, bedöms av ett antal författare (D.A. Farber, 1969; V.V. Alferova, 1967; N.N. Zislina, 1968; S. S. Mnukhnn och A. I. Stepanov, 1969, etc.) som en indikator på ökad aktivitet av diencefaliska hjärnstrukturer i detta skede av ontogenes.
En studie av den elektriska aktiviteten i hjärnan hos barn 10-12 år visade att alfarytmen i denna ålder blir den dominerande formen av aktivitet inte bara i kaudal, utan också i de rostrala delarna av hjärnan. Dess frekvens ökar till 9-12 Hz. Samtidigt finns en signifikant minskning av theta-svängningar, men de registreras fortfarande i de främre delarna av hemisfärerna, oftare i form av enstaka thetavågor.
I fig. 122 visar EEG för barn A, 12 år. Det kan noteras att alfarytmen registreras regelbundet och visas med en gradient från occipital till frontalregionerna. I alfarytmserien observeras individuella spetsiga alfaoscillationer. Enstaka thetavågor registreras i de fronto-centrala avledningarna. Deltaaktivitet uttrycks diffust och inte grovt.
Vid 13-18 års ålder visar EEG en enda dominant alfarytm i alla delar av hemisfärerna. Det finns nästan ingen långsam aktivitet; Ett karakteristiskt drag hos EEG är en ökning av antalet snabba svängningar i de centrala delarna av cortex.
En jämförelse av svårighetsgraden av olika EEG-rytmer hos barn och ungdomar i olika åldersgrupper visade att den mest allmänna trenden i utvecklingen av hjärnans elektriska aktivitet med åldern är en minskning, till och med helt försvinnande, av icke-rytmiska långsamma svängningar som dominerar EEG av barn i yngre åldersgrupper, och ersättning av denna form av aktivitet regelbundet uttalad alfarytm, som i 70% av fallen är den huvudsakliga formen av EEG-aktivitet för en vuxen frisk person.

2.1.3. Topografisk kartläggning av elektrisk aktivitet i hjärnan

2.1.4. datortomografi

2.1.5. Neural aktivitet

2.1.6. Metoder för att påverka hjärnan

2.2. Hudens elektriska aktivitet

2.3. Indikatorer för det kardiovaskulära systemet

2.4. Indikatorer för muskelsystemets aktivitet

2.5. Indikatorer för aktivitet i andningsorganen (pneumografi)

2.6. Ögonreaktioner

2.7. Lögndetektor

2.8. Val av metoder och indikatorer

Slutsats

Rekommenderad läsning

Avsnitt IIi. Psykofysiologi av funktionella tillstånd och känslor Kapitel. 3. Psykofysiologi av funktionella tillstånd

3.1. Problem med att bestämma funktionella tillstånd

3.1.1. Olika tillvägagångssätt för att bestämma fs

3.1.2. Neurofysiologiska mekanismer för vakenhetsreglering

Stora skillnader i effekterna av hjärnstammen och thalamisk aktivering

3.1.3. Metoder för att diagnostisera funktionella tillstånd

Effekter av de sympatiska och parasympatiska systemen

3.2. Sömnens psykofysiologi

3.2.1. Fysiologiska egenskaper hos sömnen

3.2.2. Drömteorier

3.3. Stressens psykofysiologi

3.3.1. Förutsättningar för stress

3.3.2. Allmänt anpassningssyndrom

3.4. Smärta och dess fysiologiska mekanismer

3.5. Återkoppling i regleringen av funktionstillstånd

3.5.1. Typer av artificiell feedback inom psykofysiologi

3.5.2. Vikten av feedback för att organisera beteende

Kapitel 4. Psykofysiologi av den känslomässiga behovssfären

4.1. Behovens psykofysiologi

4.1.1. Definition och klassificering av behov

4.1.2. Psykofysiologiska mekanismer för uppkomsten av behov

4.2. Motivation som en faktor för att organisera beteende

4.3. Psykofysiologi av känslor

4.3.1. Morfofunktionellt substrat för känslor

4.3.2. Teorier om känslor

4.3.3. Metoder för att studera och diagnostisera känslor

Rekommenderad läsning

Avsnitt III. Den kognitiva sfärens psykofysiologi Kapitel 5. Perceptionens psykofysiologi

5.1. Kodning av information i nervsystemet

5.2. Neurala modeller av perception

5.3. Elektroencefalografiska studier av perception

5.4. Topografiska aspekter av perception

Skillnader mellan hemisfärer i visuell perception (L. Ileushina et al., 1982)

Kapitel 6. Psykofysiologi av uppmärksamhet

6.1. Ungefärlig reaktion

6.2. Neurofysiologiska mekanismer för uppmärksamhet

6.3. Metoder för att studera och diagnostisera uppmärksamhet

Kapitel 7. Minnets psykofysiologi

7.1. Klassificering av typer av minne

7.1.1. Elementära typer av minne och inlärning

7.1.2. Specifika typer av minne

7.1.3. Temporal organisation av minnet

7.1.4. Avtrycksmekanismer

7.2. Fysiologiska teorier om minne

7.3. Biokemiska studier av minne

Kapitel 8. Psykofysiologi av talprocesser

8.1. Icke-tal kommunikationsformer

8.2. Tal som ett system av signaler

8.3. Perifera talsystem

8.4. Hjärnans tal centrerar

8.5. Tal och interhemisfärisk asymmetri

8.6. Utveckling av tal och specialisering av hemisfärer i ontogenes

8.7. Elektrofysiologiska korrelat av talprocesser

Kapitel 9. Psykofysiologi av mental aktivitet

9.1. Elektrofysiologiska samband av tänkande

9.1.1. Neurala korrelationer av tänkande

9.1.2. Elektroencefalografiska korrelationer av tänkande

9.2. Psykofysiologiska aspekter av beslutsfattande

9.3. Psykofysiologiskt förhållningssätt till intelligens

Kapitel 10. Medvetande som psykofysiologiskt fenomen

10.1. Psykofysiologiskt förhållningssätt till definitionen av medvetande

10.2. Fysiologiska förutsättningar för medvetenhet om stimuli

10.3. Hjärncentra och medvetande

10.4. Förändrade medvetandetillstånd

10.5. Informationsinställning till problemet med medvetande

Kapitel 11. Psykofysiologi av motorisk aktivitet

11.1. Motorsystemets uppbyggnad

11.2. Klassificering av rörelser

11.3. Funktionell organisation av frivillig rörelse

11.4. Elektrofysiologiska korrelat av rörelseorganisation

11.5. Komplex av hjärnpotentialer associerade med rörelser

11.6. Neural aktivitet

Rekommenderad läsning

SektionIy. Utvecklingspsykofysiologi Kapitel 12. Grundläggande begrepp, idéer och problem

12.1. Allmänt begrepp om mognad

12.1.1. Mognadskriterier

12.1.2. Åldersnorm

12.1.3. Problemet med periodisering av utveckling

12.1.4. Kontinuitet i mognadsprocesser

12.2. Plasticitet och känslighet i det centrala nervsystemet i ontogenes

12.2.1. Effekter av anrikning och utarmning av miljön

12.2.2. Kritiska och känsliga utvecklingsperioder

Kapitel 13. Huvudsakliga metoder och forskningsinriktningar

13.1. Uppskattning av ålderseffekter

13.2. Elektrofysiologiska metoder för att studera dynamiken i mental utveckling

13.2.1. Förändringar i elektroencefalogrammet under ontogenes

13.2.2. Åldersrelaterade förändringar i framkallade potentialer

13.3. Ögonreaktioner som metod för att studera kognitiv aktivitet i tidig ontogenes

13.4. Huvudtyper av empirisk forskning inom utvecklingspsykofysiologi

Kapitel 14. Hjärnmognad och mental utveckling

14.1. Mognad av nervsystemet i embryogenes

14.2. Mognad av hjärnans huvudblock i postnatal ontogenes

14.2.1.Evolutionärt tillvägagångssätt för analys av hjärnmognad

14.2.2. Kortikolisering av funktioner i ontogenes

14.2.3. Lateralisering av funktioner i ontogenes

14.3. Hjärnmognad som en förutsättning för mental utveckling

Kapitel 15. Åldrande av kroppen och mental involution

15.1. Biologisk ålder och åldrande

15.2. Förändringar i kroppen under åldrandet

15.3. Teorier om åldrande

15.4. Vitaukt

Rekommenderad läsning

Litteratur Citerad

Innehåll

13.2. Elektrofysiologiska metoder för att studera dynamiken i mental utveckling

Inom utvecklingspsykofysiologi används nästan alla metoder som används när man arbetar med en kontingent av vuxna ämnen (se kapitel 2). Det finns dock åldersspecifikationer i användningen av traditionella metoder, vilka bestäms av ett antal omständigheter. För det första har de indikatorer som erhålls med dessa metoder stora åldersskillnader. Till exempel förändras elektroencefalogrammet och följaktligen de indikatorer som erhålls med dess hjälp avsevärt under ontogenesen. För det andra kan dessa förändringar (i deras kvalitativa och kvantitativa uttryck) fungera parallellt både som ett ämne för forskning och som ett sätt att bedöma dynamiken i hjärnmognad, och som ett verktyg/medel för att studera uppkomsten och funktionen av fysiologiska tillstånd. av mental utveckling. Dessutom är det det senare som är av störst intresse för utvecklingspsykofysiologin.

Alla tre aspekterna av studien av EEG i ontogenes är förvisso överensstämmande med varandra och kompletterar varandra, men vad gäller innehåll skiljer de sig mycket signifikant, och därför kan de betraktas separat från varandra. Av denna anledning, både i specifik vetenskaplig forskning och i praktiken, läggs ofta tonvikten på endast en eller två aspekter. Men trots att för utvecklingspsykofysiologin är den tredje aspekten av största vikt, d.v.s. Hur EEG-indikatorer kan användas för att bedöma de fysiologiska förutsättningarna och/eller villkoren för mental utveckling, studiedjupet och förståelsen av detta problem beror helt på graden av utarbetande av de två första aspekterna av EEG-studien.

13.2.1. Förändringar i elektroencefalogrammet under ontogenes

Huvuddraget hos EEG, som gör det till ett oumbärligt verktyg för utvecklingspsykologi, är dess spontana, autonoma natur. Regelbunden elektrisk aktivitet i hjärnan kan upptäckas redan hos fostret, och slutar först med början av döden. Samtidigt täcker åldersrelaterade förändringar i hjärnans bioelektriska aktivitet hela ontogenesperioden från ögonblicket för dess förekomst på ett visst (och ännu inte exakt etablerat) stadium av intrauterin hjärnutveckling fram till en persons död. En annan viktig omständighet som möjliggör produktiv användning av EEG i studien av hjärnans ontogenes är möjligheten till kvantitativ bedömning av de förändringar som uppstår.

Studier av ontogenetiska transformationer av EEG är mycket många. Den åldersrelaterade dynamiken hos EEG studeras i vila, i andra funktionella tillstånd (sömn, aktiv vakenhet, etc.), såväl som under påverkan av olika stimuli (visuell, auditiv, taktil). Baserat på många observationer har indikatorer identifierats genom vilka åldersrelaterade transformationer bedöms genom hela ontogenesen, både i mognadsprocessen (se kapitel 12.1.1.) och under åldrandet. Först och främst är dessa egenskaperna hos det lokala EEG:s frekvens-amplitudspektrum, dvs. aktivitet registrerad vid enskilda punkter i hjärnbarken. För att studera sambandet mellan bioelektrisk aktivitet registrerad från olika punkter i cortex, används spektral-korrelationsanalys (se kapitel 2.1.1) med en bedömning av koherensfunktionerna hos enskilda rytmiska komponenter.

Åldersrelaterade förändringar i den rytmiska sammansättningen av EEG. De mest studerade i detta avseende är åldersrelaterade förändringar i frekvens-amplitudspektrumet för EEG i olika områden av hjärnbarken. Visuell analys av EEG visar att hos vakna nyfödda domineras EEG av långsamma oregelbundna svängningar med en frekvens på 1–3 Hz och en amplitud på 20 μV. Däremot innehåller deras EEG-frekvensspektrum frekvenser i intervallet från 0,5 till 15 Hz. De första manifestationerna av rytmisk ordning uppträder i de centrala zonerna, från och med den tredje månaden av livet. Under det första levnadsåret observeras en ökning av frekvensen och stabiliseringen av den grundläggande rytmen av barnets elektroencefalogram. Tendensen mot en ökning av den dominerande frekvensen fortsätter i ytterligare utvecklingsstadier. Efter 3 år är detta redan en rytm med en frekvens på 7–8 Hz, med 6 år – 9–10 Hz (Farber, Alferova, 1972).

En av de mest kontroversiella är frågan om hur man kvalificerar de rytmiska komponenterna i EEG hos små barn, d.v.s. hur man korrelerar klassificeringen av rytmer efter frekvensområden som accepteras för vuxna (se kapitel 2.1.1) med de rytmiska komponenter som finns i EEG hos barn under de första levnadsåren. Det finns två alternativa tillvägagångssätt för att lösa detta problem.

Den första antar att delta-, theta-, alfa- och betafrekvensområdena har olika ursprung och funktionell betydelse. I spädbarnsåldern visar sig långsam aktivitet vara mer kraftfull, och i vidare ontogenes sker en förändring i dominansen av aktivitet från långsamma till snabba rytmiska komponenter. Med andra ord dominerar varje EEG-frekvensband i ontogeni efter varandra (Garshe, 1954). Enligt denna logik identifierades 4 perioder i bildandet av bioelektrisk aktivitet i hjärnan: 1 period (upp till 18 månader) – dominans av deltaaktivitet, främst i de central-parietala ledningarna; 2:a perioden (1,5 år – 5 år) – dominans av theta-aktivitet; 3:e perioden (6 – 10 år) – dominans av alfaaktivitet (labil fas); 4:e perioden (efter 10 levnadsår) dominans av alfaaktivitet (stabil fas). Under de två sista perioderna inträffar maximal aktivitet i de occipitala regionerna. Baserat på detta föreslogs det att betrakta förhållandet mellan alfa- och thetaaktivitet som en indikator (index) på hjärnans mognad (Matousek, Petersen, 1973).

