авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |

«1 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный университет имени М.В. ...»

-- [ Страница 3 ] --

Дисперсионный анализ для носителей различных ANOVA полиморфизмов гена 5НТТ. Дисперсионный анализ ANOVA был проведен для групп носителей полиморфизмов гена 5НТТ: LL и LS+SS. Трехфакторная модель ANOVA для логарифмизированных данных показала, что в гене 5НТТ носители полиморфизмов значимо не отличаются между собой по мощности альфа и бета ритмов. Трехфакторная модель ANOVA для усредненных данных выявила, что носители полиморфизмов LS и SS характеризуются более сильным увеличением мощности в диапазоне нижнего альфа ритма (F(1,23)=9,13;

p0,007), по сравнению с носителями LL генотипа, у которыъ тоже наблюдается значимое увеличение мощности в диапазоне нижнего альфа ритма (F(1,13)=6,30;

p0,03) (рисунок 33).

средняя мощность, мкВ - ОБЛАСТИ:

ОБЛАСТИ:

До утомления После утомления 5HTT LL 5HTT LS+SS Рисунок 33. Спектральные характеристики для носителей LL и LS+SS генотипов гена 5НТТ для усредненных данных в диапазоне нижнего альфа ритма (альфа1;

7,5-10 Гц) для закрытых глаз во всех мозговых областях (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – левая височная;

5 – правая височная;

6 –затылочная).

Дисперсионный анализ ANOVA для носителей различных полиморфизмов гена DRD2.Дисперсионный анализ ANOVA был проведен для групп носителей полиморфизмов гена DRD2: А1А1+А1А2 и А2А2.

Трехфакторная модель ANOVA для логарифмизированных данных не выявила значимых различий между различными полиморфизмами по мощности альфа и бета ритмов. Показано, что в диапазоне нижнего альфа ритма у носителей полиморфизма А2А2 происходит значимое увеличение мощности в обоих условиях с закрытыми (рисунок 34) и открытыми (рисунок 35) глазами (F(1,23)=5,170;

p0,03), в то время как у носителей А1-аллеля наблюдается тенденция к увеличению, но не значимая. Статистический анализ ANOVA также не выявил значимых различий между носителями полиморфизмов по мощности бета ритма, но было показано, что носители полиморфизма А2А2 характеризуется значимым снижением мощности после длительной когнитивной нагрузки (F(1,25)=8,899;

p0,007), тогда как у носителей А1А1 и А1А2 генотипов значимого снижения не наблюдается (рисунок 36).

0, 0, относительная мощность 0, 0, 0, 0, 0, 0, До утомления 0, ОБЛ: ОБЛ:

2 4 6 2 4 После 1 3 5 1 3 утомления DRD2 A1A1+A1A2 DRD2 A2A Рисунок 34. Спектральные характеристики для носителей А1А1+А1А2 и А2А2генотипов гена DRD2 для логарифмизированных данных в диапазоне нижнего альфа ритма (7,5-10 Гц) для закрытых глаз во всех мозговых областях (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – левая височная;

5 – правая височная;

6 –затылочная).

0, 0, 0, относительная мощность 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, До 0,18 утомления 0, После ОБЛ: ОБЛ:

2 4 6 2 4 утомления 1 3 5 1 3 DRD2 A1A1+A1A2 DRD2 A2A Рисунок 35. Спектральные характеристики для носителей А1А1+А1А2 и А2А2генотипов гена DRD2 для логарифмизированных данных в диапазоне нижнего альфа ритма (7,5-10 Гц) для открытых глаз во всех мозговых областях (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – левая височная;

5 – правая височная;

6 –затылочная).

0, 0, относительная мощность 0, 0, 0, 0, 0, 0, До утомления 0, ОБЛ: ОБЛ:

2 4 6 2 4 После 1 3 5 1 3 утомления DRD2 A1A1+A1A2 DRD2 A2A Рисунок 36. Спектральные характеристики для носителей А1А1+А1А2 и А2А2генотипов гена DRD2 для логарифмизированных данных в диапазоне бета ритма (12,5-35 Гц) для закрытых глаз во всех мозговых областях (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – левая височная;

5 – правая височная;

6 –затылочная).

