Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,685

ЗАИМООТНОШЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК АСИММЕТРИИ КОМПОНЕНТОВ ЗРИТЕЛЬНЫХ И СЛУХОВЫХ ВЫЗВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ: КОРРЕЛЯТЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ. СООБЩЕНИЕ I. ВЗАИМООТНОШЕННИЯ РАЗНОСТЕЙ ЛАТЕНТНОСТЕЙ

Ткаченко П.В. 1 Бобынцев И.И. 1
1 ГБОУ ВПО «Курский государственный медицинский университет» Минздравсоцразвития России, Курск
У испытуемых мужского и женского пола методом корреляционного анализа исследованы взаимоотношения характеристик асимметрии компонентов зрительных вызванных потенциалов на вспышку света и акустических стволовых вызванных потенциалов. Установлено, что асимметрия распространения афферентной информации и межсенсорные взаимодействия при формировании асимметрии афферентации различного биологического качества определяются латерализацией поступления стимула. Взаимодействие разномодальной импульсации осуществляется на уровне различных билатеральных структур центральной нервной системы, имеющих особенности концентрации и скорости распространения сенсорной информации, выражающиеся в значениях относительной энтропии и коэффициентах избыточности. Выявленные закономерности корреляционных взаимоотношений имеют четкие половые различия.
вызванные потенциалы
асимметрия
корреляция
1. Гнездицкий В.В. Вызванные потенциалы мозга в клинической практике. - М.: МЕДпресс-информ, 2003. - 246 с.
2. Завьялов А.В. Соотношение функций организма. - М.: Медицина, 1990. - 159 с.
3. Зенков Л.Р., Ронкин М.А. Функциональная диагностика нервных болезней: рук-во для врачей. - М.: МЕДпресс-информ, 2004. - 578 с.
4. Медведев В.И. Теоретические и прикладные проблемы физиологии труда: ее задачи и перспективы // Физиол. человека. - 1981. - Т. 7, № 3. - С. 391-399.
5. Плохинский Н.А. Биометрия. - М.: Изд-во МГУ, 1972. - 230 с.
6. Ткаченко П.В., Бобынцев И.И. Закономерности внутрисенсорных и сенсорно-эффекторных корреляционных взаимоотношений временных характеристик зрительных вызванных потенциалов с показателями бимануальной координации // Человек и его здоровье. - 2009. - № 1. - С. 21-29.
7. Ткаченко П.В., Бобынцев И.И. Закономерности устойчивых внутрисенсорных и сенсорно-эффекторных корреляционных взаимоотношений латентностей акустических стволовых вызванных потенциалов с показателями произвольных целенаправленных движений рук // Человек и его здоровье. - 2009. - № 4. - С. 30-38.
8. Ткаченко П.В., Бобынцев И.И. Особенности передачи и обработки слуховой сенсорной информации на стволовом уровне и ее участие в обеспечении бимануальной координации // Системный анализ и управление в биомедицинских системах. - 2010. - Т. 9, № 3. - С. 560-564.
9. Ткаченко П.В., Бобынцев И.И. К вопросу о слуховом сенсорном обеспечении сложных произвольных целенаправленных бимануальных движений // Рос. физиол. журн. им. И.М. Сеченова. - 2010. - Т. 96, № 11. - С. 1107-1113.
10. Хасабов Г.А. Вызванные ответы: пространственно-физиологические характеристики и проблема их функциональной оценки // Успехи физиол. наук. - 1996. - Т. 27, № 1. - С. 61-79.

Исследования вызванных потенциалов в качестве функционального индикатора афферентных процессов, протекающих в сенсорных системах, во многом способствовали формированию фундаментальных представлений о функциональной организации мозга на суммарном системном уровне [10]. Особый интерес при этом представляет изучение процессов сенсорной интеграции и особенно механизмов разномодального, межсенсорного взаимодействия [4]. В предыдущих исследованиях нами было показано, что эффективность афферентного взаимодействия и билатеральной иррадиации может обусловливать и уровень эффекторных проявлений [6-9]. Однако процессы формирования сенсорной асимметрии и, в частности, билатеральное взаимодействие разномодальных сенсорных систем, остается малоизученным вопросом.

Целью настоящей работы явилось исследование взаимоотношений характеристик асимметрии зрительных и слуховых вызванных потенциалов с использованием системного и информационного подходов.