Ett annat tillvägagångssätt anser att det grundläggande, dvs. den dominerande rytmen i elektroencefalogrammet, oavsett dess frekvensparametrar, som en ontogenetisk analog till alfarytmen. Grunden för en sådan tolkning finns i de funktionella egenskaperna hos den dominerande rytmen i EEG. De uttrycks i "principen om funktionell topografi" (Kuhlman, 1980). I enlighet med denna princip utförs identifiering av frekvenskomponenten (rytmen) på basis av tre kriterier: 1) frekvensen av den rytmiska komponenten; 2) den rumsliga platsen för dess maximum i vissa områden av hjärnbarken; 3) EEG-reaktivitet mot funktionella belastningar.

Genom att tillämpa denna princip på analysen av EEG hos spädbarn visade T.A. Stroganova att frekvenskomponenten på 6–7 Hz, registrerad i occipitalregionen, kan betraktas som en funktionell analog till alfarytmen eller som själva alfarytmen. Eftersom denna frekvenskomponent har en liten spektral densitet i tillståndet av visuell uppmärksamhet, men blir dominerande i ett enhetligt mörkt synfält, vilket som bekant kännetecknar en vuxens alfarytm (Stroganova et al., 1999).

Den angivna ståndpunkten förefaller övertygande argumenterad. Ändå förblir problemet som helhet olöst, eftersom den funktionella betydelsen av de återstående rytmiska komponenterna i EEG hos spädbarn och deras förhållande till EEG-rytmerna hos en vuxen: delta, theta och beta är inte klara.

Av ovanstående blir det tydligt varför problemet med relationen mellan theta- och alfarytmer i ontogenes är föremål för debatt. Theta-rytmen anses fortfarande ofta vara en funktionell föregångare till alfarytmen, och därför är det känt att alfarytmen är praktiskt taget frånvarande i EEG hos små barn. Forskare som håller fast vid denna ståndpunkt anser inte att det är möjligt att betrakta den rytmiska aktiviteten som dominerar i EEG hos små barn som alfarytmen (Shepovalnikov et al., 1979).

Men oavsett hur dessa frekvenskomponenter i EEG tolkas, åldersrelaterad dynamik, vilket indikerar en gradvis förskjutning i frekvensen av den dominanta rytmen mot högre värden i området från theta-rytmen till den högfrekventa alfarytmen, är ett obestridligt faktum (till exempel fig. 13.1).

Heterogenitet av alfarytmen. Det har konstaterats att alfaområdet är heterogent och beroende på frekvensen kan ett antal delkomponenter urskiljas som tydligen har olika funktionell betydelse. Ett viktigt argument för att identifiera smalbandiga alfa-subband är den ontogenetiska dynamiken i deras mognad. De tre underbanden inkluderar: alfa 1 – 7,7 – 8,9 Hz; alfa 2 – 9,3 – 10,5 Hz; alfa 3 – 10,9 – 12,5 Hz (Alferova, Farber, 1990). Från 4 till 8 år dominerar alfa 1, efter 10 år dominerar alfa 2 och vid 16 till 17 år dominerar alfa 3 i spektrumet.

Komponenterna i alfarytmen har också olika topografi: alfa-1-rytmen är mer uttalad i de bakre delarna av cortex, främst i de parietala. Det anses vara lokalt i motsats till alfa 2, som är brett distribuerat i cortex, med en topp i occipitalregionen. Den tredje alfakomponenten, den så kallade murrytmen, har aktivitetsfokus i de främre regionerna: de sensorimotoriska områdena i cortex. Den har också en lokal karaktär, eftersom dess kraft minskar kraftigt med avståndet från de centrala zonerna.

Den allmänna trenden med förändringar i de viktigaste rytmiska komponenterna manifesteras i en minskning av svårighetsgraden av den långsamma komponenten alfa-1 med åldern. Denna komponent i alfarytmen beter sig som theta- och deltaområdena, vars styrka minskar med åldern, och kraften hos alfa 2- och alfa-3-komponenterna, liksom betaområdet, ökar. Men betaaktiviteten hos normala friska barn är låg i amplitud och effekt, och i vissa studier manipuleras inte ens detta frekvensområde på grund av dess relativt sällsynta förekomst i normala prover.

Funktioner av EEG i puberteten. Den progressiva dynamiken hos EEG-frekvensegenskaper försvinner i tonåren. I de inledande stadierna av puberteten, när aktiviteten i hypotalamus-hypofysregionen i hjärnans djupa strukturer ökar, förändras den bioelektriska aktiviteten i hjärnbarken avsevärt. I EEG ökar kraften hos långsamvågskomponenter, inklusive alfa-1, och kraften hos alfa-2 och alfa-3 minskar.

Under puberteten blir skillnader i biologisk ålder märkbara, särskilt mellan könen. Till exempel, hos flickor 12–13 år gamla (upplever stadium II och III av puberteten), kännetecknas EEG av större intensitet av thetarytmen och alfa 1-komponenten jämfört med pojkar. Vid 14–15 års ålder observeras den motsatta bilden. Tjejerna slutför sina finaler ( TU och U) pubertetsstadiet, när aktiviteten i hypotalamus-hypofysregionen minskar och negativa trender i EEG gradvis försvinner. Hos pojkar i denna ålder dominerar stadium II och III av puberteten och tecknen på regression som anges ovan observeras.

Vid 16 års ålder försvinner dessa skillnader mellan könen praktiskt taget, eftersom de flesta ungdomar går in i pubertetens slutskede. Den progressiva utvecklingsriktningen håller på att återställas. Frekvensen av den grundläggande EEG-rytmen ökar igen och får värden nära den vuxna typen.

Egenskaper hos EEG vid åldrande. Under åldringsprocessen sker betydande förändringar i mönstret för elektrisk aktivitet i hjärnan. Det har konstaterats att det efter 60 år sker en avmattning i frekvensen av de huvudsakliga EEG-rytmerna, främst i alfarytmområdet. Hos personer i åldern 17–19 år och 40–59 år är alfarytmens frekvens densamma och är cirka 10 Hz. Vid 90 års ålder sjunker den till 8,6 Hz. Bromsning av alfarytmens frekvens kallas det mest stabila "EEG-symptomet" på hjärnans åldrande (Frolkis, 1991). Tillsammans med detta ökar långsam aktivitet (delta- och thetarytmer) och antalet thetavågor är större hos individer som riskerar att utveckla vaskulär psykologi.

Tillsammans med detta, hos personer över 100 år - långa lever med ett tillfredsställande hälsotillstånd och bevarade mentala funktioner - ligger den dominerande rytmen i occipitalregionen inom intervallet 8 - 12 Hz.

Regional mognadsdynamik. Fram till nu, när vi diskuterar den åldersrelaterade dynamiken hos EEG, har vi inte specifikt analyserat problemet med regionala skillnader, d.v.s. skillnader som finns mellan EEG-indikatorer för olika kortikala zoner i båda hemisfärerna. Sådana skillnader finns dock, och det är möjligt att identifiera en viss sekvens av mognad av individuella kortikala zoner baserat på EEG-indikatorer.

Detta bevisas till exempel av data från de amerikanska fysiologerna Hudspeth och Pribram, som spårade mognadsbanorna (från 1 till 21 år) av EEG-frekvensspektrumet för olika områden i den mänskliga hjärnan. Baserat på EEG-indikatorer identifierade de flera stadier av mognad. Till exempel täcker den första en period från 1 till 6 år och kännetecknas av en snabb och synkron mognadshastighet av alla zoner i cortex. Det andra steget varar från 6 till 10,5 år, och mognadstoppen nås i de bakre delarna av cortex vid 7,5 år, varefter de främre delarna av cortex börjar utvecklas snabbt, vilket är förknippat med genomförandet av frivillig reglering och kontroll över beteendet.

Efter 10,5 år störs mognadens synkronisering, och fyra oberoende mognadsbanor urskiljs. Enligt EEG-indikatorer är de centrala områdena i hjärnbarken ontogenetiskt den tidigaste mognadszonen, och den vänstra frontala, tvärtom, mognar den senaste; dess mognad är förknippad med bildandet av den ledande rollen för de främre delarna av vänster halvklotet för att organisera informationsprocesser (Hudspeth, Pribram, 1992). Relativt sena mognadsperioder av den vänstra frontalzonen av cortex noterades också upprepade gånger i verk av D. A. Farber och kollegor.

Kvantitativ bedömning av mognadsdynamik genom indikatorer

EEG. Upprepade försök har gjorts att kvantitativt analysera EEG-parametrar för att identifiera matematiskt uttryckta mönster av deras ontogenetiska dynamik. Typiskt har olika typer av regressionsanalyser (linjära, olinjära och multipla regressioner) använts för att uppskatta den åldersrelaterade dynamiken i effekttäthetsspektra för individuella spektralband (delta till beta) (t.ex. Gasser et al., 1988). De erhållna resultaten indikerar generellt att förändringar i spektrats relativa och absoluta kraft och svårighetsgraden av individuella EEG-rytmer i ontogenes är olinjära. Den mest adekvata beskrivningen av experimentella data erhålls när man använder polynom av andra till femte graden i regressionsanalys.

Användningen av flerdimensionell skalning verkar lovande. Till exempel försökte en nyligen genomförd studie förbättra en metod för att kvantifiera åldersrelaterade förändringar i EEG i intervallet från 0,7 till 78 år. Multidimensionell skalning av spektraldata från 40 kortikala punkter gjorde det möjligt att detektera närvaron av en speciell "åldersfaktor", som visade sig vara olinjärt relaterad till kronologisk ålder. Som ett resultat av analysen av åldersrelaterade förändringar i den spektrala sammansättningen av EEG föreslogs en Mognadsskala för elektrisk hjärnaktivitet, bestämd på basis av logaritmen av förhållandet mellan ålder som förutspåtts från EEG-data och kronologisk ålder (Wackerman Matousek, 1998).

Generellt sett har bedömning av mognadsnivån för cortex och andra hjärnstrukturer med hjälp av EEG-metoden en mycket viktig klinisk och diagnostisk aspekt, och visuell analys av individuella EEG-inspelningar spelar fortfarande en speciell roll i detta, som inte kan fyllas med statistiska metoder . För standardiserad och enhetlig bedömning av EEG hos barn utvecklades en speciell metod för EEG-analys, baserad på strukturering av expertkunskaper inom området visuell analys (Machinskaya et al., 1995).

Figur 13.2 visar ett allmänt diagram som visar huvudkomponenterna. Skapat på grundval av den strukturella organisationen av kunskap från specialistexperter, kan detta schema för att beskriva EEG

kan användas för individuell diagnos av tillståndet i centrala nervsystemet hos barn, såväl som för forskningsändamål för att bestämma de karakteristiska egenskaperna hos EEG hos olika grupper av försökspersoner.

Åldersrelaterade egenskaper hos den rumsliga organisationen av EEG. Dessa egenskaper har studerats mindre än den åldersrelaterade dynamiken hos individuella EEG-rytmer. Samtidigt är betydelsen av forskning om den rumsliga organisationen av bioströmmar mycket stor av följande skäl.

Tillbaka på 70-talet formulerade den framstående ryske fysiologen M.N. Livanov positionen för en hög nivå av synkronicitet (och koherens) av svängningar av hjärnbiopotentialer som ett tillstånd som bidrar till uppkomsten av en funktionell koppling mellan hjärnstrukturer som är direkt involverade i systemisk interaktion . Studien av egenskaperna hos rumslig synkronisering av biopotentialer i hjärnbarken under olika typer av aktivitet hos vuxna visade att graden av distanssynkronisering av biopotentialer i olika zoner av cortex under aktivitetsförhållanden ökar, men snarare selektivt. Synkroniciteten hos biopotentialen i de kortikala zoner som bildar funktionella associationer som är involverade i att säkerställa specifika aktiviteter ökar.

Följaktligen kan studiet av indikatorer för avlägsen synkronisering, som återspeglar åldersrelaterade egenskaper hos interzonal interaktion i ontogenes, ge nya grunder för att förstå de systemiska mekanismerna för hjärnans funktion, som utan tvekan spelar en stor roll i mental utveckling i varje stadium av ontogenesen.

Kvantifiera rumslig synkronisering, dvs. graden av sammanfallande av dynamiken hos hjärnbioströmmar som registrerats i olika zoner av cortex (tagna i par) gör att man kan bedöma hur interaktionen mellan dessa zoner uppstår. Studien av rumslig synkronisering (och koherens) av hjärnans biopotential hos nyfödda och spädbarn visade att nivån av interzonal interaktion i denna ålder är mycket låg. Det antas att mekanismen som säkerställer den rumsliga organisationen av biopotentialområdet hos små barn ännu inte är utvecklad och formas gradvis när hjärnan mognar (Shepovalnikov et al., 1979). Av detta följer att möjligheterna till systemisk förening av hjärnbarken i tidig ålder är relativt små och ökar gradvis när de blir äldre.

För närvarande bedöms graden av interzonal synkronisering av biopotentialer genom att beräkna koherensfunktionerna för biopotentialer för motsvarande zoner i cortex, och bedömningen utförs, som regel, för varje frekvensområde separat. Till exempel, hos 5-åriga barn, beräknas koherens i thetabandet, eftersom thetarytmen vid denna ålder är den dominerande EEG-rytmen. I skolåldern och äldre beräknas koherensen i alfarytmbandet som helhet eller separat för var och en av dess komponenter. När interzonal interaktion bildas börjar den allmänna avståndsregeln tydligt framträda: nivån av koherens är relativt hög mellan nära punkter i cortex och minskar med ökande avstånd mellan zonerna.