Трехфакторная модель ANOVA для усредненных данных выявила значимое взаимодействие двух факторов: состояния (до и после когнитивной нагрузки) и типа полиморфизма для диапазонов нижнего альфа ритма (F(1,29)=5,36;

p0,03) (рисунок 38), альфа ритма (F(1,29)=6,68;

p0,02) (рисунок 39) и бета ритма (F(1,29)=15,90;

p0,0005) (рисунок 40). Для тета ритма ANOVA не показала значимых взаимодействий, но при этом видно, что полиморфизмы характеризуются сильным A1A1+A1A повышением мощности тета ритма после утомления (рисунок 37).

средняя мощность, мкВ - До утомления - ОБЛ: ОБЛ:

2 4 6 2 4 После 1 3 5 1 3 утомления DRD2 DRD A1A1+A1A2 A2A Рисунок 37. Спектральные характеристики для носителей А1А1+А1А2 и А2А2генотипов гена DRD2 для усредненных данных в диапазоне тета ритма (3,5-7,5 Гц) для закрытых глаз во всех мозговых областях (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – левая височная;

– правая височная;

6 –затылочная).

средняя мощность, мкВ - До -4 утомления ОБЛ: ОБЛ:

2 4 6 2 4 1 3 5 1 3 После утомления DRD2 DRD A1A1+A1A2 A2A Рисунок 38. Спектральные характеристики для носителей А1А1+А1А2 и А2А2 генотипов гена DRD2 для усредненных данных в диапазоне нижнего альфа ритма (7,5-10 Гц) для закрытых глаз во всех мозговых областях (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – левая височная;

5 – правая височная;

6 –затылочная).

средняя мощность, мкВ До -2 утомления ОБЛ: ОБЛ:

2 4 6 2 4 1 3 5 1 3 После утомления DRD2 DRD A1A1+A1A2 A2A Рисунок 39. Спектральные характеристики для носителей А1А1+А1А2 и А2А2генотипов гена DRD2 для усредненных данных в диапазоне альфа ритма (7,5-12,5 Гц) для закрытых глаз во всех мозговых областях (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – левая височная;

– правая височная;

6 –затылочная).

2, 2, 1, средняя мощность, мкВ 1, 1, 1, 1, 0, 0, 0, 0, До 0, утомления -0, ОБЛ: ОБЛ:

2 4 6 2 4 После 1 3 5 1 3 утомления DRD2 DRD A1A1+A1A2 A2A Рисунок 40. Спектральные характеристики для носителей А1А1+А1А2 и А2А2 генотипов гена DRD2 для усредненных данных в диапазоне бета ритма (12,5-35 Гц) для закрытых глаз во всех мозговых областях (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – левая височная;

– правая височная;

6 –затылочная).

Дисперсионный анализ ANOVA для носителей различных полиморфизмов гена СОМТ. Дисперсионный анализ ANOVA был проведен для групп носителей полиморфизмов гена СОМТ – ММ, MV и VV.

Трехфакторная модель ANOVA для логарифмизированных данных не выявила значимых различий между различными полиморфизмами по мощности альфа и бета ритмов. Показано, что носители полиморфизма MV характеризуются значимым увеличением мощности в диапазоне нижнего альфа ритма после когнитивной нагрузки в условиях с закрытыми глазами (F(1,21)=8,871;

p0,008) (рисунок 41). У носителей MV генотипа также наблюдается тенденция к повышению мощности в диапазоне нижнего альфа ритма после утомления с открытыми глазами (F(1,21)=4,138;

p0,06) (рисунок 42). У носителей ММ полиморфизма наблюдается значимое повышение мощности в диапазоне нижнего альфа ритма в условиях с открытыми глазами (F(1,4)=8,9273;

p0,05). У носителей полиморфизма VV наблюдается значимое снижение мощности бета ритма после утомления в условиях с закрытыми глазами (F(1,7)=5,9416;

p0,05) (рисунок 43).

