Асимметрия мозгового кровообращения в бассейне внутренних сонных артерий у студентов при кратковременной умственной нагрузке: связь с эффективностью контроля поведения
DOI:
https://doi.org/10.37482/2687-1491-Z144Ключевые слова:
реоэнцефалография, кратковременная умственная нагрузка, Gо/Nо-Gо, мозговое кровообращение, бассейн внутренних сонных артерий, адаптация к умственной нагрузке, контроль поведения, функциональная асимметрия мозгаАннотация
Цель исследования – изучение связи мозгового кровообращения при кратковременной умственной нагрузке с эффективностью контроля поведения. Результаты ранее опубликованных исследований не позволяют получить однозначную картину функциональной перестройки мозгового кровообращения в ответ на умственную деятельность. Одной из причин неоднозначности результатов могут быть индивидуальные различия. Это подтверждается наличием типологических особенностей мозгового кровообращения в покое и при умственной нагрузке. Авторы данной работы обратили внимание на еще одну потенциальную типологическую характеристику – билатеральную асимметрию мозгового кровообращения в бассейне внутренних сонных артерий. Известные данные позволяют предположить связь асимметрии мозгового кровообращения с продуктивностью умственной деятельности и эффективностью контроля поведения. Материалы и методы. Методом реоэнцефалографии у 20 студентов (возраст – 19–23 лет) изучались показатели мозгового кровообращения во время умственной нагрузки (проба Gо/Nо-Gо). Стимульный материал предъявлялся на мониторе с помощью программы PsychoPy. Оценивалось время реакции и количество ошибок. Реоэнцефалограмма регистрировалась с помощью прибора «Рео-Спектр». Пульсовое кровенаполнение в бассейне внутренних сонных артерий в покое и во время умственной нагрузки оценивалось по амплитудно-частотному показателю, асимметрия кровообращения в лобных отделах – по коэффициенту асимметрии. Результаты. При кратковременной умственной нагрузке у студентов наблюдалась тенденция к умеренному увеличению пульсового кровенаполнения в лобных отделах. Установлена отрицательная корреляция между амплитудно-частотным показателем в правой лобной области и количеством ошибок в пробе Gо/Nо-Gо. Исследование взаимосвязи асимметрии кровообращения в бассейне внутренних сонных артерий и точности выполнения пробы Gо/Nо-Gо выявило положительную корреляцию между преобладанием кровотока в левой лобной области и точностью выполнения пробы. Обсуждается перспективность использования асимметрии церебрального кровообращения в бассейне внутренних сонных артерий для прогнозирования эффективности умственной деятельности.
Скачивания
Библиографические ссылки
Яруллин Х.Х. Клиническая реоэнцафелография. М.: Медицина, 1983. 270 с.
Поскотинова Л.В., Каменченко Е.А. Показатели реоэнцефалограммы покоя у здоровых подростков 15–17 лет на Европейском Севере // Экология человека. 2011. № 9. С. 36–44.
Пешев Л.П., Тумаева Ю.А., Ляличкина Н.А. Биорезонансная коррекция расстройств вегетативного гомеостаза у женщин-операторов персональных компьютеров // Фундам. исследования. 2013. № 9-3. С. 440–443.
Wei W., Li Y., Xie Z., Deegan A.J., Wang R.K. Spatial and Temporal Heterogeneities of Capillary Hemodynamics and Its Functional Coupling During Neural Activation // IEEE Trans. Med. Imaging. 2018. Vol. 38, № 5. Р. 1295–1303. DOI: 10.1109/TMI.2018.2883244
Мельник С.Н., Мельник В.А., Сукач Е.С., Ткаченко П.В. Влияние физической и умственной нагрузки на состояние центральной и мозговой гемодинамики молодых людей в зависимости от типа кровообращения и церебральной микроциркуляции // Курск. науч.-практ. вестн. «Человек и его здоровье». 2016. № 1. С. 117–123.
Чуб И.С., Борейко А.П., Кунавин М.А., Черкасова А.С., Преминина О.С. Особенности мозговой гемодинамики у студентов в процессе выполнения когнитивной задачи // Междунар. журн. приклад. и фундам. исследований. 2021. № 2. С. 16–20.
Шарапов А.Н., Сельверова Н.Б., Догадкина С.Б., Кмить Г.В., Рублева Л.В., Безобразова В.Н., Ермакова И.В. Функциональное состояние сердечно-сосудистой и эндокринной систем у подростков 15-16 лет // Новые исследования. 2018. № 3-4(56). С. 39–60.