Mot denna allmänna bakgrund finns det dock vissa egenheter. Den genomsnittliga nivån av koherens ökar med åldern, men ojämnt. Den olinjära karaktären av dessa förändringar illustreras av följande data: i de främre delarna av cortex ökar koherensnivån från 6 till 9–10 år, sedan sker en minskning med 12–14 år (under puberteten) och en ökning igen med 16–17 år (Alferova, Farber, 1990). Dessa uttömmer emellertid inte alla egenskaperna hos bildandet av interzonal interaktion i ontogenes.

Studiet av distanssynkronisering och koherensfunktioner i ontogenes har många problem, ett av dem är att synkroniseringen av hjärnpotentialer (och nivån av koherens) inte bara beror på ålder, utan också på en rad andra faktorer: 1) den funktionella ämnets tillstånd; 2) arten av den utförda aktiviteten; 3) individuella egenskaper hos interhemisfärisk asymmetri (profil av lateral organisation) hos ett barn och en vuxen. Forskning i denna riktning är knapphändig, och än så länge finns det ingen tydlig bild som beskriver den åldersrelaterade dynamiken i bildandet av avlägsen synkronisering och intercentral interaktion mellan hjärnbarkens zoner i processen med en eller annan aktivitet. Emellertid är tillgängliga data tillräckliga för att hävda att de systemiska mekanismerna för intercentral interaktion, nödvändiga för att säkerställa all mental aktivitet, går igenom en lång process av bildning i ontogenes. Dess generella linje är övergången från relativt dåligt samordnade regionala manifestationer av aktivitet, som, på grund av omognaden i hjärnans ledande system, är karakteristiska för barn så tidigt som 7–8 år gamla, till en ökande grad av synkronisering och specifika (beroende på om uppgiftens natur) konsistens i den intercentrala interaktionen av zoner hjärnbarken i tonåren.

"

Nyckelord

BARN/TONÅGARE/ ÅLDERSUTVECKLING/ HJÄRNAN / EEG / NORD / ANPASSNING / BARN / UNGDOMAR / HJÄRNANS UTVECKLING / EEG / NORDEN / ANPASSNING

anteckning vetenskaplig artikel om medicinsk teknik, författare till det vetenskapliga arbetet - Soroko S.I., Rozhkov Vladimir Pavlovich, Bekshaev S.S.

Med hjälp av en originalmetod för att bedöma strukturen av interaktionen mellan EEG-komponenter (vågor), dynamiken i bildandet av mönster av bioelektrisk aktivitet i hjärnan och åldersrelaterade förändringar i relationerna mellan EEG:s huvudfrekvenskomponenter, som karaktäriserar egenskaper hos utvecklingen av det centrala nervsystemet hos barn och ungdomar som lever under de svåra miljöförhållandena i norra Ryska federationen studerades. Det har fastställts att den statistiska strukturen av interaktionen mellan EEG-komponenter genomgår betydande förändringar med åldern och har sina egna topografiska och könsskillnader. Under perioden från 7 till 18 år minskar sannolikheten för interaktion av vågor av alla frekvensområden av EEG-rytmer med vågor av delta- och thetaintervall, med en samtidig ökning av interaktion med vågor av beta- och alfa2-områden. I största utsträckning manifesteras dynamiken hos de analyserade EEG-indikatorerna i de parietala, temporala och occipitala områdena i hjärnbarken. De största könsskillnaderna i de analyserade EEG-parametrarna inträffar under pubertetsperioden. Vid 16-17 års ålder, hos flickor, bildas den funktionella kärnan i interaktionen av vågkomponenter, som stöder strukturen av EEG-mönstret, i alfa2-beta1-området, medan det hos pojkar är i alfa2-alpha1-området . Svårighetsgraden av åldersrelaterade förändringar i EEG-mönstret återspeglar den gradvisa bildandet av elektrogenes av olika hjärnstrukturer och har individuella egenskaper som bestäms av både genetiska och miljömässiga faktorer. De erhållna kvantitativa indikatorerna för bildandet av dynamiska relationer mellan de grundläggande rytmerna med åldern gör det möjligt att identifiera barn med nedsatt eller försenad utveckling av det centrala nervsystemet.

Relaterade ämnen vetenskapliga arbeten om medicinsk teknik, författare till det vetenskapliga arbetet - Soroko S.I., Rozhkov Vladimir Pavlovich, Bekshaev S.S.

• Bioelektrisk aktivitet i hjärnan hos nordliga barn i åldern 9-10 år vid olika dagsljustider

  2014 / Jos Yulia Sergeevna, Gribanov A.V., Bagretsova T.V.

• Könsskillnader i spektrala egenskaper hos bakgrunds-EEG hos barn i grundskoleåldern

  2016 / Gribanov A.V., Jos Yu.S.

• Inverkan av fotoperiodism på de spektrala egenskaperna hos elektroencefalogrammet hos nordliga skolbarn i åldern 13-14 år

  2015 / Jos Yulia Sergeevna

• Åldersrelaterade egenskaper hos den funktionella organisationen av hjärnbarken hos barn 5, 6 och 7 år gamla med olika nivåer av utveckling av visuell perception

  2013 / Terebova N. N., Bezrukikh M. M.

• Funktioner hos elektroencefalogrammet och fördelning av nivån av konstant hjärnpotential hos nordliga barn i grundskoleåldern

  2014 / Jos Yulia Sergeevna, Nekhoroshkova A. N., Gribanov A. V.

• Intelligens och bioelektrisk aktivitet i hjärnan hos barn: åldersdynamik under normala förhållanden och vid hyperaktivitetssyndrom med uppmärksamhetsbrist

  2010 / Polunina A.G., Brun E.A.

• Funktioner av bioelektrisk aktivitet i hjärnan hos äldre kvinnor med en hög nivå av personlig ångest

  2014 / Jos Yulia Sergeevna, Deryabina Irina Nikolaevna, Emelyanova Tatyana Valerievna, Biryukov Ivan Sergeevich

• Funktioner av neurofysiologisk status hos barn och ungdomar (litteraturöversikt)

  2017 / Demin Denis Borisovich

• Naturen hos neurodynamiska processer hos barn i grundskoleåldern med uppmärksamhetsstörningar

  2016 / Belova E.I., Troshina V.S.

• Psykofysiologiska korrelationer av representationen av rörelser av kreativ och icke-kreativ karaktär i ämnen med olika nivåer av dansfärdighet

  2016 / Naumova Maria Igorevna, Dikaya Lyudmila Aleksandrovna, Naumov Igor Vladimirovich, Kulkin Evgeniy Sergeevich

Funktioner av CNS-utveckling har undersökts hos barn och ungdomar som lever under de svåra ekologiska förhållandena i norra Ryssland. Den ursprungliga metoden för att uppskatta en tidsstruktur för EEG-frekvenskomponenternas inbördes samband användes för att studera dynamiken i mognad av bioelektriska hjärnaktivitetsmönster och åldersrelaterade förändringar av samspelet mellan de huvudsakliga EEG-rytmerna. Det visade sig att den statistiska strukturen av interaktionen mellan frekvenskomponenterna i EEG genomgår en betydande omstrukturering med åldern och har vissa topografi- och könsskillnader. Perioden från 7 till 18 års ålder kännetecknas av en minskning av sannolikheten för interaktion mellan vågkomponenter i de viktigaste EEG-frekvensbanden med komponenter av delta- och theta-band samtidigt som man ökar interaktionen med komponenterna i beta- och alfa2-frekvensbanden. Dynamiken i studerade EEG-index manifesterades i de parietala, temporala och occipitala regionerna i hjärnbarken i största utsträckning. De största könsrelaterade skillnaderna i EEG-parametrarna uppstår i puberteten. Funktionell kärna av vågkomponenternas interaktion som upprätthåller strukturen av det frekvens-temporala EEG-mönstret bildas till 16-18 år hos flickor i alfa2-beta1-området, medan det hos pojkar i alfa1-alfa2-området. Intensiteten av åldersrelaterade omarrangemang av EEG-mönstret återspeglar den gradvisa mognaden av elektrogenes i olika hjärnstrukturer och har individuella egenskaper på grund av både genetiska och miljömässiga faktorer. Erhållna kvantitativa indikatorer på bildning med ålder av dynamiska relationer mellan grundläggande EEG-rytmer tillåter att avslöja barn med störd eller försenad utveckling av det centrala nervsystemet.

Text av vetenskapligt arbete om ämnet "Funktioner av tidsfrekvensorganisationen av EEG-mönstret hos barn och ungdomar i norr vid olika åldersperioder"

UDC 612.821-053.4/.7(470.1/.2)

FUNKTIONER AV TIDSFREKVENS ORGANISERING AV EEG-MÖNSTER HOS BARN OCH UNGDOMAR I NORR VID OLIKA ÅLDERSPERIODER

© 2016 S. I. Soroko, V. P. Rozhkov, S. S. Bekshaev

Institutet för evolutionsfysiologi och biokemi uppkallat efter. I. M. Sechenov ryska vetenskapsakademin,

Sankt Petersburg

Med hjälp av en originalmetod för att bedöma strukturen av interaktionen mellan EEG-komponenter (vågor), dynamiken i bildandet av mönster av bioelektrisk aktivitet i hjärnan och åldersrelaterade förändringar i relationerna mellan EEG:s huvudfrekvenskomponenter, som karaktäriserar egenskaper hos utvecklingen av det centrala nervsystemet hos barn och ungdomar som lever under de svåra miljöförhållandena i norra Ryska federationen studerades. Det har fastställts att den statistiska strukturen av interaktionen mellan EEG-komponenter genomgår betydande förändringar med åldern och har sina egna topografiska och könsskillnader. Under perioden från 7 till 18 år minskar sannolikheten för interaktion mellan vågor av alla frekvensområden av EEG-rytmer med vågor i delta- och theta-områdena, med en samtidig ökning av interaktion med vågor i beta- och alfa2-områdena. I största utsträckning manifesteras dynamiken hos de analyserade EEG-indikatorerna i de parietala, temporala och occipitala regionerna i hjärnbarken. De största könsskillnaderna i de analyserade EEG-parametrarna inträffar under pubertetsperioden. Vid 16-17 års ålder, hos flickor, bildas den funktionella kärnan i interaktionen av vågkomponenter, som stöder strukturen av EEG-mönstret, i alfa2-beta1-området, medan det hos pojkar - i alpha2-alpha1-området. Svårighetsgraden av åldersrelaterade förändringar i EEG-mönstret återspeglar den gradvisa bildandet av elektrogenes av olika hjärnstrukturer och har individuella egenskaper som bestäms av både genetiska och miljömässiga faktorer. De erhållna kvantitativa indikatorerna för bildandet av dynamiska relationer mellan de grundläggande rytmerna med åldern gör det möjligt att identifiera barn med nedsatt eller försenad utveckling av det centrala nervsystemet.

Nyckelord: barn, ungdomar, åldersrelaterad utveckling, hjärna, EEG, North, anpassning

EGENSKAPER PÅ TID OCH FREKVENS EEG-MÖNSTER HOS BARN OCH UNGDOMAR SOM BOR I NORDEN UNDER OLIKA ÅLDERSPERIODER

S. I. Soroko, V. P., Rozhkov, S. S. Bekshaev

I. M. Sechenov Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry vid Ryska vetenskapsakademin,

St. Petersburg, Ryssland

Funktioner av CNS-utveckling har undersökts hos barn och ungdomar som lever under de svåra ekologiska förhållandena i norra Ryssland. Den ursprungliga metoden för att uppskatta en tidsstruktur för EEG-frekvenskomponenternas inbördes samband användes för att studera dynamiken i mognad av bioelektriska hjärnaktivitetsmönster och åldersrelaterade förändringar av samspelet mellan de huvudsakliga EEG-rytmerna. Det visade sig att den statistiska strukturen av interaktionen mellan frekvenskomponenterna i EEG genomgår en betydande omstrukturering med åldern och har vissa topografi- och könsskillnader. Perioden från 7 till 18 års ålder kännetecknas av en minskning av sannolikheten för interaktion mellan vågkomponenter i de viktigaste EEG-frekvensbanden med komponenter av delta- och theta-band samtidigt som man ökar interaktionen med komponenterna i beta- och alfa2-frekvensbanden. Dynamiken i studerade EEG-index manifesterades i de parietala, temporala och occipitala regionerna i hjärnbarken i största utsträckning. De största könsrelaterade skillnaderna i EEG-parametrarna uppstår i puberteten. Funktionell kärna av vågkomponenternas interaktion som upprätthåller strukturen av det frekvens-temporala EEG-mönstret bildas till 16-18 år hos flickor i alfa2-beta1-intervallet, medan det hos pojkar - i alfa1-alfa2-intervallet. Intensiteten av åldersrelaterade omarrangemang av EEG-mönstret återspeglar den gradvisa mognaden av elektrogenes i olika hjärnstrukturer och har individuella egenskaper på grund av både genetiska och miljömässiga faktorer. Erhållna kvantitativa indikatorer på bildning med ålder av dynamiska relationer mellan grundläggande EEG-rytmer tillåter att avslöja barn med störd eller försenad utveckling av det centrala nervsystemet.

Nyckelord: barn, ungdomar, hjärnans utveckling, EEG, Norden, anpassning

Soroko S.I., Rozhkov V.P., Bekshaev S.S. Funktioner i tidsfrekvensorganisationen av EEG-mönstret hos barn och ungdomar i norr vid olika åldersperioder // Human Ecology. 2016. Nr 5. S. 36-43.

Soroko S. I., Rozhkov V. P., Bekshaev S. S. Egenskaper för tids- och frekvens EEG-mönster hos barn och ungdomar som bor i norr i olika åldersperioder. Ekologiya cheloveka. 2016, 5, sid. 36-43.

Den socioekonomiska utvecklingen av den arktiska zonen definieras som ett av de prioriterade områdena för Ryska federationens statliga politik. I detta avseende är en omfattande studie av de medicinska och socioekonomiska problemen för befolkningen i norr, hälsoskydd och förbättring av livskvaliteten mycket relevant.