0, относительная мощность 0, 0, 0, 0, 0, 0, До 0, утомления 0, 0, Пос ле ОБЛАСТЬ:

ОБЛАСТЬ:

ОБЛАСТЬ:

утомления MM MV VV Рисунок 41. Спектральные характеристики для носителей MM, MV и VV генотипов гена СОМТ для логарифмизированных данных в диапазоне нижнего альфа ритма (альфа1;

7,5-10 Гц) для закрытых глаз во всех мозговых областях (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – левая височная;

5 – правая височная;

6 –затылочная).

0, относительная мощность 0, 0, 0, 0, 0, 0, До утомления 0, 0, После ОБЛАСТЬ:

ОБЛАСТЬ:

ОБЛАСТЬ:

утомления MM MV VV Рисунок 42. Спектральные характеристики для носителей MM, MV и VV генотипов гена СОМТ для логарифмизированных данных в диапазоне нижнего альфа ритма (альфа1;

7,5-10 Гц) для открытых глаз во всех мозговых областях (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – левая височная;

5 – правая височная;

6 –затылочная).

0, 0, относительная мощность 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, До 0, утомления ОБЛАСТЬ:

ОБЛАСТЬ:

ОБЛАСТЬ:

После утомления MM MV VV Рисунок 43. Спектральные характеристики для носителей MM, MV и VV генотипов гена СОМТ для логарифмизированных данных в диапазоне бета ритма (12,5-35 Гц) для закрытых глаз во всех мозговых областях (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – левая височная;

– правая височная;

6 –затылочная).

ANOVA для усредненных данных показал, что полиморфизм MV характеризуется значимым увеличением мощности в диапазонах: нижнего альфа (F(1,18)=11,87;

p0,003) (рисунок 44), альфа (F(1,18)=11,15;

p0,004) (рисунок 45) и бета (F(1,18)=12,01;

p0,003) ритмов.

средняя мощность, мкВ2 До утомления - После - ОБЛ: ОБЛ: ОБЛ: утомления 2 4 6 2 4 6 2 4 1 3 5 1 3 5 1 3 COMT MM COMT MV COMT VV Рисунок 44. Спектральные характеристики для носителей MM, MV и VV генотипов гена СОМТ для усредненных данных в диапазоне нижнего альфа ритма (альфа1;

7,5-10 Гц) для закрытых глаз во всех мозговых областях (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – левая височная;

5 – правая височная;

6 –затылочная).

средняя мощность, мкВ До утомления - - Пос ле - ОБЛ: ОБЛ: ОБЛ:

2 4 6 2 4 6 2 4 утомления 1 3 5 1 3 5 1 3 COMT MM COMT MV COMT VV Рисунок 45. Спектральные характеристики для носителей MM, MV и VV генотипов гена СОМТ для усредненных данных в диапазоне альфа ритма (7,5-12,5 Гц) для закрытых глаз во всех мозговых областях (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – левая височная;

5 – правая височная;

6 –затылочная).

В) Индекс утомления у носителей различных полиморфизмов генов 5НТТ, DRD2 и СОМТ.

В таблице 13 (а) представлены результаты по параметру индекса утомления для носителей различных полиморфизмов гена 5НТТ (LL и LS+SS) до и после длительной когнитвной нагрузки.

Таблица 13(а) Индекс утомления до и после утомления у гена 5НТТ.