Материал и методы исследования

В исследовании приняли участие 74 человека (38 мужчин и 36 женщин) в возрасте от 18 до 20 лет.

Зрительные вызванные потенциалы на вспышку света (ЗВПВ) и акустические стволовые вызванные потенциалы (АСВП) регистрировали на нейромиоанализаторе НМА-4-01 «Нейромиан» («Медиком МТД», Россия). ЗВПВ регистрировали в отведениях О1 и О2 международной системы «10-20 %» по стандартной методике. Регистрируемые вызванные потенциалы включали в себя ранние (Р0, N1, Р1, N2, Р2) и поздние (N3, Р3, N4) компоненты, оценивались разности их латентностей (О1-О2) при стимуляции слева и справа. АСВП регистрировали по общепринятой методике в отведениях С3 и С4 однополярными электродами, которые накладывали по международной системе «10-20 %». Регистрируемые вызванные потенциалы включали в себя семь (I-VII) позитивных пиков и оценивались по разности латентностей их компонентов (С3-С4) при стимуляции слева и справа [1, 3].

При статистической обработке вычисляли коэффициенты прямолинейной корреляции (r) и корреляционные отношения (η), характеризующие криволинейные взаимосвязи между значениями асимметрии компонентов ЗВПВ и АСВП. Достоверность корреляционных отношений определялась по критерию криволинейности [5]. Для оценки значимости вклада, рассматриваемой характеристики, рассчитывали коэффициент суммарной многосторонней скоррелированности как Σr + η без учета знака [2]. В рамках информационного анализа рассчитывали относительную энтропию (ОЭ) и коэффициенты избыточности рассматриваемых показателей [2].

Результаты исследования и их обсуждение

В нашей работе средние значения разностей латентностей компонентов ЗВПВ и АСВП при нанесении стимулов слева и справа соответствовали значениям, приведенным в литературе [1, 3].

В результате анализа рассматриваемых характеристик ЗВПВ выявлено только преобладание асимметрии латентности компонента Р0 (р < 0,001) при правосторонней латерализации стимула в группе женщин. Среди значений асимметрии латентностей АСВП достоверно выше I (р < 0,01) и II (р < 0,001) у мужчин при левосторонней стимуляции и VII (р < 0,01) у женщин при нанесении стимула справа, что свидетельствует о значении латерализации поступления стимула и распространении возбуждения в начальной части проводникового отдела сенсорных систем. Кроме того, у женщин правосторонняя стимуляция вызывает выраженную асимметрию на уровне таламо-кортикальной иррадиации.

Межгрупповое сравнение значений асимметрии латентностей выявило достоверные различия компонентов ЗВПВ при правосторонней стимуляции P0 и N1 (р < 0,05) с преобладанием асимметрии у женщин. Среди слуховых вызванных потенциалов статистически значимо отличаются асимметрии компонентов I, II, III, IV (р < 0,05) и VI (р < 0,001) при стимуляции слева с большей асимметрией у мужчин. Однако при правосторонней стимуляции у женщин была больше асимметрия компонентов I (р < 0,05), II и VII (р < 0,001).

В результате полного корреляционного анализа сложились следующие корреляционные системы: Зл-Сл/Сл-Зл (1) - сопоставление характеристик асимметрии ЗВПВ (З) и АСВП (С), полученные при стимуляции левых (л) сенсорных входов; Зл-Сп/Сп-Зл (2) - сопоставление характеристик асимметрии зрительных ВП при левосторонней стимуляции и слуховых ВП при правосторонней (п) стимуляции; Зп-Сл/Сл-Зп (3) и Зп-Сп/Сп-Зп (4) по аналогии с предыдущими системами.

В группе мужчин (табл. 1) в первой корреляционной системе среди показателей ЗВПВ наиболее скоррелированным является значение асимметрии компонента N4, среди показателей АСВП - асимметрия компонента VI. Внутренняя структура корреляционных связей характеристики N4 включает в себя как прямолинейные положительные связи (I, III), так и криволинейные (VI, VI). Асимметрия латентности шестого компонента АСВП коррелирует исключительно криволинейно с асимметриями латентностей ранних компонентов Р0, N1 и поздних Р3, N4. Характер связей при этом свидетельствует о криволинейной динамике асимметрии распространения зрительной информации относительно распространения слуховой.

