The sexual features of bioelectrical activity of human brain on the base of spectral analysis of electroencephalography in a process of high-frequency (20 Hz) photostimulation

Full Text

Ранее нами были получены данные о половых различиях пространственной организации биоэлектрической активности головного мозга мужчин и женщин при проведении фоновой ЭЭГ, показана принципиальная возможность использования метода цветовых выборов для выявления половых различий формирования определенного психофизиологического состояния человека [2]. Целью настоящей работы является установление на основе спектрального анализа электроэнцефалограммы наличия или отсутствия половых особенностей функциональной организации головного мозга мужчин и женщин в ответ на внезапное предъявление адекватного искусственного внешнего стимула [3] - непрерывную высокочастотную фотостимуляцию. Материалы и методы Многоканальное электроэнцефало-графическое (ЭЭГ) исследование было проведено 40 женщинам - средний возраст M±m (среднее значение±стандартная ошибка среднего) 38,45±1,79 и 45 мужчинам средний возраст M±m 36,1±2,51 лет. Различия по возрасту были недостоверны (p>0,05). Регистрацию ЭЭГ проводили на 16 - канальном электроэнцефалографе фирмы «МБН» (г. Москва). Наложение электродов осуществляли по международной системе «10-20» [14]. Для сохранения относительной стационарности процесса, характеризующегося линейной зависимостью его параметров [5, 6] анализировали участок ЭЭГ продолжительностью 5,1 сек. во время кратковременного проведения непрерывной высокочас 64 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, № 1, 2016 г. тотной (20 Гц) фотостимуляции. Частота дескридитации составляла 1024 Гц. На основе быстрого преобразования Фурье проводился спектральный анализ ЭЭГ с последующим автоматическим расчетом показателя f сред. ЭЭГ в диапазоне от 3,5 до 30 Гц. Исключение из расчетов отведений Fp1 и Fp2 наряду с ограничением нижней полосы фильтра 3,5 Гц уменьшало влияние электроокулограммы (ЭОГ) на расчеты. Фотостимулятор находился на расстоянии 30 см от закрытых глаз испытуемого. Интерпретация полученных данных проводилась с общефизиологических позиций [1, 4, 9, 13] и с позиций структурнофункциональной модели интегративной работы головного мозга (СФМИРГМ) [8]. Полученные нами данные обрабатывались методом описательной статистики программы Microsoft Office Excel - 2003. Результаты и их обсуждение Глобальная (всех отведений) f сред. ЭЭГ мозга, его полушарий у женщин превышала аналогичные показатели у мужчин (p<0,01; p<0,05), как и при проведении фоновой ЭЭГ [2]. Однако, в отличие от фоновой пробы [2], при сравнении одноименных структурно-функциональных блоков интегративной работы головного мозга и зон коры головного мозга мужчин и женщин достоверных различий f сред. ЭЭГ выявлено не было (p>0,05). Функциональная организация мозга в ответ на высокочастотную фотостимуляцию и у женщин, и у мужчин характеризовалась почти полной эквипотенциальностью различных отделов головного мозга (p>0,05). Исключением, в обеих случаях, являлось отсутствие корковой межнейрональ-ной связи между левым лобным и левым средневисочным отведениями (p<0,05). Не отмечалось достоверных различий f сред. ЭЭГ между полушариями и одноименными отделами коры головного мозга внутри каждой из групп обследуемых (p>0,05). Таблица 1 Данные спектрального анализа биоэлектрической активности головного мозга мужчин и женщин при проведении высокочастотной фотостимуляции (20 Гц) Отведения ЭЭГ Женщины (M±5)* Мужчины (M±5)* Достоверность различий P F3- AA 11,038±1,581 10,629±1,570 P>0,05 F4-AA 11,194±1,692 11,027±1,475 P>0,05 C3-AA 10,927±1,662 10,780±1,650 P>0,05 C4-AA 10,936±1,590 10,706±1,545 P>0,05 P3-AA 11,267±1,772 10,894±1,692 P>0,05 P4-AA 11,261±1,646 10,910±1,488 P>0,05 O1-AA 11,531±1,563 11,189± 1,5 90 P>0,05 O2-AA 