LL полиморфизм LS+SS полиморфизмы Области До После После После мозга утомления утомления утомления утомления Лобная левая 2,98 (1,75) 3,99 (3,33) 5,10 (3,04) 5,22 (2,72) Лобная правая 5,83 (1,56) 6,59 (2,16) 7,54 (2,99) 7,91 (2,83)* Центральная левая 2,38 (1,30) 3,46 (2,74)* 3,85 (2,87) 4,25 (1,85)* Центральная правая 2,34 (1,32) 3,57 (1,88)** 3,97 (3,00) 5,25 (2,76)** Теменная левая 2,23 (1,33) 3,72 (2,73)** 4,41 (3,39) 5,76 (3,19)** Теменная правая 3,29 (2,86) 4,13 (3,16) 5,69 (4,09) 7,34 (4,25)** Височная левая 2,13 (1,14) 2,93 (1,84) 3,54 (2,51) 4,55 (2,50)** Височная правая 2,08 (1,39) 2,96 (2,79) 3,76 (2,65) 4,76 (2,76)** Затылочная левая 2,39 (1,47) 2,93 (1,86) 4,47 (3,21) 5,32 (3,04)** Затылочная правая 2,19 (1,24) 2,83 (1,83) 4,09 (2,82) 5,15 (2,66)** Ср.знач. (ст.откл.) *значимые изменения (p0.05)** значимые изменения (p0.01) Результаты Т-теста показали, что носители LL-полиморфизма характеризуются значимым увеличением индекса утомления только в цетральных и левой лобной областях, тогда как у LS+SS группы наблюдается значимое увеличение индекса утомления практически по всем областям, кроме левой лобной области.

Дисперсионный анализ ANOVA выявил значимые различия между группами носителей различных полиморфизмов гена 5НТТ (F(1,37)=6,7863;

p0,02) (рисунок 46). ANOVA показал, что носители полиморфизма LL характеризуются значимо меньшим индексом утомления, по сравнению с носителями LS и SS полиморфизмов как до, так и после утомления (F (4,148) = 2,7487;

p0,03). При этом, по динамике утомления LL-носители характеризуются значимым увеличением индекса утомления в левом полушарии в центральной и теменной областях, а в правом – только в центральной области. Носители S аллеля характеризуются значимым увеличением индекса утомления во всех областях, кроме левой лобной области.

индекс утомления 0 До REG: 2 4 REG: 2 4 утомления 1 3 5 1 3 После Область Область утомления (а) ЛЕВОЕ ПОЛУШАРИЕ ПРАВОЕ ПОЛУШАРИЕ индекс утомления До у томления REG: REG:

2 4 2 1 3 5 1 3 После Область Область у томления (б) ЛЕВОЕ ПОЛУШАРИЕ ПРАВОЕ ПОЛУШАРИЕ Рисунок 46. Показатели Индекса утомления у полиморфизмов гена 5НТТ – LL (а) и LS+SS (б) до и после когнитивной нагрузки в правом и левом полушариях для 5 областей (1 – лобная;

2 – центральная;

3 – теменная;

4 – височная;

5 –затылочная).

В таблице 13 (б) представлены результаты по параметру индекса утомления для носителей различных полиморфизмов гена DRD2 (A2A2 и А1А1+А1А2) до и после длительной когнитвной нагрузки.

Таблица 13(б) Индекс утомления до и после утомления у гена DRD2.

A1A1 и A1A Области A2A2 полиморфизм полиморфизмы До После После После мозга утомления утомления утомления утомления Лобная левая 3,72 (2,32) 4,18 (2,82) 4,65 (3,00) 5,18 (3,15) Лобная правая 7,27 (2,65) 7,77 (2,46) 6,31 (2,84) 7,12 (3,32)* Центральная левая 2,66 (1,40) 3,27 (1,72) 3,59 (2,81) 4,36 (2,45) Центральная правая 2,78 (1,34) 4,16 (2,58)** 3,62 (2,95) 4,97 (2,57)** Теменная левая 3,37 (2,91) 4,42 (3,41) 3,66 (3,09) 5,31 (3,04)** Теменная правая 4,58 (4,17) 5,78 (5,02) 5,00 (3,90) 6,56 (3,89)** Височная левая 2,49 (1,38) 3,96 (2,74)* 3,26 (2,46) 4,10 (2,33)* Височная правая 2,97 (3,25) 3,92 (3,85)* 3,24 (2,15) 4,26 (2,70)* Затылочная левая 3,14 (2,40) 4,44 (3,88)* 3,97 (3,08) 4,62 (2,57)* Затылочная правая 3,11 (2,63) 4,38 (3,69)* 3,56 (2,58) 4,40 (2,27)* Ср.знач. (ст.откл.) *значимые изменения (p0.05)** значимые изменения (p0.01) Носители А1-аллеля характеризуются в целом большим значением индекса утомления, по сравнению с носителями А2-аллеля в фоновом состоянии. Результаты статистического анализа (Т-теста) показали, что после утомления более сильное увеличение индекса утомления наблюдается у полиморфизма А2А2. Статистический анализ ANOVA не выявил значимых различий между носителями полиморфизмов A2A2 и A1A1+A1A2 (рисунок 47).