Det är känt att ett komplex av extrema miljöfaktorer i norr (naturliga, konstgjorda,

social) har uttalade stressgenererande effekter på människokroppen, med den största stressen som upplevs av barnbefolkningen. Ökade belastningar på fysiologiska system och spänningar i de centrala mekanismerna för reglering av funktioner hos barn som lever under ogynnsamma klimatförhållanden i norr bestämmer utvecklingen av två typer av negativa reaktioner: minskning av reservkapacitet och fördröjning

takten i åldersutvecklingen. Dessa negativa reaktioner är baserade på en ökad kostnadsnivå för homeostatisk reglering och upprätthållande av metabolism med bildandet av en brist på bioenergetiskt substrat. Dessutom, genom gener av högre ordning som styr åldersrelaterad utveckling, kan ogynnsamma miljöfaktorer ha epigenetisk inverkan på takten i åldersrelaterad utveckling genom att tillfälligt stoppa eller förskjuta ett eller annat utvecklingsstadium. Avvikelser från normal utveckling som inte identifieras i barndomen kan sedan leda till störningar av vissa funktioner eller till uttalade defekter redan i vuxen ålder, vilket avsevärt minskar en persons livskvalitet.

I litteraturen finns ett stort antal verk som ägnas åt studiet av den åldersrelaterade utvecklingen av det centrala nervsystemet hos barn och ungdomar, nosologiska former av utvecklingsstörningar. Under förhållandena i norr kan påverkan av komplexa naturliga och sociala faktorer bestämma egenskaperna hos åldersrelaterad EEG-mognad hos barn. Det finns dock fortfarande inga tillräckligt tillförlitliga metoder för tidig upptäckt av avvikelser i hjärnans utveckling vid olika stadier av postnatal ontogenes. Det krävs djupgående grundforskning för att söka efter lokala och rumsliga EEG-markörer som gör det möjligt att följa individuell morfofunktionell utveckling av hjärnan vid olika åldersperioder under specifika levnadsförhållanden.

Syftet med denna studie var att studera särdragen i dynamiken i bildandet av rytmiska mönster av bioelektrisk aktivitet och åldersrelaterade förändringar i relationerna mellan de viktigaste frekvenskomponenterna i EEG, vilket kännetecknar mognaden av både individuella kortikala och subkortikala strukturer och regulatoriska subkortikala-kortikala interaktioner hos friska barn som bor i den europeiska norra Ryssland.

Kontingent av ämnen. 44 pojkar och 42 flickor från 7 till 17 år - elever i årskurs 1 - 11 i en lantlig gymnasieskola i Konoshsky-distriktet i Archangelsk-regionen deltog i studien av den åldersrelaterade bildandet av bioelektrisk aktivitet i hjärnan. Studierna utfördes i enlighet med kraven i Helsingforsdeklarationen, som godkänts av Biomedicinsk forskningsetisk kommitté vid Institutet för evolutionsfysiologi och biokemi. Protokoll för I.M. Sechenov Ryska vetenskapsakademin. Elevernas föräldrar informerades om syftet med undersökningen och gav sitt samtycke till att genomföra den. Skolbarn deltog frivilligt i forskningen.

EEG-studieprocedur. EEG registrerades på en datorelektroencefalograf EEGA 21/26 "Encephalan-131-03" (NPKF "Medicom" MTD, Ryssland) i 21 avledningar enligt internationella

system "10-20" i bandet 0,5-70 Hz med en samplingsfrekvens på 250 Hz. En monopolär ledning användes med en kombinerad referenselektrod på örsnibbarna. EEG-inspelningar gjordes i sittande läge. Resultaten presenteras för ett tillstånd av tyst vakenhet med slutna ögon.

EEG-analys. Digital filtrering användes tidigare för att begränsa EEG-frekvensområdet till ett band från 1,6 till 30 Hz. EEG-fragment som innehöll oculomotoriska artefakter och muskelartefakter exkluderades. För att analysera EEG användes originalmetoder för att studera den dynamiska strukturen av tidssekvensen för EEG-vågor. EEG omvandlades till en sekvens av perioder (EEG-vågor), som var och en, beroende på varaktigheten, tillhör ett av de sex EEG-frekvensområdena (P2: 17,5-30 Hz; P1: 12,5-17,5 Hz; a2: 9 5-12,5 Hz, a1: 7-9,5 Hz, 0: 4-7 Hz och 5: 1,5-4 Hz). Vi uppskattade den villkorade sannolikheten för uppkomsten av någon frekvenskomponent i EEG, förutsatt att den omedelbart föregicks av en annan; denna sannolikhet är lika med sannolikheten för övergången från den föregående frekvenskomponenten till den efterföljande. Baserat på de numeriska värdena för sannolikheten för övergångar mellan alla specificerade frekvensområden kompilerades en matris av övergångssannolikheter av storleken 6 x 6. För en visuell representation av övergångssannolikhetsmatriserna konstruerades orienterade sannolikhetsgrafer. Topparna är ovanstående frekvenskomponenter i EEG, kanterna på grafen förbinder EEG-komponenterna i olika frekvensområden, tjockleken på kanten är proportionell mot sannolikheten för motsvarande övergång.

Statistisk dataanalys. För att identifiera sambandet mellan förändringar i EEG-parametrar med ålder, beräknades Pearson-korrelationskoefficienter, och multipel linjär regressionsanalys användes med åsuppskattningar av regressionsparametrar med stegvis inkludering av prediktorer. När man analyserade de aktuella egenskaperna hos åldersrelaterade förändringar i EEG-parametrar, var prediktorerna uppskattningar av sannolikheten för övergångar mellan alla 6 frekvensområdena (36 parametrar för varje EEG-avledning). Multipla korrelationskoefficienter r, regressionskoefficienter och bestämningskoefficienter (r2) analyserades.

För att bedöma de åldersrelaterade mönstren av EEG-mönsterbildning delades alla skolbarn (86 personer) in i tre åldersgrupper: den yngsta - från 7 till 10,9 år (n = 24), den mellersta - från 11 till 13,9 år (n = 25), den äldsta - från 14 till 17,9 år (n = 37). Med hjälp av tvåfaktorsvariansanalys (ANOVA) utvärderades påverkan av faktorerna "Kön" (2 graderingar), "Ålder" (3 graderingar), samt effekten av deras interaktion på EEG-parametrar. Effekter (F-testvärden) analyserades med en signifikansnivå på p< 0,01. Для оценки возможности возрастной классификации детей по описанным выше матрицам вероятностей переходов в 21-м отведении использовали классический дискриминантный анализ

med steg-för-steg-inkludering av prediktorer. Statistisk bearbetning av de erhållna uppgifterna utfördes med hjälp av mjukvarupaketet $1a<лз1лса-Ш.

resultat

För 86 elever beräknades matriser för övergångssannolikheter från en EEG-frekvenskomponent till en annan, från vilka motsvarande övergångsgrafer konstruerades i 21 EEG-avledningar. Exempel på sådana grafer för en 7- och 16-årig skolbarn visas i fig. 1. Graferna visar en struktur av övergångar som upprepas i många avledningar, som karakteriserar en viss algoritm för att ersätta en EEG-frekvenskomponent med en annan i sin tidssekvens. Linjer (kanter) på var och en av graferna som utgår från de flesta hörn (de hörn motsvarar de huvudsakliga EEG-frekvensområdena) i den vänstra kolumnen i grafen konvergerar på den högra kolumnen till 2-3 hörn (EEG-områden). Denna konvergens av linjer till individuella intervall återspeglar bildandet av en "funktionell kärna" av interaktionen av EEG-vågkomponenter, som spelar en viktig roll för att upprätthålla denna struktur av det bioelektriska aktivitetsmönstret. Kärnan i sådan interaktion hos barn från de lägre klasserna (7-10 år) är teta- och alfa1-frekvensområdena, hos ungdomar från de äldre klasserna (14-17 år) - alfa1- och alfa2-frekvensområdena, det vill säga en "ändring" av funktionella kärnor av lågfrekvensområdet (theta) till högfrekvensområdet (alfa1 och alfa2).

För grundskoleelever är en stabil struktur av övergångssannolikheter typisk för

occipital, parietal och centrala avledningar. För de flesta ungdomar i åldrarna 14-17 år är probabilistiska övergångar redan väl strukturerade, inte bara i den occipito-parietala och centrala, utan också i de temporala (T5, T6, T3, T4) regionerna.

Korrelationsanalys gör det möjligt att kvantifiera beroendet av förändringar i sannolikheten för interfrekvensövergångar på elevens ålder. I fig. 2 i matrisernas celler (byggd på samma sätt som övergångssannolikhetsmatriser, varje matris motsvarar en specifik EEG-avledning), trianglar visar endast signifikanta korrelationskoefficienter: triangelns spets uppåt kännetecknar en ökning av sannolikheten, vertexen ner karakteriserar en minskning av sannolikheten för en given övergång. Närvaron av en regelbunden struktur i matriserna för alla EEG-avledningar väcker uppmärksamhet. Således, i kolumnerna betecknade 9 och 5, finns det endast ikoner med toppen pekar nedåt, vilket återspeglar en minskning med åldern av sannolikheten för att en våg av vilket område som helst (indikerat vertikalt i matrisen) övergår till vågor av delta och theta EEG:s intervall. I kolumnerna betecknade a2, p1, p2 finns det bara ikoner med toppen pekar uppåt, vilket återspeglar en ökning med åldern av sannolikheten för att en våg av valfritt intervall övergår till vågor i beta1, beta2 och speciellt alfa2 i EEG frekvenser. Det kan ses att de mest uttalade åldersrelaterade förändringarna, i motsatta riktningar, är associerade med övergångar till alfa2- och theta-intervallen. En speciell plats upptas av alfa 1-frekvensområdet. Sannolikheten för övergångar till detta intervall i alla EEG-avledningar visar ett åldersberoende

Figur 1. Aktuella egenskaper hos strukturen av ömsesidiga övergångar av vågor med olika EEG-frekvensområden hos en elev 7 (I) och 16 (II) år gammal p1, p2 - beta, a1, a2 - alfa, 9 - theta, 5 - deltakomponenter ( vågor) av EEG. Övergångar vars villkorade sannolikhet överstiger 0,2 visas. Fp1 ... 02 - EEG-avledningar.

8 0 a1 a.2 P1 p2

B e a1 oh p2

e ¥ ¥ A D D

p2 y ¥ V A A

5 0a! a2 P1 (52

P1 ¥ ¥ A D D

8 0 a1 a2 P1 P2

B 0 a1 a2 p2

åh ¥ ¥ D A

80 a! a.2 P1 P2

a.2 ¥ ¥ A D

¡1 У ¥ A A A

B 0 a1 oh (51 ¡52

0 ¥ ¥ A d A

Bo a1 a2 P1 P2

(52 ¥ D A A

8 0 «1 a2 r] R2 B 0 a1 OH r2

0 ¥ A D e ¥ D

A! ¥ ¥ a1 ¥ A

a.2 ¥ ¥ A a2 ¥ D

P1 ¥ P1 ¥ d

(52 U D R2 ¥

8 0 a1 a2 p2 B 0 a1 oe2 P1 P2

e ¥ ¥ D O ¥ ¥

A! ¥ ¥ L A a! U ¥ D D

a2 ¥ A oa U ¥ D

Р1 У ¥ Д Р1 ¥

(52 ¥ d p2 y ¥ A

8 0 a1 a2 P1 p2 v 0 a! ss2 P1 (52

8 У У ¥ В ¥

e ¥ ¥ A A A 0 ¥ ¥ A D A

A! ¥ ¥ A A D a1 ¥ ¥ A

a.2 ¥ A A a2 ¥ ¥ A

P1 ¥ ¥ D A P1 ¥ A

p2 ¥ ¥ D A P2 U ¥ ¥ A d A

B 0 sch a2 P1 (52 V 0 a1 012 P1 p2

B ¥ ¥ 8 ¥ ¥ D

B ¥ ¥ A 0 ¥ ¥ A

a1 ¥ ¥ A D a1 ¥ ¥ A

a.2 ¥ ¥ A a2 ¥ ¥ A

P1 ¥ ¥ A A D P1 ¥ ¥ A D

p2 U ¥ D A D (52 ¥ ¥ ¥ A d A

8 0 a1 a2 P1 p2 B 0 «1 a.2 P1 p2

0 ¥ ¥ D 0 ¥ A

a1 ¥ a! ¥A

a2 ¥ ¥ A a.2 ¥ ¥ A

P1 ¥ ¥ A P1 ¥ A

р2 ¥ р2 ¥ ¥ А А

B 0 a1 oh P1 p2

p2 U ¥ L D D

Bo a1 a.2 P1 (52

P1 ¥ ¥ A d D

p2 ¥ ¥ A A A

Ris. 2. Förändringar i sannolikheten för övergångar mellan vågkomponenterna i de huvudsakliga EEG-rytmerna i olika avledningar med åldern hos skolbarn (86 personer)

5 ... p2 - EEG-frekvensområden, Fp1 ... 02 - EEG-avledningar. Triangel i en cell: med spetsen nedåt - en minskning, med spetsen upp - en ökning med åldern av sannolikheten för övergångar mellan EEG-komponenter med olika frekvensområden. Signifikansnivå: sid< 0,05 - светлый треугольник, р < 0,01 - темный треугольник.

endast i enstaka fall. Men om du övervakar fyllningen av linjerna, minskar alfa 1-intervallet av EEG-frekvenser med åldern hos skolbarn kopplingen till de långsamma vågorna och ökar kopplingen till alfa2-området, och fungerar därigenom som en faktor som reglerar stabiliteten hos EEG-vågmönstret

För att jämförande bedöma graden av samband mellan barns ålder och förändringar i vågmönstret i varje EEG-avledning använde vi den multipla regressionsmetoden, som gjorde det möjligt att utvärdera effekten av kombinerade omarrangemang av ömsesidiga övergångar mellan komponenter av alla EEG-frekvenser intervall, med hänsyn till deras ömsesidiga korrelation (för att minska redundansen av prediktorer använde vi åsregression). Bestämningskoefficienter som kännetecknar andelen variabilitet hos de studerade