Максимальный уровень скоррелированности в системе Зл-Сп/Сп-Зл принадлежит асимметрии латентности Р0 и латентности компонента IV. При этом асимметрия распространения информации в начальной части зрительного тракта (Р0) прямолинейно коррелирует с асимметрией шестого компонента слуховых ВП и криволиней- но - с I и VII. Асимметрия латентности VI положительно прямолинейно взаимосвязана с асимметрией латентностей Р0, N1 и криволинейно - с Р1 и N2.

В корреляционной системе Зп-Сл/Сл-Зп наибольший уровень взаимосвязи с характеристиками асимметрии АСВП имеет значение компонента N1. Среди характеристик слуховых ВП с показателями зрительной системы наиболее скоррелирована асимметрия латентности компонента III, в котором характеристика N1 прямолинейно положительно коррелирует с асимметрией латентности III и криволинейно - с IV и V. Асимметрия латентности компонента III прямолинейно коррелирует с асимметриями латентностей ЗВПВ N1, P1, N2 и криволинейно - с Р0 и N4.

Наиболее скоррелированной в системе Зп-Сп/Сп-Зп является асимметрия латентностей N2 и VI, в которой характеристика асимметрии распространения зрительной информации исключительно криволинейно коррелирует с показателями АСВП. Асимметрия компонента VI положительно прямолинейно взаимосвязана с асимметрией латентности N4 и криволинейно - с N1, P1, N2 и P3.

Суммарный уровень многосторонней скоррелированности (Σr + η) во всех системах находится на одном уровне в пределах 4,432-4,853 за исключением системы Зп-Сл/Сл-Зп, где сумма составила - 9,527.

Выявленные у мужчин показывают роль латерализации поступления стимула в формировании асимметрии распространения сенсорной информации и во взаимодействии зрительной и слуховой сенсорных систем на разных уровнях. Очевидно, что взаимодействие дублирующейся зрительной информации с асимметрией распространения слуховой происходит на уровнях таламуса, лимбико-ретикулярного и стриарного комплексов [3, 6]. Известно, что для слуховой сенсорной системы ключевое значение в асимметричном взаимодействии имеет медиальное коленчатое тело и билатеральный оливарный комплекс [3, 7, 8]. Данные факты указывают на большое разнообразие структур, участвующих в иррадиации зрительной информации и значении данной сенсорной системы. Наличие исключительно положительных прямолинейных связей свидетельствует об эффекте взаимного облегчения распространения импульсации при ее билатеральной иррадиации. В то же время наличие и характер криволинейных взаимоотношений показывает сложность взаимодействия асимметрии разномодальных систем и их взаимной сонастройки при дублировании информации.

Таблица 1 Суммарная многосторонняя скоррелированность (Σr + η) разностей латентностей компонентов АСВП и ЗВПВ при стимуляции слева и справа

ЗВПВ

Зл-Сл

Зл-Сп

Зп-Сл

Зп-Сп

АСВП

Сл-Зл

Сп-Зл

Сл-Зп

Сп-Зп

Мужчины

P0

0,531

1,549

0,913

0

I

1,254

1,248

1,528

0

N1

1,113

0,405

1,762

1,075

II

0,314

0

1,659

0

P1

0

1,217

1,225

0,632

III

0,331

0

2,290

0,549

N2

0,314

0,578

0,376

1,731

IV

0,609

0,549

1,164

0,521

P2

0

0

1,200

0

V

0

0

1,638

0

N3

0,544

0,527

1,011

0

VI

2,345

1,967

1,248

2,764

P3

0,970

0

1,544

0,673

VII

0

1,061

0

0,598

N4

1,838

0,549

1,478

0,321

Женщины

P0

0,571

0,583

0,840

0

I

0,336

3,272

1,450

0

N1

0

0

0,956

0

II

0,944

0,363

1,561

0

P1

0

1,342

0,600

0

III

0

0

0,840

0

N2

0

1,152

0

0

IV

1,176

0

0

0

P2

1,207

0,561

0,556

0

V

0,820

0

0

0

N3

1,498

0

0,530

0

VI

0

0

0

0

P3

0

0

0

0,393

VII

0,582

0,585

0

0,393

N4

0,582

0,582

0,365

0

Примечание. Выделены первые три ранга по уровню многосторонней суммарной скоррелированности.