индекс утомления 0 До REG: 2 4 REG: 2 4 утомления 1 3 5 1 3 После Область Область утомления (а) ЛЕВОЕ ПОЛУШАРИЕ ПРАВОЕ ПОЛУШАРИЕ индекс утомления До 0 утомления REG: 2 4 REG: 2 1 3 5 1 3 5 После утомления Область Область (б) ЛЕВОЕ ПОЛУШАРИЕ ПРАВОЕ ПОЛУШАРИЕ Рисунок 47. Показатели Индекса утомления у полиморфизмов гена DRD2 – A1A1+A1A2 (а) и A2A2 (б) до и после когнитивной нагрузки в правом и левом полушариях для 5 областей (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – височная;

5 –затылочная).

В таблице 13 (в) представлены результаты по параметру индекса утомления для носителей различных полиморфизмов гена СОМТ (ММ, MV и VV) до и после длительной когнитвной нагрузки.

Таблица 13(в) Индекс утомления до и после утомления у гена СОМТ.

Области MM полиморфизм MV полиморфизм До После После После мозга утомления утомления утомления утомления Лобная левая 4,10 (2,72) 4,03 (2,58) 3,58 (2,29) 6,15 (4,28)* Лобная правая 6,74 (2,24) 6,91 (2,52) 6,13 (1,52) 7,86 (1,99)* Центральная левая 3,01 (1,84) 3,28 (1,75) 3,04 (1,66) 5,29 (3,39)* Центральная правая 3,05 (1,60) 4,83 (1,98)* 3,19 (2,22) 4,34 (2,87)** Теменная левая 3,24 (1,99) 5,76 (3,04)* 3,41 (2,77) 4,49 (3,39)** Теменная правая 4,60 (3,20) 6,27 (3,47) 4,30 (3,49) 5,28 (4,12)* Височная левая 2,81 (1,55) 4,33 (2,00) 2,82 (1,93) 3,66 (2,60)** Височная правая 3,04 (1,77) 4,72 (3,41) 2,98 (2,51) 3,63 (2,86)** Затылочная левая 3,15 (1,93) 3,96 (1,86) 3,53 (2,87) 4,17 (3,28)* Затылочная правая 2,85 (1,60) 4,09 (2,06) 3,19 (2,39) 3,94 (2,82)* Ср.знач. (ст.откл.) Области VV полиморфизм До После мозга утомления утомления Лобная левая 4,51 (2,06) 6,09 (3,20)* Лобная правая 6,45 (1,95) 7,94 (3,22)* Центральная левая 3,01 (1,26) 4,86 (2,25)* Центральная правая 2,72 (1,01) 4,71 (2,08)* Теменная левая 3,29 (2,09) 5,97 (3,50)** Теменная правая 5,00 (3,77) 8,19 (4,69)* Височная левая 2,63 (0,83) 4,31 (2,15)** Височная правая 2,74 (1,17) 4,59 (2,74)* Затылочная левая 3,46 (1,70) 5,07 (2,23)** Затылочная правая 3,11 (1,54) 4,74 (2,47)* Ср.знач. (ст.откл.) *значимые изменения (p0.05) ** значимые изменения (p0.01) Носители ММ полиморфизма гена СОМТ характеризуется в целом меньшим индексом утомления. Статистический анализ (Т-тест) выявил, что носители MV генотипа характеризуется значимым увеличением индекса утомления в теменной области, а также усредненно по всему скальпу.

