Влияние фактора ведущего глаза на характеристики саккад и связанные с событиями медленные потенциалы ЭЭГ при выполнении саккадических тестов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 03.03.01, кандидат биологических наук Лазарев, Иван Евгеньевич

• Лазарев, Иван Евгеньевич
• кандидат биологических наук
• 2011

Оглавление диссертации кандидат биологических наук Лазарев, Иван Евгеньевич

Глава 1. Введение

Глава 2. Литературный обзор

2.1 Виды функциональных асимметрий

2.2 Движения глаз как модель для изучения движений человека

2.3 Потенциалы электроэнцефалограммы, связанные с саккадическими движениями глаз

Глава 3. Методика

Глава 4. Результаты

4.1 Медленные потенциалы ЭЭГ, полученные усреднением от стимула. «Короткая» схема

4.1.1 Тест с саккадами на зрительные стимулы . Характеристики саккад

4.1.2 Тест с саккадами на зрительные стимулы. Характеристики потенциалов

4.1.3 Тест с антисаккадами. Характеристики саккад

4.1.4 Группа испытуемых с правым ведущим глазом. Группа с высоким качеством выполнения теста

4.1.5 Группа испытуемых с левым ведущим глазом. Группа с высоким качеством выполнения теста

4.1.6 Сравнение характеристик саккад и предстимульных потенциалов в группах ПГ и ЛГ в тесте с антисаккадами 56 4.1.7.Влияние качества выполнения теста на характеристики УНВ у испытуемых с правым ведущим глазом

4.1.8 Влияние качества выполнения теста на характеристики УНВ у испытуемых с ведущим левым глазом

4.1.9 Резюме по «короткой» схеме

4.2 Медленные потенциалы ЭЭГ, полученные усреднением от стимула. «Длинная» схема

4.2.1 Тест с саккадами на зрительные стимулы. Характеристики саккад

4.2.2 Тест с саккадами на зрительные стимулы. Характеристики потенциалов

4.2.3 Тест с антисаккадами. Характеристики саккад

4.2.4 Группа ПГ. Группа с высоким качеством выполнения теста

4.2.5 Группа ЛГ. Группа с высоким качеством выполнения теста

4.2.6 Сравнение характеристик саккад и предстимульных потенциалов в группах ПГ и ЛГ в тесте с антисаккадами

4.2.7 Влияние качества выполнения теста с антисаккадами на характеристики УНВ у испытуемых с правым ведущим глазом

4.2.8 Влияние качества выполнения теста с антисаккадами на характеристики УНВ у испытуемых с левым ведущим глазом

4.2.9 Резюме по «длинной» схеме

4.3 Пресаккадические моторные потенциалы ЭЭГ

4.3.1 Тест с саккадами на зрительные стимулы.

4.3.2 Испытуемые с ведущим правым глазом

4.3.3 Испытуемые с ведущим левым глазом.

4.3.4 Сравнение групп испытуемых с правым и левым ведущим глазом

4.3.5 Тест с антисаккадами.

4.3.6 Характеристики потенциалов в группе испытуемых с ведущим правым глазом

4.3.7 Характеристики потенциалов в группе испытуемых с ведущим левым глазом

4.3.8 Сравнение потенциалов в тесте с антисаккадами в группах ПГ и ЛГ

4.3.9 Сравнение потенциалов в тестах с саккадами на зрительные стимулы и с антисаккадами.

4.3.10 Резюме по пресаккадическим потенциалам

Глава 5. Обсуиедение 108 Выводы 119 Список использованной литературы 120 Приложение

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Влияние фактора ведущего глаза на характеристики саккад и связанные с событиями медленные потенциалы ЭЭГ при выполнении саккадических тестов»

Проблеме взаимосвязи профиля латеральной организации (ПЛО) и индивидуально-психологических особенностей человека посвящено много исследований в области нейрофизиологии, психологии, нейропсихологии и психиатрии.

К настоящему времени получено большое количество данных по типологии индивидуальных ПЛО [30], в том числе для сочетания доминантности правой руки (ПР) и левого глаза (ЛГ). Данный ПЛО является частным случаем несовпадения моторных и сенсорных асимметрий и встречается у 23-27% праворуких [3; 30]. Для лиц с сочетанием ПР -ЛГ чаще отмечаются признаки эмоциональной нестабильности, невротизма и психической неуравновешенности, социальной эмоциональности, сниженном уровне субъективного контроля, в меньшей устойчивости к стрессу по сравнению с лицами с ведущим ПГ [12, 32; 2]. С этими фактами согласуются данные о повышенном риске возникновения нервно-психических расстройств у данной группы лиц. Частота встречаемости сочетания ПР-ЛГ заметно повышена среди больных с психосоматическими, невротическими и психическими расстройствами [3; 73; 84; 121]. Анализ типов ПЛО среди представителей разных профессий показал, что левые асимметрии, в том числе ведущий левый глаз, чаще встречаются у лиц творческих профессий, а правый тип ПЛО - среди операторов сложных систем [3; 29; 30]. Представляют также интерес результаты изучения психопатологической симптоматики у больных с очаговыми поражениями мозга: у лиц с правым ПЛО картина психических нарушений закономерно связана с локализацией очага поражения мозга, а у больных со смешанными типами ПЛО отмечается полиморфная, плохо предсказуемая симптоматика [3]. Все эти факты позволяют предположить, что несовпадение сенсорных и моторных асимметрий вносит определенную специфику в структурно-функциональную организацию мозга. Изучение закономерностей организации нервных процессов в зависимости от типа ПЛО важно для решения вопросов профотбора, профилактики и терапии заболеваний нервной системы. Однако этой проблематике посвящены лишь единичные нейрофизиологические исследования [2].