EEG-indikatorer, som kan förklaras av åldersfaktorns inverkan, varierar i olika avledningar från 0,20 till 0,49 (tabell 1). Förändringar i strukturen av övergångar med åldern har vissa aktuella drag. Således avslöjas de högsta bestämningskoefficienterna mellan de analyserade parametrarna och ålder i occipital (01, 02), parietal (P3, Rg, P4) och posterior temporal (T6, T5) avledningar, minskande i de centrala och temporala (T4) , T3) leder, och även i F8 och F3, når de lägsta värdena i frontalledarna Fp1, Fpz, Fp2, F7, F4, Fz). Baserat på de absoluta värdena för bestämningskoefficienterna kan det antas att neuronstrukturerna i de occipital-, temporala och parietalregionerna i skolåldern utvecklas mest dynamiskt. Samtidigt förändras strukturen av övergångar i de parietotemporala områdena i

den högra hjärnhalvan (P4, T6, T4) är närmare relaterade till ålder än den vänstra (P3, T5, T3).

bord 1

Resultat av multipel regression mellan variabeln "elevens ålder" och sannolikheterna för övergångar

mellan alla frekvenskomponenter i EEG (36 variabler) separat för varje avledning

EEG-avledning r F df r2

Fp1 0,504 5,47* 5,80 0,208

Fpz 0,532 5,55* 5,70 0,232

Fp2 0,264 4,73* 6,79 0,208

F7 0,224 7,91* 3,82 0,196

F3 0,383 6,91** 7,78 0,327

Fz 0,596 5,90** 7,75 0,295

F4 0,524 4,23* 7,78 0,210

F8 0,635 5,72** 9,76 0,333

T3 0,632 5,01** 10,75 0,320

C3 0,703 7,32** 10,75 0,426

Cz 0,625 6,90** 7,75 0,335

C4 0,674 9,29** 7,78 0,405

T4 0,671 10,83** 6,79 0,409

T5 0,689 10,07** 7,78 0,427

P3 0,692 12,15** 6,79 0,440

Pz 0,682 13,40** 5,77 0,430

P4 0,712 11,46** 7,78 0,462

T6 0,723 9,26** 9,76 0,466

Oi 0,732 12,88** 7,78 0,494

Oz 0,675 6,14** 9,66 0,381

O2 0,723 9,27** 9,76 0,466

Notera. r - koefficient för multipel korrelation

mellan variabeln "studentålder" och oberoende variabler, F - motsvarande värde för F-kriteriet, signifikansnivåer: * p< 0,0005, ** p < 0,0001; r2 - скорректированный на число степеней свободы (df) коэффициент детерминации.

Den multipla korrelationskoefficienten mellan skolbarns ålder och värdena för övergångssannolikheter, beräknade för hela uppsättningen av leads (samtidigt exkluderades övergångar vars korrelation med åldern inte nådde signifikansnivån 0,05 från den fullständiga listan övergångar i förväg) var 0,89, justerad r2 = 0, 72 (F (21,64) = 11,3, p< 0,0001). То есть 72 % от исходной изменчивости зависимой переменной (возраст) могут быть объяснены в рамках модели множественной линейной регрессии, где предикторами являются вероятности переходов в определенном наборе отведений ЭЭГ. В числе предикторов оказались: P3 (t/t) = -0,21; O2 (b2/t) = -0,18; C3 (b 1 /t) = -0,16; F7 (a1/t) = 0,25; T6 (d/t) = -0,20; P4 (b2/a1) = -0,21; O1 (t/ t) = -0,21; T5 (a1/a2) = -0,20; F8 (t/d) = -0,18; O1 (d/t) = -0,08; F8 (t/t) = 0,22; T6 (a1/t) = -0,26; C3 (d/t) = -0,19; C3 (b2/b1) = 0,16; F8 (b2/t) = 0,19; Fp1 (a1/a2) = -0,17; P4 (t/t) = -0,15; P3 (a2/d) = 0,11; C4 (a2/a2) = 0,16;

Fp2 (b2/bl) = 0,11; 02 (1/a2) = -0,11 (inom parentes 1/ är övergången från komponent 1 till komponent ]). Regressionskoefficientens tecken kännetecknar riktningen för sambandet mellan variablerna: om tecknet är positivt ökar sannolikheten för denna övergång med åldern, om tecknet är negativt minskar sannolikheten för denna övergång med åldern.

Med hjälp av diskriminant analys baserad på sannolikheterna för EEG-övergångar, delades skolbarn in i åldersgrupper. Av hela uppsättningen av övergångssannolikheter användes endast 26 parametrar för klassificering - enligt antalet prediktorer som erhållits från resultaten av multipel linjär regressionsanalys med åsuppskattningar av regressionsparametrar. Separationsresultaten presenteras i fig. 3. Det kan ses att de resulterande uppsättningarna för olika åldersgrupper överlappar något. Genom graden av avvikelse från mitten av klustret för en viss skolbarn eller hans placering i en annan åldersgrupp, kan man bedöma om hastigheten för bildandet av EEG-vågmönstret är försenad eller avancerad.

° az A p O<к о о

OfP® O ° d„ °o e A o o

6 -4 -2 0 2 46 Kanoniskt re/skum 1

Ris. Fig. 3. Fördelning av skolbarn i olika åldersgrupper (junior - junior, mellan - medel, senior - senior) på diskriminantfältet Övergångssannolikheterna för EEG-komponenter (vågor), signifikanta enligt resultaten av multipel regression, valdes ut. som prediktorer i diskriminantanalysen.

Egenskaper i den åldersrelaterade dynamiken i bildandet av EEG-vågmönstret hos flickor och pojkar avslöjas (tabell 2). Enligt variansanalys är huvudeffekten av genusfaktorn mer uttalad i de parietotemporala regionerna än i de frontocentrala regionerna och accentueras i lederna av den högra hjärnhalvan. Könsfaktorns inverkan är att hos pojkar är sambandet mellan alfa2- och det lågfrekventa alfa 1-bandet mer uttalat, och hos flickor är sambandet mellan alfa2- och det högfrekventa betafrekvensområdet mer uttalat.

Effekten av växelverkan mellan faktorer associerade med åldersdynamik manifesteras bättre i EEG-parametrar i frontala och temporala (även huvudsakligen till höger) områden. Det är främst förknippat med en minskning av sannolikheten för

Tabell 2

Skillnader i sannolikheten för övergångar mellan EEG-frekvenskomponenter och deras åldersdynamik hos flickor och pojkar (ANOVA-data för EEG-avledningar)

Övergång mellan EEG-frekvenskomponenter

EEG-avledning Huvudsaklig effekt av faktorn Kön Effekt av interaktion av faktorer Kön*Ålder

Fp1 ß1-0 a1- 5 0-0

Fp2 ß2-0 a1-0 0-ß1

T4 ß2-a1 0-a1 ß2-0 a2-0 a1-0 a1-5

T6 a2-a1 a2- ß1 a1-ß1 a2-0 a1-0

P4 a2-a1 ß2-a1 a1-0 a1-5

O2 a2-a1 a2-ß1 a1-ß2 a1-a1 0-0

Notera. p2 ... 5 - EEG-komponenter Sannolikheterna för övergångar presenteras med signifikansnivån för faktorns påverkan Kön (samverkan mellan faktorerna Kön och Ålder) p< 0,01. Отведения Fpz, F7, F8, F3, F4, Т3, С2, 02 в таблице не представлены из-за отсутствия значимых эффектов влияния фактора Пол и взаимодействия факторов.

övergångar från alfa- och beta-frekvensområdena till theta-området. Samtidigt observeras en snabbare minskning av sannolikheten för övergång från beta- och alfa-intervallen till theta-frekvensområdet hos pojkar mellan ungdoms- och mellanstadieåldern, medan det hos flickor - mellan medel- och äldre åldersgrupper.

Diskussionen om resultaten

Sålunda, baserat på analysen, identifierades frekvenskomponenter av EEG som bestämmer åldersrelaterad omorganisation och specificiteten hos mönster av bioelektrisk aktivitet i hjärnan hos nordliga skolbarn. Kvantitativa indikatorer för bildandet med åldern av de dynamiska relationerna mellan de viktigaste EEG-rytmerna hos barn och ungdomar erhölls, med hänsyn till könsegenskaper, vilket gör det möjligt att kontrollera takten i åldersrelaterad utveckling och möjliga avvikelser i utvecklingsdynamiken .

Sålunda hittades en stabil struktur av den tidsmässiga organisationen av EEG-rytmer i de occipital-, parietal- och centrala ledningarna hos barn i grundskolan. Hos de flesta ungdomar i åldrarna 14-17 år är EEG-mönstret välstrukturerat inte bara i occipito-parietal och central, utan även i de temporala regionerna. De erhållna uppgifterna bekräftar idén om den sekventiella utvecklingen av hjärnstrukturer och steg-för-steg-bildningen av rytmogenes och integrerande funktioner i motsvarande hjärnregioner. Det är känt att de sensoriska och motoriska områdena i cortex

mognar av grundskoleperioden, senare mognar multimodala och associativa zoner, och bildandet av frontalbarken fortsätter till vuxen ålder. Vid en yngre ålder är EEG-mönstrets vågstruktur mindre organiserad (diffus) till sin natur. Gradvis, med åldern, börjar strukturen av EEG-mönstret få en organiserad karaktär och vid 17-18 års ålder närmar den sig vuxnas.

Kärnan i den funktionella interaktionen av EEG-vågkomponenter hos barn i grundskoleåldern är teta- och alfa1-frekvensområdena, i äldre skolålder - alfa1- och alfa2-frekvensområden. Under perioden från 7 till 18 år minskar sannolikheten för interaktion mellan vågor av alla frekvensområden av EEG-rytmer med vågor i delta- och theta-områdena, med en samtidig ökning av interaktion med vågor i beta- och alfa2-områdena. I största utsträckning manifesteras dynamiken hos de analyserade EEG-indikatorerna i de parietala och temporo-occipitala regionerna i hjärnbarken. De största könsskillnaderna i de analyserade EEG-parametrarna inträffar under pubertetsperioden. Vid 16-17 års ålder, hos flickor, bildas den funktionella kärnan i interaktionen av vågkomponenter, som stöder strukturen av EEG-mönstret, i alfa2-beta1-området, medan det hos pojkar - i alpha2-alpha1-området. Det bör dock noteras att den åldersrelaterade bildningen av EEG-mönstret i olika områden av hjärnbarken fortskrider heterokront och genomgår viss desorganisering med en ökning av theta-aktiviteten under puberteten. Dessa avvikelser från den allmänna dynamiken är mest uttalade under puberteten hos flickor.

Studier har visat att barn i Archangelsk-regionen, i jämförelse med barn som bor i Moskva-regionen, har en försening i puberteten på ett till två år. Detta kan bero på påverkan av klimatiska och geografiska förhållanden i miljön, som bestämmer egenskaperna hos den hormonella utvecklingen hos barn i de norra regionerna.

En av faktorerna för ekologiska ogynnsamma människors livsmiljö i norr är bristen eller överskottet av kemiska element i mark och vatten. Invånare i Arkhangelsk-regionen har en brist på kalcium, magnesium, fosfor, jod, fluor, järn, selen, kobolt, koppar och andra element. Störningar i mikro- och makroelementbalansen identifierades också hos barn och ungdomar, vars EEG-data presenteras i detta arbete. Detta kan också påverka karaktären av åldersrelaterad morfofunktionell utveckling av olika kroppssystem, inklusive det centrala nervsystemet, eftersom väsentliga och andra kemiska element är en integrerad del av många proteiner och är involverade i de viktigaste molekylära biokemiska processerna, och några av de är giftiga.

Typen av adaptiva förändringar och graden

deras svårighetsgrad bestäms till stor del av kroppens anpassningsförmåga, beroende på individuella typologiska egenskaper, känslighet och motstånd mot vissa influenser. Studiet av utvecklingsegenskaperna hos barnets kropp och bildandet av EEG-strukturen är en viktig grund för bildandet av idéer om de olika stadierna av ontogenes, tidig upptäckt av störningar och utvecklingen av möjliga metoder för att korrigera dem.

Arbetet utfördes under det grundläggande forskningsprogrammet nr 18 i presidiet för den ryska vetenskapsakademin.

Bibliografi

1. Boyko E. R. Fysiologiska och biokemiska grunder för mänskligt liv i norr. Ekaterinburg: Ryska vetenskapsakademins Ural-gren, 2005. 190 s.

2. Gorbatsjov A.L., Dobrodeeva L.K., Tedder Yu.R., Shatsova E.N. Biogeokemiska egenskaper i de norra regionerna. Mikroelementstatus för befolkningen i Archangelsk-regionen och prognos för utvecklingen av endemiska sjukdomar // Human Ecology. 2007. Nr 1. S. 4-11.

3. Gudkov A. B., Lukmanova I. B., Ramenskaya E. B. Man in the Subpolar Region of the European North. Ekologiska och fysiologiska aspekter. Archangelsk: IPC NARFU, 2013. 184 sid.

4. Demin D. B., Poskotinova L. V., Krivonogova E. V. Varianter av åldersrelaterad bildning av EEG-strukturen hos ungdomar i de subpolära och polära regionerna i det europeiska norra // Bulletin of the Northern (Arctic) Federal University. Serien "Medicinska och biologiska vetenskaper". 2013. Nr 1. S. 41-45.

5. Jos Yu. S., Nekhoroshkova A. N., Gribanov A. V. Funktioner hos elektroencefalogrammet och fördelning av nivån av konstant hjärnpotential hos nordliga barn i grundskoleåldern // Human Ecology. 2014. Nr 12. S. 15-20.