Носители VV генотипа характеризуется значимым увеличением индекса утомления только в правой височной области.

Статистический анализ ANOVA показал значимое увеличение индекса утомления у всех полиморфизмов гена СОМТ после длительной когнитивной нагрузки (F(1,36)=24,14;

p0,00002) (рисунок 48). ANOVA также показала различие на уровне тенденции между носителями различных полиморфизмов До у томления гена СОМТ (F (2,36)=2,86;

p0,07).

Пос ле у томления индекс утомления индекс утомления До 0 REG: 2 4 REG: 2 утомления REG: 2 4 REG: 2 4 1 3 5 1 3 1 3 5 1 3 После Облас ть Облас ть Область Область утомления ЛЕВОЕ ПОЛУШАРИЕ ПРАВОЕ ПОЛУШАРИЕ ЛЕВОЕ ПОЛУШАРИЕ ПРАВОЕ ПОЛУШАРИЕ (а) (б) индекс утомления До REG: 2 4 REG: 2 утомления 1 3 5 1 3 Область Область После (в) утомления ЛЕВОЕ ПОЛУШАРИЕ ПРАВОЕ ПОЛУШАРИЕ Рисунок 48. Показатели Индекса утомления у полиморфизмов гена COMT – ММ (а), MV (б) и VV (в) до и после когнитивной нагрузки в правом и левом полушариях для 5 областей (1 – лобная;

2 – центральная;

3 –теменная;

4 – височная;

5 –затылочная).

Г) Фронтальная асимметрия данных ЭЭГ у носителей различных полиморфизмов генов 5НТТ, DRD2 и СОМТ.

В таблице 14 (a) представлены результаты по показателям фронтальной асимметрии для носителей различных полиморфизмов гена 5НТТ (LL и LS+SS) до и после когнитивной нагрузки. Статистический анализ выявил значимое уменьшение фронтальной асимметрии только у носителей LL полиморфизма после утомления в отведениях F3-F4 в условиях с закрытыми глазами.

Таблица 14(а). Коэффициенты фронтальной асимметрии до и после утомления у гена 5НТТ.

LL полиморфизм LS+SS полиморфизмы До После До После утомления утомления утомления утомления Закрытые глаза -0,05(0,15) -0,05(0,07) 0,032(0,11) -0,05(0,16)* F3-F4 0,026(0,15) -0,04(0,09) -0,03(0,18) -0,09(0,17) F7-F Открытые глаза 0,072(0,13) -0,10(0,51) 0,01(0,15) -0,03(0,13) F3-F4 0,019(0,19) 0,08(0,10) 0,05(0,24) 0,06(0,24) F7-F Ср.знач. (ст.откл.) *значимые изменения (p0.05) В таблице 14 (б) представлены результаты по показателям фронтальной асимметрии для носителей различных полиморфизмов гена DRD2 (A2A2 и А1А1+А1А2) до и после когнитивной нагрузки. Статистический анализ выявил значимое увеличение фронтальной асимметрии только у носителей А2А2 полиморфизма после утомления в отведениях F7-F8 в условиях с открытыми глазами. После утомления генотип А2А2 характеризовался большим уровнем активации в левом полушарии по сравнению с фоновым состоянием.

Таблица 14(б) Коэффициенты фронтальной асимметрии до и после утомления у гена DRD2.

А1А1+А1А2 полиморфизмы А2А2 полиморфизм До После До После утомления утомления утомления утомления Закрытые глаза -0,03(0,08) -0,06(0,08) -0,01(0,16) -0,05(0,13) F3-F4 -0,03(0,16) -0,12(0,16) 0,02(0,17) -0,04(0,14) F7-F Открытые глаза 0,01(0,12) -0,02(0,13) 0,04(0,16) -0,08(0,41) F3-F4 0,02(0,14) -0,06(0,16) 0,04(0,25) 0,12(0,19)* F7-F Ср.знач. (ст.откл.) *значимые изменения (p0.05) В таблице 14 (в) представлены результаты по показателям фронтальной асимметрии для носителей различных полиморфизмов гена СОМТ (ММ, MV и VV) до и после когнитивной нагрузки. Статистический анализ выявил значимые изменения показателя только у носителей полиморфизма MV в отведениях F7-F8 в условиях с закрытыми глазами. В фоновом состоянии большая мозговая активность наблюдалась левом полушарии, но после утомления большая мозговая активность начала наблюдаться в правом полушарии.

