THE DISTANT INFLUENCE OF COOPER NANOPARTICLES ON ELECTROPHYSIOLOGICAL MANIFESTATIONS OF COGNITIVE PROCESS IN THE BRIAN

Open Access Open Access
Restricted Access Subscription Access

Abstract


Published data on negative and positive effects of nanoparticles immediately contacting human and animal organisms are inconsistent. No published data about the distant effects of nanoparticles are available. The objective of the present study was to examine the distant effects of copper nanoparticles on electrophysiological manifestations of cognitive processes assessed by P300 cognitive visually evoked potentials in 10 volunteers who were female students aged 25,9±3,5 years. Copper nanoparticles were found to distantly influence some quantitative parameters of visually evoked potentials: the latencies of peaks P1 and N2 were reduced when assessed via the right central lead, and of peaks P3 and N3, when assessed via the left parietal lead. The results suggests enhancement of the cognitive processes of perception, recognition, memorization, and decision making concerning the significance of visual stimuli.

K I Pavlov

Institute of Experimental Medicine

Email: youngexp@yandex.ru

V N Mukhin

Institute of Experimental Medicine

Email: Valery.Mukhin@gmail.com

V G Kamenskaya

Bunin Yelets State University

Email: kamenskaya-v@mail.ru

V M Kliment

Institute of Experimental Medicine

Email: klimenko_victor@mail.ru

  1. Чеканов А. В., Баранова О. А., Левин А. Д., Соловьева Э. Ю., Федин А. И., Казаринов К. Д. Исследование влияния наночастиц золота на активацию полиморфно-ядерных лейкоцитов крови человека // Биофизика.- 2013.- Т. 58, № 3.- С. 495-500.
  2. Алипов В. В., Лебедев М. С., Чепелевич Н. В., Алипов Н. В. Особенности парентерального накопления золотых наночастиц и их влияние на некоторые показатели гомеостаза в эксперименте // Бюллетень медицинских интернет-конференций.- 2011.- Т. 1, № 2.- С. 54-56.
  3. Колбин И. А., Колесников О. Л., Трофимова Н. В. Оценка влияния наночастиц оксида кремния на выработку цитокинов клетками иммунной системы периферической крови доноров // Вестник Уральской медицинской академической науки.- 2012.- № 4 (41).- С. 42.
  4. Рассказова В. Ю., Злобина О. В., Пахомий С. С., Бучарская А. Б. Морфофункциональное состояние тимуса под влиянием золотых наночастиц в эксперименте // Бюллетень медицинских интернет-конференций.- 2013.- Т. 3, № 5.- С. 928-930.
  5. Строде А. А. Влияние наночастиц меди на активность индикаторных ферментов сыворотки крови при перкутанном введении лабораторным животным // Бюллетень медицинских интернет-конференций. Наука и инновации (Саратов).- 2012.- Т. 2, № 4.- С. 180.
  6. Бабушкина И. В., Гладкова Е. В., Мамонова И. А., Белова С. В., Карякина Е. В. Регенерация экспериментальной раны под влиянием наночастиц цинка // Вестник новых медицинских технологий.- 2012.- Т. 19, № 4.- С. 16-18.
  7. Скоркина М. Ю., Федорова М. З., Сладкова Е. А., Деркачев Р. В., Забиняков Н. А. Влияние наночастиц железа на дыхательную функцию крови // Ярославский педагогический вестник.- 2010.- Т. 3, № 2.- С. 101-106.
  8. Vorobyov V., Kaptsov V., Gordon R., Makarova E., Podolski I., Sengpiel F. Neuroprotective effects of hydrated fullerene C60: cortical and hippocampal EEG interplay in an amyloid-infused rat model of Alzheimer’s disease // J.Alzheimers Dis.- 2015.- Vol. 45 (1).- Р. 217-233. doi: 10.3233/JAD-142469.
  9. Dim N., Perepelyuk M., Gomes O., Thangavel C., Liu Y., Den R., Lakshmikuttyamma A., Shoyele S. A. Novel targeted siRNA-loaded hybrid nanoparticles: preparation, characterization and in vitro evaluation // J.Nanobiotechnology.- 2015.- Sep. 26, Vol. 13 (1).- Р. 61.
  10. Yook S., Cai Z., Lu Y., Winnik M. A., Pignol J. P., Reilly R. M. Radiation Nanomedicine for EGFR-Positive Breast Cancer - Panitumumab Modified Gold Nanoparticles Complexed to the -Particle-Emitter, 177Lu // Mol. Pharm.- 2015.- Sep 24. [Epub ahead of print].