Мандриков В.Б., Севрюкова Г.А., Исупов И.Б., Лиходеева В.А. Церебральное кровообращение российских и иностранных студентов при различных формах умственной деятельности // Вестн. Волгогр. гос. мед. ун-та. 2019. Вып. 1(69). С. 87–90.
Markhasina I.P. Rheoencephalographic Study of the Hemodynamics During Mental Work // Bull. Exp. Biol. Med. 1970. Vol. 70, № 6. Р. 1355–1357. DOI: 10.1007/BF02066772
Исупов И.Б., Занкович А.А., Кочубеева Е.Н. Типологические особенности кровообращения головного мозга молодых людей // Вестн. Волгогр. гос. ун-та. Сер. 7: Философия. Социология и соц. технологии. 2008. № 1(7). С. 124–129.
Пономарева Т.А. Особенности адаптации системы периферического кровообращения к операторской деятельности у детей 8-10 лет с разными типами автономной нервной регуляции // Новые исследования. 2004. № 1–2(6–7). С. 316.
Безобразова В.Н. Краткосрочная адаптация мозгового кровообращения к умственной нагрузке у детей 7-8 лет // Новые исследования. 2011. № 2(27). С. 90–95.
Адамовская О.Н., Орлов К.В., Безобразова В.Н. Изменения церебрального кровотока у детей 8-9 лет при выполнении умственной нагрузки на разных электронных устройствах // Новые исследования. 2020. № 2(62). С. 5–14.
Jacquy J., Noel P., Segers A., Huvelle R., Piraux A., Noel G. Regional Cerebral Blood Flow in Children. A Rheoencephalographic Study of the Modifications Induced by Reading // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1977. Vol. 42, № 6. Р. 691–696. DOI: 10.1016/0013-4694(77)90285-1
Зарипов В.Н., Баринова М.О. Гемодинамические изменения церебрального кровотока под влиянием умственной нагрузки у студенток с разным типом темперамента // Вестн. Иванов. гос. ун-та. Сер.: Естеств., обществ. науки. 2012. Вып. 2. С. 14–22.
Оленко Е.С., Юпатов В.Д., Фомина Е.В., Кодочигова А.И., Коновалова А.А. Зависимость пассивности и активности поведения от состояния мозгового кровотока у здоровых мужчин // Психосомат. и интеграт. исследования. 2019. Т. 5, № 3. С. 305.
Adler L.A., Faraone S.V., Spencer T.J., Berglund P., Alperin S., Kessler R.C. The Structure of Adult ADHD // Int. J. Methods Psychiatr. Res. 2017. Vol. 26, № 1. Р. 15–55. Art. no. e1555. DOI: 10.1002/mpr.1555
Bron T.I., Bijlenga D., Breuk M., Michielsen M., Beekman A.T.F., Kooij J.J.S. Risk Factors for Adverse Driving Outcomes in Dutch Adults with ADHD and Controls // Accid. Anal. Prev. 2018. Vol. 111. P. 338–344. DOI: 10.1016/j.aap.2017.12.011
Грибанов А.В., Мелькова Л.А., Старцева Л.Ф. Мозговая гемодинамика у гиперактивных детей с дефицитом внимания // Экология человека. 2013. № 10. С. 49–54.
Monden Y., Dan H., Nagashima M., Dan I., Kyutoku Y., Okamoto M., Yamagata T., Momoi M.Y., Watanabe E. Clinically-Oriented Monitoring of Acute Effects of Methylphenidate on Cerebral Hemodynamics in ADHD Children Using fNIRS // Clin. Neurophysiol. 2012. Vol. 123, № 6. P. 1147–1157. DOI: 10.1016/j.clinph.2011.10.006
Kaga Y., Ueda R., Tanaka M., Kita Y., Suzuki K., Okumura Y., Egashira Y., Shirakawa Y., Mitsuhashi S., Kitamura Y., Nakagawa E., Yamashita Y., Inagaki M. Executive Dysfunction in Medication-Naïve Children with ADHD: A Multi-Modal fNIRS and EEG Study // Brain Dev. 2020. Vol. 42, № 8. P. 555–563. DOI: 10.1016/j.braindev.2020.05.007
Gomez P., Ratcliff R., Perea M. A Model of the Go/No-Go Task // J. Exp. Psychol. Gen. 2007. Vol. 136, № 3. Р. 389–413. DOI: 10.1037/0096-3445.136.3.389
Peirce J., MacAskill M. Building Experiments in PsychoPy. London: Sage, 2018. 312 p.
Комплекс реографический «Рео-Спектр». Методические указания. Иваново: Нейрософт, 2008. 142 с.