Результаты информационного анализа значений асимметрии латентностей компонентов вызванных потенциалов у испытуемых мужского пола (табл. 2) показали одинаковую суммарную (Σ) концентрацию информации и ее избыточность независимо от стороны поступления сенсорного стимула. При этом в зрительной сенсорной системе при левосторонней стимуляции асимметрия распространения возбуждения с максимальной концентрацией информации наблюдается в верхних буграх четверохолмия, а также в неспецифических и ассоциативных таламических реле и ядрах стриарного комплекса (P1, N2). Выявленная же асимметрия латентностей поздних компонентов Р3 и N4, отражающая информационные процессы в лимбико-ретикулярном комплексе и таламусе, свидетельствует о повышении надежности формирования асимметрии как при лево-, так и при правосторонней стимуляции.

В слуховой сенсорной системе при любой латерализации стимула надежность формирования асимметрии локализуется на уровне нижних бугров четверохолмия, о чем свидетельствует высокая избыточность разности латентностей компонента V. На выходе системы (VI и VII) наблюдается концентрация информации с возрастанием скорости ее билатеральной иррадиации в медиальном коленчатом теле и на уровне таламо-кортикальной проекции.

У женщин картина скоррелированности разностей латентностей зрительных и слуховых ВП имела ряд существенных отличий (см. табл. 1). Так, в первой корреляционной системе Зл-Сл/Сл-Зл наиболее взаимосвязанными являются значения зрительной асимметрии P2 и N3. Эти характеристики преимущественно прямолинейно положительно взаимосвязаны с асимметрией компонентов АСВП. Таким образом, Р2 коррелирует с I, II, V, а N3 с II, и V. Среди значений асимметрии распространения возбуждения в слуховой сенсорной системе наиболее скоррелированная характеристика компонента IV коррелирует исключительно криволинейно.

Таблица 2 Значения относительной энтропии и коэффициентов избыточности разностей латентностей компонентов ЗВПВ и АСВП при стимуляции слева и справа у мужчин

ЗВПВ

Стимуляция слева

Стимуляция справа

АПСВ

Стимуляция слева

Стимуляция справа

ОЭ

КИ

ОЭ

КИ

ОЭ

КИ

ОЭ

КИ

P0

0,633

36,672

0,599

40,093

I

0,791

20,898

0,600

39,934

N1

0,628

37,138

0,607

39,223

II

0,892

10,712

0,893

10,622

P1

0,640

35,900

p dir=p dir=

0,501

49,805

III

0,624

37,544

0,590

40,967

N2

0,636

36,301

0,636

36,379

IV

0,476

52,360

0,617

38,212

P2

0,631

36,839

0,613

38,639

V

0,271

72,856

0,485

51,430

N3

0,624

37,547

0,706

29,308

VI

0,895

10,453

0,879

12,050

P3

0,433

56,693

0,516

48,309

VII

0,904

9,544

0,874

12,552

N4

0,466

53,389

0,457

54,259

Σ

4,853

214,367

4,938

205,767

Σ

4,691

330,479

4,635

336,015

Примечание. Выделены максимальные и минимальные значения относительной энтропии (ОЭ) и коэффициентов избыточности (КИ).

Во второй системе Зл-Сп/Сп-Зл уровень взаимосвязи формируется преимущественно криволинейными отношениями и имеется единственная положительная прямолинейная связь в сопоставлении N2-II. Необходимо отметить взаимоотношения характеристики асимметрии компонента I слуховых ВП, коррелирующей со значениями разности латентностей P0, P1, N2, P2 и N4 зрительных ВП. Отличительной их чертой является высокая степень криволинейности и проявление динамики асимметрии распространения зрительной информации относительно слуховой.

В третьей системе Зп-Сл/Сл-Зп значения асимметрии компонентов ЗВПВ P0 и N1 занимают два первых ранга по уровню скоррелированности. При этом прямолинейные связи выявлены в сопоставлениях N1-I и N4-II. Наиболее скоррелированная из рассматриваемых характеристик АСВП II кроме описанной положительной связи характеризуется и криволинейными отношениями с N1 и P1.

В четвертой системе Зп-Сп/Сп-Зп обнаружена единственная прямолинейная положительная корреляция в паре P3-VII.

Следует отметить, что у женщин уровень скоррелированности был значительно ниже, чем у мужчин: Σr + η первой системы равен 3,858, второй - 4,220, третей - 3,851 и четвертой - 0,393.