  11. Пиотровский Л. Б., Еропкин М. Ю., Еропкина Е. М., Думпис М. А., Киселев О. И. Механизмы биологического действия фуллеренов - зависимость от агрегатного состояния // Психофармакология и биологическая наркология.- 2007.- Т. 7, № 2.- С. 1548-1554.
  12. Шелест Н. А., Волкова Е. К., Козина К. В., Корченова М. В., Тучина Е. С., Захаревич А. М., Кочубей В. И., Тучин В. В. Влияние светодиодного синего (405 нм) излучения и наночастиц оксида железа (III) на выживаемость и морфологию клеток Staphylococcusaureus 209 p // Известия саратовского университета. Новая серия. Серия: Химия. Биология. Экология.- 2014.- Т. 14, № 4.- С. 62-68.
  13. Алипов В. В., Беляев П. А., Добрейкин Е. А., Урусова А. И. Оценка сочетанного применения наночастиц меди и низкоинтенсивного лазерного излучения на ожоговую рану в эксперименте // Бюллетень медицинских интернет-конференций.- 2012.- Т. 2, № 11.- С. 970.
  14. Ципотан А. С., Александровский А. С., Лямкина Н. Э., Слабко В. В. Управляемая самоорганизация квазирезонансных наночастиц в поле лазерного излучения // Известия высших учебных заведений. Физика. Национальный исследовательский Томский государственный университет (Томск).- 2013.- Т. 56, № 2-2.- С. 314-319.
  15. Попов А. П., Приезжев А. В., Федосеева М. С., Ладеман Ю., Мюллюля Р. Расчет поглощения, отражения, пропускания и деполяризации излучения уф-диапазона для слоя суспензии наночастиц диоксида титана // Вестник Московского университета. Серия 3: Физика. Астрономия. - 2009.- № 5.- С. 39-43.
  16. Каныгин М. А., Окотруб А. В., Гусельников А. В., Куреня А. Г., Булушева Л. Г. Влияние наночастиц железа в пленках композиционных материалов и углеродных нанотруб на угловую зависимость выхода рентгеновского излучения // Журнал структурной химии.- 2011.- Т. 52, № S7.- С. 55-59.
  17. Ghanekar A., Lin L., Su J., Sun H., Zheng Y. Role of nanoparticles in wavelength selectivity of multilayered structures in the far-field and near-field regimes // Opt Express.- 2015.- Sep. 21, Vol. 23 (19).- A1129-1139. doi: 10.1364/0E.23.0A1129.
  18. Гудинова Ж. В., Акимова И. С. Результаты исследования погодных условий на работоспособность школьников (на примере г. Омска) // Сибирский медицинский журнал (г. Иркутск).- 2010.- Т. 93, № 2.- С. 100-102.
  19. Канунников И. Е., Белов Д. Р., Гетманенко О. В. Влияние геомагнитной активности на электроэнцефалограмму человека // Экология человека.- 2010.- № 6.- С. 6-11.
  20. Сороко С. И., Андреева С. С., Бекшаев С. С. Перестройки параметров электроэнцефалограммы у детей - жителей о. Новая Земля // Вестник Северо-Восточного научного центра ДВО РАН.- 2009.- № 2.- С. 49-59.
  21. Ходанович М. Ю., Кривова Н. А., Гуль Е. В., Зеленская А. Е., Бондарцева Н. С. Влияние долговременного снижения уровня геомагнитного поля на биоэлектрическую активность мозга лабораторных крыс // Вестник Томского государственного университета.- 2011.- № 348.- С. 155-160.
  22. Хорсева Н. И. Возможность использования психофизиологических показателей для оценки влияния космофизических факторов // Геофизические процессы и биосфера.- 2013.- Т. 12, № 2.- С. 34-56.
  23. Mulligan B. P., Persinger M. A. Experimental simulation of the effects of sudden increases in geomagnetic activity upon quantitative measures of human brain activity: validation of correlational studies // Neurosci. Lett.- 2012.- Vol. 516, № 1.- P. 54-56.
  24. Vodolazhskaii M. G., Vodolazhskii G. I., Naimanova M. D., Roslyi I. M. The influence of geophysical factors on the parameters of human electroencephalogram // Biofizika.- 2010.- Vol. 55, № 3.- P. 544-551.
  25. Vodolazhskii G. I., Vodolazhskaia M. G. Weather sensitivity of healthy organism // Aviakosm. Ekolog.Med.- 2013.- Vol. 47, № 2.- P. 3-8.
  26. Каменская В. Г., Павлов К. И., Деханова И. М., Томанов Л. В., Суворов А. И. Влияние наноповерхностей на частотно-спектральные характеристики ЭЭГ молодых женщин // Мат-лы Международной научно-практической конференции «Комплексные проблемы техносферной безопасности» РАН, ВГТУ Воронеж, 12 ноября 2014 г. Ч. IV.- 2014.- С. 229-238.