6. Kubasov R.V., Demin D.B., Tipisova E.V., Tkachev A.V. Hormonell försörjning av hypofysen - sköldkörteln - gonadsystemet hos pojkar under puberteten som bor i Konosha-distriktet i Arkhangelsk-regionen // Ekologiperson. 2004. App. T. 1, nr 4. sid. 265-268.

7. Kudrin A.V., Gromova O.A. Mikroelement i neurologi. M.: GEOTAR-Media, 2006. 304 sid.

8. Lukmanova N. B., Volokitina T. V., Gudkov A. B., Safonova O. A. Dynamik för parametrar för psykomotorisk utveckling hos barn 7 - 9 år // Human Ecology. 2014. Nr 8. s. 13-19.

9. Nifontova O. L., Gudkov A. B., Shcherbakova A. E. Karakteristika för hjärtfrekvensparametrar hos barn av ursprungsbefolkningen i Khanty-Mansi autonoma okrug // Human Ecology. 2007. Nr 11. S. 41-44.

10. Novikova L. A., Farber D. A. Funktionell mognad av cortex och subkortikala strukturer i olika perioder enligt elektroencefalografiska studier // Manual of Physiology / ed. Chernigovsky V. N. L.: Nauka, 1975. P. 491-522.

11. Dekret från Ryska federationens regering av den 21 april 2014 nr 366 "Om godkännande av Ryska federationens statliga program "Socioekonomisk utveckling av Ryska federationens arktiska zon för perioden fram till 2020." Åtkomst från det juridiska referenssystemet "ConsultantPlus".

12. Soroko S.I., Burykh E.A., Bekshaev S.S., Sido-

Renko G.V., Sergeeva E.G., Khovanskikh A.E., Kormilitsyn B.N., Moralev S.N., Yagodina O.V., Dobrodeeva L.K., Maksimova I.A., Protasova O. V. Funktioner för bildandet av systemisk hjärnaktivitet hos barn i den europeiska/ryska norden (problemartikel) Fysiologisk tidskrift uppkallad efter. I. M. Sechenov. 2006. T. 92, nr 8. P. 905-929.

13. Soroko S. I., Maksimova I. A., Protasova O. V. Ålders- och könsegenskaper hos innehållet av makro- och mikroelement i kropparna hos barn i den europeiska norden // Human Physiology. 2014. T. 40. Nr 6. P. 23-33.

14. Tkachev A.V. Inverkan av naturliga faktorer i norr på det mänskliga endokrina systemet // Problem med mänsklig ekologi. Archangelsk, 2000. s. 209-224.

15. Tsitseroshin M. N., Shepovalnikov A. N. Bildning av hjärnans integrerande funktion. St. Petersburg : Nauka, 2009. 250 sid.

16. Baars, B. J. The conscious access hypothesis: Origins and recent evidence // Trends in Cognitive Sciences. 2002. Vol. 6, N 1. P. 47-52.

17. Clarke A. R., Barry R. J., Dupuy F. E., McCarthy R., Selikowitz M., Heaven P. C. L. Childhood EEG as a predictor of adult attention-deficit/hyperactivity disorder // Clinical Neurophysiology. 2011. Vol. 122. S. 73-80.

18. Loo S. K., Makeig S. Klinisk användbarhet av EEG vid uppmärksamhetsbrist/hyperaktivitetsstörning: en forskningsuppdatering // Neuroterapeutik. 2012. Vol. 9, N 3. P. 569-587.

19. SowellE. R., Trauner D. A., Gamst A., Jernigan T. L. Utveckling av kortikala och subkortikala hjärnstrukturer i barndomen och tonåren: en strukturell MRI-studie // Developmental Medicine and Child Neurology. 2002. Vol. 44, N 1. P. 4-16.

1. Bojko E. R. Fiziologo-biochimicheskie osnovy zhiznedeyatelnosti cheloveka na Severe. Jekaterinburg, 2005. 190 sid.

2. Gorbatsjov A.L., Dobrodeeva L.K., Tedder Yu. R., Shacova E. N. Biogeokemiska egenskaper hos de norra regionerna. Spårelementstatus för befolkningen i Archangelsk-regionen och prognosen för endemiska sjukdomar. Ekologiya cheloveka. 2007, 1, sid. 4-11.

3. Gudkov A. B., Lukmanova I. B., Ramenskaya E. B. Chelovek mot Pripolyarnom regione Evropejskogo Severa. Ekologo-fiziologicheskie aspekty. Archangelsk, 2013, 184 sid.

4. Demin D. B., Poskotinova L. V., Krivonogova E. V. Varianter av EEG-bildning hos ungdomar som lever i subpolära och polära regioner i norra Ryssland. Vestnik Severnogo (Arkticheskogo) federalnogo universiteta, seriya "Mediko-biologicheskie nauki" . 2013, 1, sid. 41-45.

5. Dzhos Yu. S., Nekhoroshkova A. N., Gribanov A. V. Egenskaper hos EEG och DC-potential hos hjärnan hos norra skolbarn. Ekologiya cheloveka. 2014, 12, sid. 15-20.

6. Kubasov R. V., Demin D. B., Tipisova E. V., Tkachev A. V. Hormonell försörjning av hypofys-tyreoidea-gonadkörtelsystemet hos pojkar under puberteten som bor i Konosha-distriktet i Arkhangelsk-regionen. Ekologiya cheloveka. 2004, 1 (4), sid. 265-268.

7. Kudrin A. V., Gromova O. A. Mikroelementyi v nevro-logii. Moskva, 2006, 304 sid.

8. Lukmanova N. B., Volokitina T. V., Gudkov A. B., Safonova O. A. Förändringar av psykomotoriska utvecklingsparametrar på 7-9 år. o. barn. Ekologiya cheloveka. 2014, 8, sid. 13-19.

9. Nifontova O.L., Gudkov A.B., Shherbakova A. Je. Beskrivning av parametrar för hjärtrytm hos inhemska barn i Khanty-Mansiisky autonoma område. Ekologiya cheloveka. 2007, 1 1, sid. 41-44.

10. Novikova L. A., Farber D. A. Funkcionalnoe sozrevanie kory i podkorkovych struktur v razlichnye periody po dannym elektroencefalograficheskich issledovanij. Rukovodstvo po fiziologii. Ed. V. N. Chernigovsky. Leningrad, 1975, sid. 491-522.

11. Postanovlenie Pravitelstva RF från 2014-04-21 g. Nr 366 “Ob utverzhdenii Gosudarstvennoj programmy Rossijskoj Federacii “Social-ekonomicheskoe razvitie Arkticheskoj zony Rossijskoj Federacii na period do 2020 goda” Dostup iz sprav.- pravovoj sistemy “KonsultantPlyus”.

12. Soroko S. I., Burykh E. A., Bekshaev S. S., Sidorenko G. V., Sergeeva E. G., Khovanskich A. E., Kormilicyn B. N., Moralev S. N., Yagodina O. V., Dobrodeeva L. K., Vaksim Proovas I. bildning hos barn under förhållandena i den europeiska norra delen (en problemstudie). Rossiiskii fiziologicheskii jurnal imeni I. M. Sechenova / Rossiiskaia akademiia nauk. 2006, 92 (8), sid. 905-929.

13. Soroko S. I., Maksimova I. A., Protasova O. V Ålders- och könsegenskaper hos innehållet av makro- och spårämnen i organismerna hos barnen från den europeiska norden. Phiziologiya cheloveka. 2014, 40 (6), s. 23-33.

14. Tkachev A. V. Vliyanie prirodnych faktorov Severa na endokrinnuyu sistemu cheloveka. Problem med ekologii cheloveka. Archangelsk. 2000, sid. 209-224.

15. Ciceroshin M. N., Shepovalnikov A. N. Stanovlenie integrativnojfunkcii mozga. St. Petersburg, 2009, 250 sid.

16. Baars B. J. The conscious access hypothesis: Origins and recent evidence. Trender inom kognitionsvetenskap. 2002, 6 (1), sid. 47-52.

17. Clarke A. R., Barry R. J., Dupuy F. E., McCarthy R., Selikowitz M., Heaven P. C. L. Childhood EEG as a predictor of adult attention-deficit/hyperactivity disorder. Klinisk neurofysiologi. 2011, 122, sid. 73-80.

18. Loo S. K., Makeig S. Klinisk användbarhet av EEG vid uppmärksamhetsbrist/hyperaktivitetsstörning: en forskningsuppdatering. Neuroterapeutika. 2012, 9 (3), sid. 569-587.

19. Sowell E. R., Trauner D. A., Gamst A., Jernigan T. L. Utveckling av kortikala och subkortikala hjärnstrukturer i barndomen och tonåren: en strukturell MRI-studie. Utvecklingsmedicin och barnneurologi. 2002, 44 (1), sid. 4-16.

Kontaktinformation:

Rozhkov Vladimir Pavlovich - kandidat för biologiska vetenskaper, ledande forskare vid Institutet för evolutionsfysiologi och biokemi uppkallad efter. I. M. Sechenov ryska vetenskapsakademin"

Adress: 194223, St. Petersburg, Thorez Ave., 44

Introduktion

Kapitel 1. Litteraturgenomgång:

1. Funktionell roll för EEG och EKG-rytmer. 10

1.1. Elektrokardiografi och allmän aktivitet av nervsystemet. 10

1.2. Elektroencefalografi och EEG-analysmetoder. 13

1.3. Allmänna problem med att jämföra förändringar i EEG och ERP och mentala processer och sätt att lösa dem. 17

1.4 Traditionella synpunkter på den funktionella rollen av EEG-rytmer. 24

2. Tänkande, dess struktur och framgång i att lösa intellektuella problem. 31

2.1. Tänkets natur och dess struktur. 31

2.2. Problem med att identifiera komponenterna i intelligens och diagnostisera dess nivå. 36

3. Funktionell asymmetri i hjärnan och dess samband med tänkandets egenskaper. 40

3.1. Forskning om sambandet mellan kognitiva processer och hjärnregioner. 40

3.2. Funktioner av aritmetiska operationer, deras kränkningar och lokaliseringen av dessa funktioner i hjärnbarken. 46

4. Ålders- och könsskillnader i kognitiva processer och hjärnorganisation . 52

4.1. Allmän bild av bildandet av barns kognitiva sfär. 52

4.2. Könsskillnader i förmågor. 59

4.3. Funktioner för genetisk bestämning av könsskillnader. 65

5. Ålders- och könsegenskaper hos EEG-rytmer. 68

5.1. Allmän bild av EEG-bildning hos barn under 11 år. 68

5.2. Funktioner för systematisering av åldersrelaterade trender i EEG-förändringar. 73

5.3. Sexuella egenskaper i organisationen av EEG-aktivitet. 74

6. Metoder för att tolka sambandet mellan EEG-indikatorer och egenskaper hos mentala processer . 79

6.1. Analys av förändringar i EEG under matematiska operationer. 79

6.2. EEG som en indikator på stressnivå och hjärnans produktivitet. 87

6.3. Nya synpunkter på EEG-funktioner hos barn med inlärningssvårigheter och intellektuell begåvning. 91

Kapitel 2. Metoder för forskning och bearbetning av resultat.

1.1. Ämnen. 96

1.2. Forskningsmetoder. 97

Kapitel 3. Forskningsresultat.

A. Experimentella förändringar i EKG. 102

B. Åldersskillnader i EEG. 108

B. Experimentella förändringar i EEG. 110

Kapitel 4. Diskussion av forskningsresultaten.

A. Åldersrelaterade förändringar i "bakgrunds" EEG-parametrar

hos pojkar och flickor. 122

B. Ålders- och könsegenskaper hos EEG-reaktionen på räkning. 125

B. Samband mellan frekvensspecifika EEG-indikatorer och funktionell hjärnaktivitet under räkning. 128

D. Korrelationer av aktiviteten hos frekvensgeneratorer enligt EEG-indikatorer under räkning. 131

Slutsats. 134

Slutsatser. 140

Bibliografi.

Introduktion till arbetet

Forskningens relevans.

Studiet av egenskaperna hos mental utveckling i ontogenes är en mycket viktig uppgift både för allmän, utvecklings- och utbildningspsykologi och för skolpsykologers praktiska arbete. Eftersom mentala fenomen är baserade på neurofysiologiska och biokemiska processer, och bildandet av psyket beror på mognad av hjärnstrukturer, är lösningen på detta globala problem förknippad med studiet av åldersrelaterade trender i förändringar i psykofysiologiska indikatorer.

En lika viktig uppgift, åtminstone för neuro- och patopsykologi, såväl som för att bestämma barns beredskap att lära sig i en viss klass, är sökandet efter tillförlitliga kriterier för den normala psykofysiologiska utvecklingen hos barn, oberoende av sociokulturella skillnader och graden ämnens öppenhet för experter. Elektrofysiologiska indikatorer uppfyller till stor del dessa krav, särskilt om de analyseras i kombination.

All kvalificerad psykologisk hjälp bör börja med en tillförlitlig och korrekt diagnos av individuella egenskaper, med hänsyn till kön, ålder och andra betydande skillnadsfaktorer. Eftersom psykofysiologiska egenskaper hos barn 7-11 år fortfarande är i bildnings- och mognadsstadiet och är mycket instabila, krävs en betydande minskning av de studerade åldersintervallen och typerna av aktiviteter (vid tidpunkten för inspelningsindikatorer).

Hittills har ett ganska stort antal verk publicerats, vars författarna har hittat statistiskt signifikanta samband mellan indikatorer på mental utveckling hos barn, å ena sidan, neuropsykologiska parametrar, å andra sidan, ålder och kön, å den tredje, och elektrofysiologiska indikatorer, på den fjärde. EEG-parametrar anses vara mycket informativa, särskilt med avseende på amplitud och spektraltäthet i smala frekvensdelområden (0,5-1,5 Hz) (D.A. Farber, 1972, 1995, N.V. Dubrovinskaya, 2000, N. N. Danilova, 19985, N.985, N. och L.P. Yakupova, 1991, 1999, 2002, T.A. Stroganova och M.M. Tsetlin, 2001).

