Научный журнал

Фундаментальные исследования

ISSN 1812-7339

"Перечень" ВАК

ИФ РИНЦ = 1,674

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

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.

Статья в формате PDF

293 KB

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.

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].

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.

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.

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.

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.

• 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