Горизонтальные саккадические движения глаз и связанные с ними корковые потенциалы можно рассматривать как адекватную экспериментальную парадигму для изучения нейрофизиологической природы правых и левых асимметрий в зрительной системе. Применение различных парадигм зрительной стимуляции позволяет изучать взаимосвязи между когнитивными функциями (такими как восприятие, внимание и пр.) и процессами саккадической генерации [26] При этом общие принципы моторного контроля и контроля движений глаз в целом совпадают и распространяются на более сложные формы поведения

156]. Кортикальные механизмы саккадической генерации находят отражение в электрических потенциалах головного мозга человека.

В связи с этим мы ожидаем, что применение саккадических задач разной сложности и анализ медленных потенциалов ЭЭГ позволит ближе подойти к пониманию особенностей функциональной организации корковых процессов у правшей с ведущим правым и левым глазом.

Цель и задачи исследования

Цель настоящей работы - на модели саккадических движений глаз изучить влияние фактора ведущего глаза на функциональную организацию корковых процессов, связанных с произвольным вниманием и контролем поведения.

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

1) изучить влияние фактора ведущего глаза на характеристики саккад в тестах с саккадами на зрительные стимулы и антисаккадами;

2) изучить влияние фактора ведущего глаза на амплитудные, топографические и динамические характеристики условно-негативной волны и пресаккадические моторные потенциалы при выполнении саккад на зрительные стимулы и антисаккад;

3) выявить характерные особенности функциональной организации корковых процессов, связанных с выполнением произвольных саккад разного уровня сложности, у психически здоровых лиц с ведущим правым и левым глазом.

Научная новизна

В нашем исследовании впервые изучена организация регуляции саккадических движений с учетом глазодоминантности. При исследовании быстрых саккадических движений обнаружен специфический паттерн асимметрии, заключающийся в предпочтении зрительного поля неведущего глаза.

Подробно изучены амплитудные, топографические и динамические особенности медленных потенциалов ЭЭГ, предшествующих саккадическим движениям глаз, в зависимости от фактора глазодоминантности. Показано влияние данного фактора на особенности, как самих движений, так и их электроэнцефалографических коррелятов.

Показано, что характеристики активации коры, т.е. ее топография и динамика, в период преднастройки, зависят как от типа теста, так и от его временных характеристик, а именно от длительности периода фиксации на центральном стимуле.

В группе испытуемых с ведущим правым глазом показана ведущая роль лобной коры, особенно ее медиальных отделов, в подготовке произвольных саккад (антисаккад), а также в обеспечении успешности выполнения антисаккадической задачи. Для испытуемых с левым ведущим глазом обнаружена сниженная активация лобных областей коры.

Научно-практическая значимость

Полученные в работе сведения являются важными для понимания природы латеральных предпочтений человека и их связи с активностью головного мозга. Показано, что в зависимости от ведущего глаза у человека существенно варьирует активность головного мозга, а также особенности латеральных предпочтений. Для испытуемых с ведущим правым глазом показано, что для эффективного управления и контроля зрительно-моторной деятельности необходим определенный уровень активации лобной коры. Данные сведения представляют интерес с точки зрения профессионального отбора, а также оптимизации и мониторинга операторской деятельности.

Основные положения выносимые на защиту

1. Эффективность контроля горизонтальных саккад снижена при предъявлении стимулов в зрительное полуполе (ЗП) ведущего глаза: в тесте с саккадами на зрительные стимулы латентный период саккад длиннее, а в тесте с антисаккадами увеличена доля ошибок направления. Данная закономерность была отчетливой у лиц с ПГ и слабо выражена (как тенденция) у лиц с ЛГ.

2. Различия между группами ПГ и ЛГ по характеристикам медленных потенциалов наиболее выражены в тесте с антисаккадами, выполнение которого связано с активацией системы произвольного внимания и контроля поведения. В группе ПГ показана ведущая роль лобной коры, особенно активации ее медиальных отделов, в подготовке и обеспечении высокого качества выполнения антисаккад. В группе ЛГ выявлен сниженный по сравнению с группой ПГ уровень активации лобной коры при повышении роли центральных отделов.

3. Получены качественные и количественные характеристики поздней премоторной фазы саккадической преднастройки, наблюдающейся в интервале 50 мс до начала саккады в группах ПГ и ЛГ. На этом этапе показана активация контралатерального направлению саккады полушария, и торможение ипсилатерального полушария, что выражается в увеличении амплитуды пресаккадической негативности (ПСН) и снижении амплитуды позитивности (ПСП) в контралатеральном полушарии, и в снижении амплитуды ПСН и увеличении амплитуды ПСП - в ипсилатеральном. В группе ЛГ активация правого полушария перед саккадами влево более значительна, чем в группе ПГ.

Апробация работы

Предварительные результаты исследования были представлены и обсуждены на 10-й конференции молодых ученых института высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, на заседаниях кафедры психофизиологии факультета психологии МГУ им. М.В. Ломоносова, на Зей нейропсихологической конференции памяти А.Р. Лурия, IV Международный Конгресс «Нейронаука для медицины и психологии» (Судак, Украина, 2008), 8th International Symposium "Beyond and behind the brain" (Португалия, 2008), 13th World Congress of Psychophysiology (St.-Peterburg, 2008). По результатам диссертационного исследования опубликовано 3 печатные работы в журналах, входящих в список ВАК.

Структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, обзора литературы, эмпирической части, включающей описание методики и результатов исследования, обсуждения результатов, выводов, списка использованной литературы. Основной текст диссертации изложен на страницах 133 и включает в себя 18 таблиц и 52 рисунка. Библиография содержит 175 источников, из них 139 на иностранных языках.