11,414±1,631 10,914±1,524 P>0,05 F7-AA 11,555±2,236 11,204±1,995 P>0,05 F8-AA 11,353±1,675 11,146±1,834 P>0,05 T3-AA 11,705±2,327 11,476±1,856 P>0,05 T4-AA 11,534±1,920 11,506±1,830 P>0,05 T5-AA 11,483±2,039 11,285±1,632 P>0,05 T6-AA 11,403±1,734 11,033±1,813 P>0,05 Весь мозг 11,328±1,687 11,056±1,806 P<0,01 Правое полушарие 11,299±1,648 11,046±1,7 P<0,05 Левое полушарие 11,358±1,726 11,065±1,909 P<0,05 1 блок 11,443±1,717 11,159±1,887 P>0,05 2 блок 11,264±1,585 10,902±1,702 P>0,05 3 блок 11,116±1,518 10,828±1,641 P>0,05 Примечание: * (M±ô) - среднее значение ± стандартное отклонение Большой экспериментальный мате- 9] при различных видах математического риал, полученный рядом авторов [4, 5, 7, анализа ЭЭГ в традиционной полосе час- 65 Российский медико-биологический вестник имени академика И.П. Павлова, № 1, 2016 г. тот (1-30 Гц) свидетельствует: параметр пространственной синхронизации эффективно отражает формирование линейных процессов при реализации различных форм поведения. f сред. ЭЭГ отражает средний энергетический вклад данной области головного мозга в его функциональную организацию при реализации высших психических функций (включая реализацию различных форм поведения), сохранении гомеостаза или поддержании патологического процесса [11, 12]. В этом плане можно говорить о наличии пространственной энергетической синхронизации - одинаковом энергетическом уровне или состоянии больших групп нейронов определенных областей коры головного мозга, как электрофизиологическом эквиваленте, отражающем все вышеперечисленные процессы в головном мозге. Таким образом, для женщин характерно более высокое энергетическое состояние головного мозга. На клеточном уровне это выражается в повышенной возбудимости нейронов мозга женщин, их способности к генерации спонтанной биоэлектрической активности. То есть мозг женщин способен активно реагировать даже на подпороговые для мозга мужчин стимулы. Однако, в отличие от фоновой ЭЭГ [2] при проведении высокочастотной (20 Гц) фотостимуляции как у мужчин, так и у женщин формируется почти полная энергетическая «синхронизация» больших групп нейронов различных областей головного мозга, вероятно за счет активизирующих влияний, входящих в первый блок структурно-функциональной модели интегративной работы головного мозга [8]. Данная функциональная организация головного мозга характерна для ориентировочной реакции [1], возникающей в ответ на внезапный внешний стимул или на изменение характеристики известного стимула (в нашем случае - переход от низкочастотной фотостимуляции к высокочастотной). Характер зональных корковых взаимоотношений становится идентичным в обеих группах обследуемых, так как он отражает одинаковый поведенческий процесс - ориентировочную реак цию. Отсутствие корковой межнейро-нальной связи между левым лобным и височным отведением в обеих группах обследуемых, вероятно, обусловлен тем, что высокочастотная фотостимуляция не несет какой-либо значимой когнитивной нагрузки и вряд ли может вызвать положительные эмоции, что подтверждает наличие функциональной дихотомии мозга, в том числе и на семантическом и эмоциональном уровнях [1, 9, 10]. Заключение Таким образом, фотостимуляция в диапазоне 20 Гц в значительной степени выравнивает половые различия частотнопространственной организации биоэлектрической активности головного мозга мужчин и женщин. При проведении функциональной пробы с высокочастотной (20 Гц) фотостимуляцией, как и в фоновой электроэнцефалограмме, сохраняется более высокое энергетическое состояние, характерное для мозга женщин. Отмечается отсутствие функциональной связи между левым лобным и левым средневисочным отведениями, в отличие от аналогичных отведений правого полушария, что, по-видимому, свидетельствует об отрицательном эмоциональном восприятии данного стимула.

References

Supplementary files