Därför tror vi att genom att analysera smala spektrala komponenter och använda adekvata metoder för att jämföra indikatorer som erhållits i olika serier av experiment och för olika åldersgrupper, är det möjligt att få ganska exakt och tillförlitlig information om den psykofysiologiska utvecklingen hos försökspersoner.

ALLMÄN BESKRIVNING AV ARBETET

Studiens syfte, ämne, syfte och mål.

Syftet med vår studie var ålders- och könsegenskaperna för EEG och EKG hos lågstadiebarn i åldern 7-11 år.

Ämnet var studiet av trender i förändringar i dessa parametrar med ålder i "bakgrunden", såväl som i processen för mental aktivitet.

Målet är att studera den åldersrelaterade dynamiken i aktiviteten hos neurofysiologiska strukturer som implementerar tankeprocesser i allmänhet och aritmetisk beräkning i synnerhet.

I enlighet med detta sattes följande uppgifter:

1. Jämför EEG-indikatorer i olika köns- och åldersgrupper av försökspersoner i "bakgrunden".

2. Analysera dynamiken hos EEG- och EKG-indikatorer i processen att lösa aritmetiska problem av dessa grupper av försökspersoner.

Forskningshypoteser.

3. Processen för bildandet av barnens hjärna åtföljs av en omfördelning mellan låg- och högfrekventa EEG-rytmer: i theta- och alfaområdena ökar andelen högre frekvenskomponenter (6-7 och 10-12 Hz, respektive). Samtidigt återspeglar förändringar i dessa rytmer mellan 7-8 och 9 år större förändringar i hjärnaktivitet hos pojkar än hos flickor.

4. Mental aktivitet under räkning leder till desynkronisering av EEG-komponenter i mellanfrekvensområdet, en specifik omfördelning mellan låg- och högfrekventa komponenter av rytmer (6-8 Hz-komponenten är mer undertryckt), samt en förskjutning i funktionell interhemisfärisk asymmetri mot att öka den vänstra hemisfärens specifika vikt.

Vetenskaplig nyhet.

Det presenterade arbetet är en av varianterna av psykofysiologisk forskning av en ny typ, som kombinerar moderna möjligheter för differentierad bearbetning av EEG i smala frekvensunderområden (1-2 Hz) av teta- och alfakomponenter med en jämförelse av både ålders- och könsegenskaper hos primära skolbarn, och med analys av experimentella förändringar. Åldersrelaterade egenskaper hos EEG hos barn i åldrarna 7-11 år analyserades, med betoning inte på själva medelvärdena, som till stor del beror på egenskaperna hos utrustningen och forskningsmetoderna, utan på att identifiera specifika mönster av samband mellan amplituden egenskaper i smala frekvensdelområden.

I synnerhet studerades koefficienterna för förhållandet mellan frekvenskomponenterna för theta (6-7 Hz till 4-5) och alfa (10-12 Hz till 7-8) intervall. Detta gjorde det möjligt för oss att få intressanta fakta om beroendet av EEG-frekvensmönster på ålder, kön och närvaro av mental aktivitet hos barn 7-11 år gamla. Dessa fakta bekräftar dels redan kända teorier, dels är de nya och kräver förklaring. Till exempel följande fenomen: när de utför aritmetiska beräkningar upplever grundskolebarn en specifik omfördelning mellan låg- och högfrekventa komponenter av EEG-rytmer: i theta-området finns en ökning av andelen lågfrekventa komponenter, och i alpha range, tvärtom, högfrekventa komponenter. Detta skulle vara mycket svårare att upptäcka med konventionella metoder för EEG-analys, utan att bearbeta det i smala frekvensunderområden (1-2 Hz) och beräkna förhållandet mellan theta- och alfakomponenterna.

Teoretisk och praktisk betydelse.

Trenderna i förändringar i hjärnans bioelektriska aktivitet hos pojkar och flickor har klargjorts, vilket gör det möjligt för oss att göra antaganden om de faktorer som leder till den speciella dynamiken hos psykofysiologiska indikatorer under de första åren av skolan och processen för anpassning till skollivet .

Egenskaperna hos EEG-reaktionen på räkning hos pojkar och flickor jämfördes. Detta gjorde det möjligt att konstatera förekomsten av ganska djupa könsskillnader både i processerna för aritmetisk beräkning och taloperationer, och i anpassning till pedagogisk verksamhet.

Ett viktigt praktiskt resultat av arbetet var början på skapandet av en normativ databas med EEG- och EKG-indikatorer för barn i ett laboratorieexperiment. Tillgängliga gruppmedel och standardavvikelser kan ligga till grund för att bedöma om ”bakgrunds”-indikatorerna och svarsvärdena är typiska för motsvarande ålder och kön.

Resultaten av arbetet kan indirekt hjälpa till att välja ett eller annat kriterium för framgång med lärande, diagnostisera förekomsten av informationsstress och andra fenomen som leder till skolans missanpassning och efterföljande svårigheter med socialisering.

Till försvar lämnade bestämmelser.

5. Trender i förändringar i hjärnans bioelektriska aktivitet hos pojkar och flickor är mycket tillförlitliga och objektiva indikatorer på bildandet av neurofysiologiska mekanismer för tänkande och andra kognitiva processer. Den åldersrelaterade dynamiken hos EEG-komponenter - en ökning av den dominerande frekvensen - korrelerar med den allmänna trenden av minskad plasticitet i nervsystemet med åldern, vilket i sin tur kan vara förknippat med en minskning av det objektiva behovet av anpassning till miljön. betingelser.

6. Men vid 8-9 års ålder kan denna trend tillfälligt ändras till det motsatta. Hos pojkar i åldrarna 8-9 år uttrycks detta i undertryckandet av kraften i de flesta frekvensunderområden, och hos flickor ändras komponenter med högre frekvens selektivt. Spektrum för den senare skiftar mot att sänka den dominerande frekvensen.

7. När man utför aritmetiska beräkningar hos yngre skolbarn sker en specifik omfördelning mellan låg- och högfrekventa komponenter av EEG-rytmer: i theta-området ökar andelen lågfrekventa (4-5 Hz), och i alfaområdet, tvärtom högfrekventa (10 -12 Hz) komponenter. Ökningen av den specifika vikten för 4-5 Hz och 10-12 Hz komponenterna visar ömsesidigheten i aktiviteten hos generatorerna av dessa rytmer i förhållande till aktiviteten för 6-8 Hz rytmen.

4. De erhållna resultaten visar fördelarna med metoden för att analysera EEG i smala frekvensunderområden (bredd 1-1,5 Hz) och beräkna förhållandena mellan koefficienterna för theta- och alfakomponenterna jämfört med konventionella bearbetningsmetoder. Dessa fördelar är mer märkbara förutsatt att adekvata kriterier för matematisk statistik används.

Godkännande av arbetet Avhandlingsmaterialet återspeglas i rapporter vid den internationella konferensen "Conflict and Personality in a Changing World" (Izhevsk, oktober 2000), vid den femte ryska universitetsakademiska konferensen (Izhevsk, april 2001), vid den andra konferensen "Aggression and Destructiveness of Personality" (Votkinsk, november 2002), vid den internationella konferensen tillägnad 90-årsdagen av A.B. Kogan (Rostov-on-Don, september 2002), i en posterpresentation vid den andra internationella konferensen "A.R. Luria and Psychology of the 21st Century" (Moskva, 24-27 september 2002).

Vetenskapliga publikationer.

Baserat på avhandlingens forskningsmaterial publicerades 7 verk, inklusive abstracts för internationella konferenser i Moskva, Rostov-on-Don, Izhevsk och en artikel (i tidskriften för Udmurt State University). Den andra artikeln godkändes för publicering i Psychological Journal.

Avhandlingens struktur och omfattning.

Arbetet presenteras på 154 sidor och består av en introduktion, en litteraturgenomgång, en beskrivning av ämnena, forskningsmetoder och bearbetning av resultat, en beskrivning av resultaten, deras diskussion och slutsatser samt en lista över citerad litteratur. Bilagan innehåller 19 tabeller (inklusive 10 "sekundär integral") och 16 figurer. Beskrivningen av resultaten illustreras med 8 "tertiärintegral"-tabeller (4-11) och 11 figurer.

Funktionell roll för EEG- och EKG-rytmer.

En av metoderna för tillämpad "tillämpning av hjärtfrekvensanalys - övervakning av respiratorisk sinusarytmi i hjärtat som en återkoppling när man tar mediciner - beskrivs i en av artiklarna av S.W. Porges. Vad är fördelen med denna metod? S.W. Porges menar att läkare och vetenskapsmän bör oftare "ta upp de återkopplingssystem som är direkt kopplade till kroppen, inklusive hjärtat, eftersom det är under kontinuerlig reglering av den direkta neurala vägen från hjärnstammen. Denna reglering tillhandahålls av biokemiska, fysiologiska och psykologiska mekanismer som svarar på livshotande faktorer, olika psykologiska påfrestningar och många mediciner. Hjärtsvar kännetecknas av förändringar i hjärtfrekvensmönster som förmedlas av förändringar i neural tonus. Kunskap om dessa systematiska förändringar i neural tonus ger oss det nödvändiga fönstret för att övervaka tidpunkten för effekterna av specifika mediciner och förändringar i patientens hälsotillstånd. Genom att kontinuerligt övervaka hjärtfrekvensdata med hjälp av icke-invasiva procedurer är det alltså möjligt att utvärdera patientens dynamiska svar på läkemedelsbehandling och en mängd olika experimentella situationer.

Hjärtats aktivitet påverkas starkt av växlingar i de sympatiska och parasympatiska delarna av det autonoma nervsystemet. I allmänhet förmedlas parasympatiska effekter på hjärtat av vagus, den tionde kranialnerven. Den överför efferent information från hjärnstamstrukturer direkt och snabbt till hjärtats sinoatriala nod. Vagusens varierande inverkan på sinoatrialknutan styr de flesta av de observerade snabba förändringarna i hjärtfrekvensen. I motsats till vagus kronotropa roll är sympatiska influenser huvudsakligen inotropa och orsakar förändringar i myokardmuskelkontraktiliteten. I de flesta fall begränsas således sympatiska bidrag till hjärtfrekvensens storlek och rytm av en komplex interaktion med det parasympatiska nervsystemet.

Så centrala andningsprocesser orsakar en högfrekvent rytm av hjärtfrekvenssvängningar, som överför viktig information om den vagala tonen som går till periferin. Eftersom vagus har sitt ursprung i kärnorna i ryggmärgen, och de efferenta (motoriska) ändarna styrs av högre hjärnstrukturer och kolinerg aktivitet, är det av intresse för forskare att studera den parasympatiska kontrollen av hjärtat med hjälp av den vagala tonen.

Data om pulsfrekvens är otillräckliga, därför bör de kompletteras med en indikator som mer fullständigt karakteriserar tillståndet i det kardiovaskulära systemet - spänningsindex (TI) P.M. Baevsky (N.N. Danilova, G.G. Arakelov). Detta index ökar med en ökning av hjärtfrekvensen, en minskning av standardavvikelsen och variationsintervallet för P-P-intervall.

Som ett exempel på en studie av EKG-indikatorers reaktion på en räkning associerad med informations- och känslomässig stress, kan man citera verk av G.G. Arakelova, E.K. Shotta och N.E. Lysenko. Under experimentet utförde försökspersonen först aritmetiska beräkningar för kontroll, och sedan beräkningar under tidsgränser med hot om straff med elektrisk stöt för felaktiga svar.

Under tyst räkning observerades följande förändringar jämfört med bakgrunden. I kontrollgruppen minskade variabiliteten av P-P-intervall kraftigt när man räknade i förhållande till bakgrunden och till och med i förhållande till stress (vilket indikerar en ökning av spänningen), för att sedan öka i bakgrunden efter den stressande serien, utan att nå den initiala nivån. I allmänhet var variabiliteten av P-P-intervall under stress högre än under räkning, men dessa förändringar var mer monotona, medan värdet av P-P-intervaller ändrades mer abrupt under räkning.

Allmän bild av bildandet av barns kognitiva sfär.

Precis som Aristoteles kallade psyket en enteleki (funktion) av den levande materiella kroppen, så kan kognitiva processer, inklusive tänkandets process, kallas en funktion av den mänskliga hjärnan. Faktum är att tänkandets produktivitet i hög grad beror på hjärnans tillstånd, dess kortikala och subkortikala områden, på balansen av syre, näringsämnen, hormoner och mediatorer. Det är känt att det finns en lång rad ämnen som i hög grad kan påverka hjärnans aktivitet och till och med orsaka förändrade medvetandetillstånd. Det har också bevisats att störningar i det normala förloppet av graviditeten, förlossningen och sjukdomar hos spädbarn har den mest negativa inverkan på barnets bildning, dess mentala och psykologiska egenskaper. Det finns fakta att 64% av barn som fick intensiv terapi vid födseln inte kan studera i en offentlig skola. I denna mening är kognitiva processer "naturliga".

Men man bör akta sig för att ta detta för bokstavligt, som vetenskapsmän från 1700- och 1800-talen (inklusive grundaren av organologi och frenologi, F.I. Gall). Det är allmänt accepterat att en person blir föremål för tänkande endast genom att behärska språk, begrepp, logik, som är produkter av den sociohistoriska utvecklingen av praktiken, det vill säga tänkandet har också en social karaktär. "Talets utseende i evolutionsprocessen förändrade i grunden hjärnans funktioner. Världen av interna erfarenheter och avsikter fick en kvalitativt ny apparat för att koda information med hjälp av abstrakta symboler. Ordet fungerar inte bara som ett sätt att uttrycka tankar: det återuppbygger en persons tänkande och intellektuella funktioner, eftersom själva tanken skapas och formas med hjälp av ett ord."