  27. Грибанов А. В., Кожевникова И. С., Джос Ю. С., Нехорошкова А. Н. Спонтанная и вызванная электрическая активность головного мозга при высоком уровне тревожности // Экология человека.- 2013.- № 1.- С. 39-47.
  28. Гнездицкий В. В. Обратная задача ЭЭГ и клиническая электроэнцефалография (картирование и локализация источников электрической активности мозга).- М.: МЕДпрессинформ, 2004.- 624 с.
  29. Verleger R., Heide W., Butt Ch., Kompf D. P300 reducing in patients with parietal and temporal lesions // Cognitive brain research.- 1994.- P. 103-116.
  30. Polich J., Kok A. Cognitive and biological determinants of P300: anintegrative review // Biol. Psychol.- 1995.- № 41.- Р. 103-146.
  31. Linden D. E. J. The P300: Where in the brain is it produced and what does it tell us? // Neuroscientist.- 2005.- № 11.- Р. 563-576.
  32. Зенков Л. Р., Ронкин М. А. Функциональнаядиагностиканервныхболезней.- М.: МЕДпресс-информ, 2004.- 492 с.
  33. Higashima M., Kawasaki Y., Urata K., Maeda Y., Sakai N., Mizukoshi C., Nagasawa T., Kamiya T., Yamaguchi N., Koshino Y., Matsuda H., Tsuji S., Sumiya H., Hisasda K. Simultaneous observation of regional cerebral blood flow and event-related potential during performance of an auditory task // Cogn. Brain Res.- 1996.- Vol. 4.- P. 289-296.
  34. Winterer G., Mulert C., Mientus S., Gallinat J., Schlattmann P., Dorn H., Herrmann W. M. P300 and LORETA: comparison of normal subjects and schizophrenic patients // Brain Topogr.- 2001.- Vol. 13.- Р. 299-313.
  35. Donchin E., Karis D. Cognitive psychophysiology and human information processing // Psychophysiology: systems, processes and applications.- 1986.- P. 349-411.
  36. Halgren E., Marinkovic K., Chauvel P. Generators of the late cognitive potentials in auditory and visual oddball tasks // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol.- 1998.- № 106.- P. 156-164.
  37. McCarthy G., Wood C. C., Williamson P. D., Spencer D. Task-dependent field potentials in human hippocampal formation // J. of Neuroscience.- 1989.- Vol. 9.- P. 4235-4268.
  38. Никишена И. С., Яковенко Е. А., Сурушкина С. Ю., Чутко Л. С., Кропотов Ю. Д., Пономарев В. А. Увеличение мощности ЭЭГ вальфа-полосе у детей с нарушениями внимания как признак несоответствия функционального состояния возрастной норме // Новые исследования. - 2010.- Т. 1, № 25.- С. 18-22.
  39. Морозова А. В., Евтушенко С. К., Морозова Т. М. Мультифокальные вызванные потенциалы, связанные с событием, в ранней диагностике когнитивной дезинтеграции: клинико-нейрофизиологическая трактовка // Международный неврологический журнал.- 2012.- № 3.- С. 26-41.
  40. Наатанен Р. Внимание и функции мозга: учеб. пособие: пер. с англ. / под ред. Е. Н. Соколова.- М.: Изд-воМГУ, 1998.- 560 с.
  41. Folstein J.R., Van Petten C. Influence of cognitive control and mismatch on the N2 component of the ERP: a review // Psychophysiology.- 2008.- № 45.- Р. 152-170.
  42. Patel S. H., Azzam P. N. Characterization of N200 and P300: Selected Studies of the EventRelated Potential // Trends in Cognitive Sciences.- 2010.- Vol. 14, № 6.- Р. 277-290.
  43. Smith J.L., Smith E.A., Provost A.L., Heathcote A. Sequence effects support the conflict theory of N2 and P3 in the Go/NoGo task // International Journal of Psychophysiology.- 2010.- № 75.- Р. 217-226.
  44. Окнина Л. Б., Толочко Ю. С., Шарова Е. В. и др. Особенности пространственной организации компонента Р300 АВП при «активном» и «пассивном» восприятии стимула у здоровых испытуемых // Журнал высшей нервной деятельности. - 2001.- Т. 51, № 2.- С. 5-13.
  45. Kolassa Î.T., Musial F., Kolassa S., Miltner W. Event-related potentials when identifying or colornaming threatening schematic stimuli in spider phobic and non-phobic individuals // BMC Psychiatry.- 2006.- Vol. 6.- P. 38.

Views

Abstract - 27

PDF (Russian) - 0

Cited-By


PlumX

Refbacks

  • There are currently no refbacks.

Copyright (c) 2016 Pavlov K.I., Mukhin V.N., Kamenskaya V.G., Kliment V.M.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.