Продиус П.А. Нейрофизиологические маркеры контроля поведения в парадигмах go/nogo и novel // Труды Пятой Всероссийской конференции «Нелинейная динамика в когнитивных исследованиях – 2017», Нижний Новгород, 25–29 сентября 2017 г. Н. Новгород: ИПФ РАН, 2017. С. 176–178.
Butler S.R., Glass A. Asymmetries in the Electroencephalogram Associated with Cerebral Dominance // Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol. 1974. Vol. 36, № 5. P. 481–492. DOI: 10.1016/0013-4694(74)90205-3
Панков М.Н., Афанасенкова Н.В., Кожевникова И.С., Подоплекин А.Н. Состояние нейроэнергометаболизма у детей с синдромом дефицита внимания с гиперактивностью и эмоциональными расстройствами // Междунар. журн. приклад. и фундам. исследований. 2016. № 9-1. С. 66–69.
Панков М.Н., Кожевникова И.С., Сидорова Е.Ю., Грибанов А.В., Старцева Л.Ф. Психофизиологические характеристики детей с агрессивным поведением // Экология человека. 2018. № 2. С. 37–44. DOI: 10.33396/1728-0869-2018-2-37-44
Hale T.S., Smalley S.L., Dang J., Hanada G., Macion J., McCracken J.T., McGough J.J., Loo S.K. ADHD Familial Loading and Abnormal EEG Alpha Asymmetry in Children with ADHD // J. Psychiatr. Res. 2010. Vol. 44, № 9. Р. 605–615. DOI: 10.1016/j.jpsychires.2009.11.012
Луценко Е.Л. Особенности межполушарной асимметрии индекса альфа-ритма у студентов // Вестн. психофизиологии. 2013. № 2. С. 34–40.
Лебедева Н.Н., Каримова Е.Д. Нейрофизиологические проявления состояния монотонии у операторов с различной межполушарной асимметрией альфа-активности // Журн. высш. нерв. деятельности им. И.П. Павлова. 2014. Т. 64, № 4. С. 428–438. DOI: 10.7868/S0044467714040108
References
Yarullin Kh.Kh. Klinicheskaya reoentsеfalografiya [Clinical Rheoencephalography]. Moscow, 1983. 270 p.
Poskotinova L.V., Kamenchenko E.A. Pokazateli reoentsefalogrammy pokoya u zdorovykh podrostkov 15–17 let na Evropeyskom Severe [Quiet Rheoencephalogram Indicators in Healthy Adolescents Aged 15–17 Years in European North]. Ekologiya cheloveka, 2011, no. 9, pp. 36–44.
Peshev L.P., Tumaeva Yu.A., Lyalichkina N.A. Biorezonansnaya korrektsiya rasstroystv vegetativnogo gomeostaza u zhenshchin-operatorov personal’nykh komp’yuterov [Bioresonance Correction Disorders of Vegetative Homeostasis of Women Operators of Personal Computers]. Fundamental’nye issledovaniya, 2013, no. 9-3, pp. 440–443.
Wei W., Li Y., Xie Z., Deegan A.J., Wang R.K. Spatial and Temporal Heterogeneities of Capillary Hemodynamics and Its Functional Coupling During Neural Activation. IEEE Trans. Med. Imaging, 2018, vol. 38, no. 5, pp. 1295–1303. DOI: 10.1109/TMI.2018.2883244
Mel’nik S.N., Mel’nik V.A., Sukach E.S., Tkachenko P.V. Vliyanie fizicheskoy i umstvennoy nagruzki na sostoyanie tsentral’noy i mozgovoy gemodinamiki molodykh lyudey v zavisimosti ot tipa krovoobrashcheniya i tserebral’noy mikrotsirkulyatsii [The Impact of Physical Exercise and Mental Load on the State of the Central and Cerebral Hemodynamics of Young People Depending on the Type of Blood Circulation and Cerebral Microcirculation]. Kurskiy nauchno-prakticheskiy vestnik “Chelovek i ego zdorov’e”, 2016, no. 1, pp. 117–123.
Chub I.S., Boreyko A.P., Kunavin M.A., Cherkasova A.S., Preminina O.S. Osobennosti mozgovoy gemodinamiki u studentov v protsesse vypolneniya kognitivnoy zadachi [Features of Cerebral Hemodynamics in Students in the Process of Performing a Cognitive Task]. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamental’nykh issledovaniy, 2021, no. 2, pp. 16–20.