Установленные корреляционные взаимо­отношения свидетельствуют о роли в формировании разномодальной сенсорной асим­- метрии распространения импульсов в неспецифических и ассоциативных таламичес­ких ядрах, ядрах стриарного комплекса и не­- специфических лимбико-ретикулярных структурах [1, 3]. Наиболее наглядно их зна­чение проявилось при левосторонней лате­ра­лизации поступления стимула в обеих сен­- сорных системах. В слуховой сенсорной системе, очевидно, взаимодействие формирования разномодальной асимметрии распространения импульсации происходит либо на стволовом уровне, либо на уровне таламо-кортикальной иррадиации и в данном случае вероятна преимущественная роль ретикулярной формации. Характер прямолинейных отношений, как и у мужчин, свидетельствует о взаимном облегчении билатерального дублирования сенсорной информации на всех уровнях.

Информационный анализ значений разностей латентностей ЗВПВ и АСВП у женщин (табл. 3) показал, что в зрительной сенсорной системе наблюдается наибольшая концентрация информации, особенно при стимуляции справа, что указывает на значение доминантного входа и эффективности билатеральной иррадиации на уровне специфических таламических реле. В то же время асимметрия при левосторонней стимуляции характеризуется концентрацией возбуждения при его распространении в неспецифических структурах центральной нервной системы. В слуховой сенсорной системе левосторонняя стимуляция способствует концентрации информации на уровне слухового нерва, а латерализация справа - на уроне кохлеарных ядер, что представляется логичным в соответствии с организацией проводящих путей и согласуется с описанной выше корреляционной картиной.

Таблица 3 Значения относительной энтропии и коэффициентов избыточности разностей латентностей компонентов ЗВПВ и АСВП при стимуляции слева и справа у женщин

ЗВПВ

Стимуляция слева

Стимуляция справа

АСВП

Стимуляция слева

Стимуляция справа

ОЭ

??КИ

ОЭ

КИ

ОЭ

КИ

ОЭ

КИ

P0

0,586

41,358

0,711

28,895

I

0,902

9,737

0,875

12,436

N1

0,607

39,273

0,808

19,165

II

0,826

17,349

0,920

7,972

P1

0,534

46,548

0,743

25,649

III

0,497

50,233

0,416

58,352

N2

0,523

47,697

0,701

29,877

IV

0,616

38,376

0,263

73,632

P2

0,716

28,368

0,733

26,664

V

0,427

57,291

0,318

68,183

N3

0,619

38,042

0,690

30,938

VI

0,689

31,024

0,708

29,182

P3

0,716

28,375

0,668

33,131

VII

0,729

27,019

0,825

17,435

N4

0,558

44,126

0,519

48,042

Σ

4,686

231,029

4,352

267,192

Σ

4,859

313,787

5,573

242,361

Примечание: см. табл. 2.

Таким образом, полученные результаты показали, что асимметрия распространения сенсорной информации зависит от латерализации поступления стимула. Проведенный корреляционный анализ позволил выявить структуры ЦНС, участвующие в распространении и билатеральной иррадиации зрительной и слуховой сенсорной информации и реализующие взаимоотношения разномодальной импульсации. С помощью информационного анализа установлены особенности концентрации, скорости и сохранности распространения информации. Также показано, что все рассмотренные процессы имеют половые различия при более тесном межсенсорном взаимодействии характеристик асимметрии у мужчин.

Рецензенты:

  • Иванов В.А., д.м.н., профессор, зав. кафедрой медицины и логопедии ФГБОУ ВПО «Курский государственный университет» Мин­обрнауки РФ, г. Курск;
  • Лукьянов В.В., д.м.н., доцент, профессор кафедры коррекционной психологии и педагогики ФГБОУ ВПО «Курский государственный университет» Министерства образования и науки РФ, г. Курск.

Работа поступила в редакцию 05.12.2011.


Библиографическая ссылка

Ткаченко П.В., Бобынцев И.И. ЗАИМООТНОШЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК АСИММЕТРИИ КОМПОНЕНТОВ ЗРИТЕЛЬНЫХ И СЛУХОВЫХ ВЫЗВАННЫХ ПОТЕНЦИАЛОВ: КОРРЕЛЯТЫ И ИНФОРМАЦИОННЫЙ АНАЛИЗ. СООБЩЕНИЕ I. ВЗАИМООТНОШЕННИЯ РАЗНОСТЕЙ ЛАТЕНТНОСТЕЙ // Фундаментальные исследования. – 2012. – № 2. – С. 147-151;
URL: https://fundamental-research.ru/ru/article/view?id=29415 (дата обращения: 06.12.2022).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074