P.Ya. Halperin och några andra ryska psykologer karakteriserar tänkande "som en process för reflektion av objektiv verklighet, som utgör den högsta nivån av mänsklig kognition. Tänkandet ger en indirekt, komplext medierad återspegling av verkligheten, gör det möjligt för en att få kunskap om sådana samband och verklighetsförhållanden. som inte kan uppfattas av sinnena." Varje tankeprocess, i sin interna struktur, kan betraktas som en handling som syftar till att lösa ett problem. Syftet med tankeprocessen är att identifiera viktiga nödvändiga kopplingar baserade på verkliga beroenden, och skilja dem från slumpmässiga tillfälligheter. Allmänheten i tänkandet underlättas av dess symboliska karaktär, som uttrycks i ord. Tack vare användningen av symbolspråk, yttre och inre tal (L.S. Vygotsky, J. Piaget), såväl som många funktioner som är mindre märkbara vid första anblicken, skiljer det sig från ett djurs tänkande. Tankeprocessen, som noterats av P.Ya. Galperin, "medan han bibehåller tänkandets specificitet, är alltid kopplad till alla aspekter av mental aktivitet: med behov och känslor, med frivillig aktivitet och beslutsamhet, med den verbala formen av tal och visuella bilder - representationer."

Många problem löses genom att tillämpa regler, och resultatet av mentalt arbete går till området för praktisk tillämpning.

Tänkande närmar sig lösningen av den aktuella uppgiften genom en mängd olika operationer som utgör sammanlänkade och transformativa aspekter av tankeprocessen. Alla dessa operationer är olika aspekter av den högre operationen av "medling", uppfattad som avslöjandet av mer betydande kopplingar och relationer.

Jämförelse - en jämförelse av objekt, fenomen och deras egenskaper med varandra, avslöjar identiteten och skillnaderna mellan de enheter som jämförs.

Analys är den mentala dissektionen av ett objekt, fenomen, situation och identifieringen av deras beståndsdelar, delar eller sidor. Till exempel, när man återger en mening delar en förstaklassare in den i ord, och när han kopierar ett ord identifierar han dess bokstavssammansättning.

Abstraktion är urval, isolering och extraktion från vilket objekt eller fenomen som helst av en egenskap, karakteristisk, i ett visst avseende väsentlig, skild från resten. Med hjälp av dessa operationer kan du söka efter analogier - hitta ett par för ett objekt eller fenomen baserat på väsentliga egenskaper.

Generalisering är föreningen av objekt eller fenomen i vissa klasser enligt deras gemensamma väsentliga egenskaper.

Syntes är den mentala återföreningen av element som kan existera oberoende till en hel struktur.

Dessa operationer kan leda till klassificering - jämförelse, analys och efterföljande kombination av objekt och fenomen i vissa klasser enligt någon grund. Om det finns flera klassificeringsgrunder kan resultatet presenteras i ett flerdimensionellt utrymme.

Uppkomsten av ett problem eller ställandet av en fråga är det första tecknet på början av tankearbetet. Från medvetenhet om problemet går tanken till sin lösning. En viktig förutsättning för att framgångsrikt lösa ett problem är kunskap, eftersom det utan kunskap är omöjligt att skapa en hypotes. Den korrekta formuleringen av problemet spelar en viktig roll, som syftar till att lösa det.

P.Ya. Halperin, som definierar en mental handling, menar att "det första ögonblicket av tänkande är en problemsituation. Från medvetenhet om problemet går subjektet till att fatta ett beslut. Själva beslutet fungerar som ett sökande efter den felande länken. Uppkomsten av en problem betyder identifieringen av det kända och det okända. Indikativa handlingar börjar med en analys av förutsättningarna. I "Som ett resultat av analysen av en problemsituation uppstår en uppgift - ett mål givet under vissa förhållanden. Huvudsaken i mentala sökning är uppkomsten av en preliminär hypotes baserad på den mottagna informationen, analys av förhållanden. Detta bidrar till ytterligare sökning, styr tankens rörelse, flyttar in i lösningsplanen och uppkomsten av derivativa hypoteser."

Analys av förändringar i EEG under matematiska operationer

P.F. Werre (1957), som gav en detaljerad genomgång av cirka 400 verk om sambandet mellan elektrofysiologiska och psykofysiologiska fenomen, var en av de första som använde en automatisk frekvensanalysator för att analysera EEG när man löser mentala problem (mental aritmetik, svara på enkla frågor, Youngs associationstest) och byggde ett histogram frekvenser i alfa-, beta- och thetaintervall och deras amplituder. Werre kom till slutsatsen att blockering av alfarytmen på EEG återspeglar övergången av ämnet från ett vilotillstånd till ett aktivitetstillstånd, men indikerar inte på något sätt tillståndet av mental aktivitet i sig, även om blockaden av alfa. rytmen ökar med en ökning av graden av uppmärksamhet.

Av stort intresse är studien av A.S.Mundy-Castle (1957) av processen för att lösa aritmetiska problem, utförd med hjälp av en frekvensanalysator. Alfaaktivitet blockeras mest när man öppnar ögonen och mindre när man löser aritmetiska problem i sinnet, betaaktivitet minskar också när man öppnar ögonen, men ökar när man löser aritmetiska problem, och thetaaktiviteten ändras sällan, dess förändringar är relaterade, enligt dataförfattaren , med känslomässiga störningar.

Denna fråga studerades också av D. Giannitrapani (1969). Han letade efter ett samband mellan den allmänna intelligensnivån som fastställts av psykologiska tester (genomsnittlig I.Q. = 93-118, hög I.Q = 119-143), å ena sidan, och den genomsnittliga frekvensen av svängningar av hjärnpotentialer (inklusive alfa och beta) rytm) över 5 sekunders intervall, samt ett index för alfa EEG-aktivitet (i de occipitala, parietala, frontala och temporala regionerna i höger och vänster hemisfär), å andra sidan. Bestämningarna utfördes i vila och samtidigt som man löste aritmetiska problem. Författaren satte en högre frekvens i alla avledningar till vänster än till höger. I de temporala regionerna berodde inte EEG-frekvensen på intelligensnivån; omfattningen av EEG-desynkronisering var mindre uttalad, ju högre intelligensnivån var.

Anmärkningsvärda är slutsatserna från studien av W. Vogel et al. (1968). Författarna undersökte 36 studenter och 25 gymnasieelever (16 år gamla), mätte intelligens med hjälp av Wechsler-skalan och bad sedan försökspersonerna att mentalt utföra en serie enkla och komplexa aritmetiska subtraktionsproblem. Det visade sig att ju högre förmåga att automatisera aritmetiska operationer, desto lägre frekvens av EEG beta-aktivitetsindex. Tvärtom är förmågan att lösa komplexa problem förknippad med närvaron av en långsam alfarytm och thetavågor.

Författarna betonar specifikt att de inte hittade någon korrelation mellan den allmänna intelligensnivån och EEG-parametrar. De anser att korrelationen mellan EEG och en persons mentala förmågor inte bör bestämmas i vila, utan under aktiv intellektuell aktivitet, och EEG-förändringar bör inte förknippas med ett så komplext koncept som "Allmän intelligens", utan med individuell, "speciell" ” aspekter av mentala aktiviteter. Den andra delen av slutsatserna kan för det första associeras med den redan nämnda uppsättningen av problem med att mäta "allmän intelligens", och för det andra med den otillräckliga graden av differentiering av EEG-rytmer efter frekvens i många studier före 1970-talet.

V.Yu.Vildavsky, med hänvisning till forskningen av M.G. Knyazeva (1990, 1993), noterar att med mental beräkning och visuell-spatial aktivitet (mental lösning av aritmetiska problem), inträffar följande förändringar hos försökspersoner i åldern 7 - 17 år: första orsakar maximal depression i det lågfrekventa alfaområdet, minimum i högfrekvensområdet, och den andra - jämnt uttalad depression av alfarytmen i alla områden. I en betydande del av arbetet analyseras alfarytmen som en helhet, utan att isolera enskilda komponenter. Dessutom tillhandahåller V.Yu Vildavsky data om att en annan rytmisk process kan observeras i samma frekvensområde - mu-rytmen, som är associerad med hjärnans sensorimotoriska aktivitet.

I en senare studie (1977) fann D. Giannitrapani ett samband mellan faktorer erhållna i intelligenstester och spektrala densitetsindikatorer för 17 EEG-frekvensband (2 Hz breda, från 0 till 34 Hz). Det bör noteras att specifika EEG-indikatorer är komplexa, grupperade kring vissa spektrumfrekvenser eller hjärnområden.

Anmärkningsvärda är fynden av K. Tani (1981), som indikerar att när försökspersoner (kvinnor) löser olika testproblem (arithmetisk räkning, sammansättning av en bild från dess element, etc.), frekvensen av förekomsten av theta-rytmen i den mediala delar av frontalområdena är inte beroende av uppgiftens karaktär, och graden av förbättring korrelerade med indikatorer på intresse för arbete och mental koncentration. Även om dessa resultat kan ha större betydelse för kvinnor.

Enligt V.V. Lazarev, tillväxten av delta- och theta-aktivitet i kombination med en avmattning av alfarytmen bildar en oberoende faktor som bestämmer det funktionella tillståndet under förhållanden av tyst vakenhet, såväl som under olika typer av aktivitet: intellektuell, perceptuell och motorisk.

Experimentella EKG-förändringar

När man jämförde de genomsnittliga spektraldensitetsvärdena (SD) för EEG i smala frekvensunderområden, identifierades först de band som var mest representerade i spektrumet (tabell 4, bilaga tabellerna 1 och 2). I området från 3 till 7 Hz dominerade alltid 3-4 och 4-5 Hz komponenterna, och de förra var större. I alfaområdet varierade de dominerande frekvenserna beroende på ålder, kön och i vilken region av hjärnan de registrerades. Man kan se att 7-8 Hz-komponenten oftare råder hos pojkar i frontalregionerna, oavsett ålder. Hos flickor i samma lead ersätts den av en 8-9 Hz-komponent vid 9-10 års ålder. Underområdet 8-9 Hz (och i mindre utsträckning 9-10 Hz) dominerar i nästan alla delar av hjärnan (förutom fronten) hos de flesta försökspersoner. Den allmänna trenden med förändringar är en ökning av den dominerande frekvensen med åldern och från de främre delarna av hjärnan till de bakre.

Ungefär samma bild observeras när man analyserar koefficienterna för förhållandet mellan EEG-frekvenser i theta- och alfaområdena (Fig. 1-4, Tabell 5). Förhållandena mellan komponenterna 6-7 Hz till 4-5 och 10-12 Hz till 7-8 ökar från de främre regionerna till de bakre, med de senare (i alfa) mer signifikant än de förra (i theta). Intressant nog observeras de lägsta värdena för koefficienten i theta-intervallet hos flickor 8-9 år, särskilt i frontalområdena, och de lägsta värdena i alfa-intervallet observeras hos pojkar 8-9 och 7- 8 år gammal, även i frontalområdena. De högsta frekvenserna registrerades hos flickor 9-10 år gamla och pojkar 10-11 år gamla i occipital ledningar.

När man jämför medelvärdena av frekvenskvotskoefficienter för olika avledningar (tabell 5), avslöjas en övervikt av värden i de bakre regionerna av hjärnan, det vill säga i de occipital- och parietalregionerna finns en större andel av högfrekventa komponenter, särskilt i alfaområdet.

De primära resultaten som jämförde försökspersoner i olika åldrar presenterades i ett flertal typ 13-tabeller i bilagan. Utifrån deras analys konstruerades tabellerna 3-4 och 9-10 i bilagan, 6 och 7 i texten.

Åldersrelaterade förändringar i EEG-spektraldensitetsindikatorer (SD) indikerar att bildandet av elektrisk aktivitet i hjärnan i låg- och mellanfrekvensområdena skiljer sig åt hos pojkar och flickor (figurerna 1-4, integraltabellerna 6 och 7). Signifikanta förändringar hos pojkar observerades mellan perioderna 7-8 och 8-9 år och var mest uttalade i de parieto-occipitala ledningarna, i form av en minskning av amplituden över ett brett område (från 3 till 12 Hz). I frontalområdena noterades en minskning av SP i 8-10 Hz-bandet. Förändringar i SP-värdena för barn i åldrarna 9-10 år jämfört med föregående ålder manifesterades i deras ökning främst i 9-12 Hz-bandet i parieto-occipital och frontala områden av cortex.

Hos flickor mellan perioderna 7-8 och 8-9 år är skillnaderna mindre uttalade än i de åldersmatchade pojkgrupperna. Men det finns ganska många signifikanta skillnader mellan åldrarna 8-9 och 9-10 år. De uttrycks i frontala och parietala avledningar i form av en ökning av SP i intervallet från 8 till 12 Hz. I intervallet 3-5 Hz i frontområdena, tvärtom, observeras en minskning av indikatorerna. Hos jämnåriga pojkar liknar förändringarna dem hos flickor, men i mindre skala.

Sammanfattningsvis kan vi notera att det hos pojkar finns en tendens att amplituderna för EEG-komponenter i ett brett band minskar vid 8-9 års ålder jämfört med 7-8 år, mer uttalad i parietal- och occipitalregionerna i hjärna. Hos flickor är ökningar av 8-12 Hz-komponenterna mer uttalade vid 9-10 års ålder jämfört med 8-9 år i frontal- och parietalregionerna.

Av tabellerna 6 och 7 framgår också att de mest signifikanta förändringarna i frekvenskvotskoefficienten sker hos flickor mellan 8-9 och 9-10 år. I alla delar av hjärnan ökar andelen högfrekventa EEG-komponenter (i theta- och alfaintervallet). En jämförelse av trender i förändringar av indikatorer indikerar att det finns ett samband mellan ändringsriktningen i amplituder för theta- och alfarytmerna och riktningen för förändringen av frekvenskvotskoefficienterna i theta- och alfaområdena (tabell 7, minskning/ ökning av andelen av den högre frekvenskomponenten). Detta visar att den övergripande desynkroniseringen av rytmer associerade med åldern 7–8,5 år sker i större utsträckning på grund av undertryckandet av högre frekvenskomponenter i både theta- och alfaområdet.