Sharapov A.N., Sel’verova N.B., Dogadkina S.B., Kmit’ G.V., Rubleva L.V., Bezobrazova V.N., Ermakova I.V. Funktsional’noe sostoyanie serdechno-sosudistoy i endokrinnoy sistem u podrostkov 15-16 let [Functional State of the Cardiovascular and Endocrine Systems in 15–16-Year-Old Adolescents]. Novye issledovaniya, 2018, no. 3-4, pp. 39–60.
Mandrikov V.B., Sevryukova G.A., Isupov I.B., Likhodeeva V.A. Tserebral’noe krovoobrashchenie rossiyskikh i inostrannykh studentov pri razlichnykh formakh umstvennoy deyatel’nosti [Cerebral Circulation of Russian and Foreign Students in Various Forms of Mental Activity]. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo meditsinskogo universiteta, 2019, no. 1, pp. 87–90.
Markhasina I.P. Rheoencephalographic Study of the Hemodynamics During Mental Work. Bull. Exp. Biol. Med., 1970, vol. 70, no. 6, pp. 1355–1357. DOI: 10.1007/BF02066772
Isupov I.B., Zankovich A.A., Kochubeeva E.N. Tipologicheskie osobennosti krovoobrashcheniya golovnogo mozga molodykh lyudey [Typological Features of Cerebral Circulation in Young People]. Vestnik Volgogradskogo gosudarstvennogo universiteta. Ser. 7: Filosofiya. Sotsiologiya i sotsial’nye tekhnologii, 2008, no. 1, pp. 124–129.
Ponomareva T.A. Osobennosti adaptatsii sistemy perifericheskogo krovoobrashcheniya k operatorskoy deyatel’nosti u detey 8–10 let s raznymi tipami avtonomnoy nervnoy regulyatsii [Peripheral Circulatory System Adaptation to Operator Activity in 8–10-Year-Old Children with Different Types of Autonomic Nervous Regulation]. Novye issledovaniya, 2004, no. 1–2, p. 316.
Bezobrazova V.N. Kratkosrochnaya adaptatsiya mozgovogo krovoobrashcheniya k umstvennoy nagruzke u detey 7-8 let [Short-Term Adaptation of Cerebral Circulation to Mental Work in 7–8-Year-Old Children]. Novye issledovaniya, 2011, no. 2, pp. 90–95.
Adamovskaya O.N., Orlov K.V., Bezobrazova V.N. Izmeneniya tserebral’nogo krovotoka u detey 8-9 let pri vypolnenii umstvennoy nagruzki na raznykh elektronnykh ustroystvakh [Changes in Cerebral Blood Circulation in 8–9-Year-Old Children Using Different Electronic Devices to Mental Tasks]. Novye issledovaniya, 2020, no. 2, pp. 5–14.
Jacquy J., Noel P., Segers A., Huvelle R., Piraux A., Noel G. Regional Cerebral Blood Flow in Children. A Rheoencephalographic Study of the Modifications Induced by Reading. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol., 1977, vol. 42, no. 6, pp. 691–696. DOI: 10.1016/0013-4694(77)90285-1
Zaripov V.N., Barinova M.O. Gemodinamicheskie izmeneniya tserebral’nogo krovotoka pod vliyaniem umstvennoy nagruzki u studentok s raznym tipom temperamenta [Cerebral Hemodynamics Changes of Girls-Students with Different Type of Temperament Under the Influence of Intellectual Loadings of Various Intensity]. Vestnik Ivanovskogo gosudarstvennogo universiteta. Ser.: Estestvennye, obshchestvennye nauki, 2012, no. 2, pp. 14–22.
Olenko E.S., Yupatov V.D., Fomina E.V., Kodochigova A.I., Konovalova A.A. Dependence of Passivity and Activity of Behavior on the Condition of the Brain Blood of Healthy Men. Psychosom. Integr. Res., 2019, vol. 5, no. 3, p. 305 (in Russ.).
Adler L.A., Faraone S.V., Spencer T.J., Berglund P., Alperin S., Kessler R.C. The Structure of Adult ADHD. Int. J. Methods Psychiatr. Res., 2017, vol. 26, no. 1, pp. 15–55. Art. no. e1555. DOI: 10.1002/mpr.1555
Bron T.I., Bijlenga D., Breuk M., Michielsen M., Beekman A.T.F., Kooij J.J.S. Risk Factors for Adverse Driving Outcomes in Dutch Adults with ADHD and Controls. Accid. Anal. Prev., 2018, vol. 111, pp. 338–344. DOI: 10.1016/j.aap.2017.12.011
Gribanov A.V., Mel’kova L.A., Startseva L.F. Mozgovaya gemodinamika u giperaktivnykh detey s defitsitom vnimaniya [Cerebral Hemodynamics in Children with Attention Deficit Hyperactivity Disorder]. Ekologiya cheloveka, 2013, no. 10, pp. 49–54.
Monden Y., Dan H., Nagashima M., Dan I., Kyutoku Y., Okamoto M., Yamagata T., Momoi M.Y., Watanabe E. Clinically-Oriented Monitoring of Acute Effects of Methylphenidate on Cerebral Hemodynamics in ADHD Children Using fNIRS. Clin. Neurophysiol., 2012, vol. 123, no. 6, pp. 1147–1157. DOI: 10.1016/j.clinph.2011.10.006
Kaga Y., Ueda R., Tanaka M., Kita Y., Suzuki K., Okumura Y., Egashira Y., Shirakawa Y., Mitsuhashi S., Kitamura Y., Nakagawa E., Yamashita Y., Inagaki M. Executive Dysfunction in Medication-Naïve Children with ADHD: A Multi-Modal fNIRS and EEG Study. Brain Dev., 2020, vol. 42. no. 8, pp. 555–563. DOI: 10.1016/j.braindev.2020.05.007
Gomez P., Ratcliff R., Perea M. A Model of the Go/No-Go Task. J. Exp. Psychol. Gen., 2007, vol. 136, no. 3, pp. 389–413. DOI: 10.1037/0096-3445.136.3.389
Peirce J., MacAskill M. Building Experiments in PsychoPy. London, 2018. 312 p.
Kompleks reograficheskiy “Reo-Spektr”. Metodicheskie ukazaniya [Rheographic Complex “Reo-Spektr”. Guidelines]. Ivanovo, 2008. 142 p.
Prodius P.A. Neyrofiziologicheskie markery kontrolya povedeniya v paradigmakh go/nogo i novel [Neurophysiological Markers of Behaviour Control in the Go/No-Go and Novel Paradigms]. Trudy Pyatoy Vserossiyskoy konferentsii “Nelineynaya dinamika v kognitivnykh issledovaniyakh – 2017” [Proceedings of the 5th All-Russian Conference “Nonlinear Dynamics in Cognitive Research – 2017”]. Nizhny Novgorod, 2017, pp. 176–178.
Butler S.R., Glass A. Asymmetries in the Electroencephalogram Associated with Cerebral Dominance. Electroencephalogr. Clin. Neurophysiol., 1974, vol. 36, no. 5, pp. 481–492. DOI: 10.1016/0013-4694(74)90205-3
Pankov M.N., Afanasenkova N.V., Kozhevnikova I.S., Podoplekin A.N. Sostoyanie neyroenergometabolizma u detey s sindromom defitsita vnimaniya s giperaktivnost’yu i emotsional’nymi rasstroystvami [State of Neuroenergometabolism in Children with Attention Deficit Hyperactivity Disorder and Emotional Disorders]. Mezhdunarodnyy zhurnal prikladnykh i fundamantal’nykh issledovaniy, 2016, no. 9-1, pp. 66–69.
Pankov M.N., Kozhevnikova I.S., Sidorova E.Yu., Gribanov A.V., Startseva L.F. Psychophysiological Characteristics of Children with Aggressive Behavior. Ekologiya cheloveka, 2018, no. 2, pp. 37–44. DOI: 10.33396/1728-0869-2018-2-37-44
Hale T.S., Smalley S.L., Dang J., Hanada G., Macion J., McCracken J.T., McGough J.J., Loo S.K. ADHD Familial Loading and Abnormal EEG Alpha Asymmetry in Children with ADHD. J. Psychiatr. Res., 2010, vol. 44, no. 9, pp. 605–615. DOI: 10.1016/j.jpsychires.2009.11.012
Lutsenko E.L. Osobennosti mezhpolusharnoy asimmetrii indeksa al’fa-ritma u studentov [Interhemispheric Asymmetry of the Alpha Rhythm Index in Students]. Vestnik psikhofiziologii, 2013, no. 2, pp. 34–40.
Lebedeva N.N., Karimova E.D. Neyrofiziologicheskie proyavleniya sostoyaniya monotonii u operatorov s razlichnoy mezhpolusharnoy asimmetriey al’fa-aktivnosti [Neurophysiological Manifestations of the Monotony State in the Human-Operators with Different Alpha-Activity Hemispheric Asymmetry]. Zhurnal vysshey nervnoy deyatel’nosti im. I.P. Pavlova, 2014, vol. 64, no. 4, pp. 428–438. DOI: 10.7868/S0044467714040108