Таблица 14(в) Коэффициенты фронтальной асимметрии до и после утомления у гена СОМТ.

ММ полиморфизм MV полиморфизм До После До После утомления утомления утомления утомления Закрытые глаза F3-F4 0,04(0,14) 0,03(0,16) -0,03(0,17) -0,07(0,12) -0,10(0,31) -0,11(0,14) 0,03(0,14) -0,06(0,15)* F7-F Открытые глаза 0,11(0,12) 0,06(0,08) 0,01(0,15) -0,10(0,44) F3-F4 0,10(0,43) 0,16(0,39) 0,00(0,19) 0,05(0,14) F7-F Ср.знач. (ст.откл.) ММ полиморфизм До После утомления утомления Закрытые глаза F3-F4 0,00(0,08) -0,04(0,07) 0,01(0,10) -0,03(0,12) F7-F Открытые глаза F3-F4 0,03(0,19) -0,09(0,11) 0,05(0,16) 0,10(0,18) F7-F Ср.знач. (ст.откл.) *значимые изменения (p0.05) 3.3. Проведение факторного анализа.

Для интеграции и подтверждения полученных результатов был проведен факторный анализ. Были проанализированы все группы исследуемых параметров: субъективные, поведенческие, электрофизиологические и генетические. Для нормировки генетических показателей была сделана шкала относительного содержания конкретного нейромедиатора (дофамина или серотонина) на основе литературных данных.

Показано, что при наличии в гене 5НТТ одного или двух S-аллелей транскрипция транспортера серотонина снижается примерно на 60%. Веса для данного гена были расставлены следующим образом: 100% для LL генотипа и 40% для SS и LS генотипов. В гене DRD2 показано, что наличие одной или двух А1-аллелей ведет к снижению плотности рецепторов на 40%.

Таким образом, для данного гена были поставлены следующие веса: 100% для А2А2 генотипа и 60% для А1А1 и А1А2 генотипов. Для гена СОМТ было показано, что у носителей М-аллеля наблюдается снижение активности фермента на 40%. И для этого гена были поставлены следующие веса: 100% для VV генотипа и 60% для ММ и МV генотипов.

На первом этапе факторного анализа было показано, что субъективные параметры вносят наименьший вклад, поэтому они были ислючены из дальнейшей обработки. Таким образом, для факторного анализа использовались следующие показатели: индекс утомления (ИУ), индивидуальный альфа ритм (ИАР), спектральные характеристики ритмов, время простой зрительно-моторной задачи и задачи выбора. Статистический анализ выявил 5 факторов, описывающих в общей сложности больше 75% дисперсии (рисунок 49;

таблица 15).

В первый фактор, который описывает почти 40% дисперсии, основной вклад вносят следующие показатели: мощности бета ритмов во всех мозговых областях с положительным значением и мощности гамма ритмов с отрицательными весами (таблица 15). Также в данный фактор значительный вклад вносят мощности тета ритма в различных областях мозга с положительным весом. Относительный вклад в данный фактор вносит и ген СОМТ с положительным весом. Таким образом, можно сказать, что более высокий уровень дофамина связан с более высокой мощностью гамма ритма, а низкое содержание дофамина связано с более высокой мощностью бета и тета ритмов.

Plot of Eigenvalues Value Number of Eigenvalues Рисунок 49. Результаты факторного анализа (по горизонтали – номер фактора;

по вертикали – вес фактора).

Во второй фактор, который описывает около 14% дисперсии, основной вклад вносит ген 5НТТ и немного меньший вклад – ген DRD2, а из психофизиологических: индивидуальный альфа ритм (преимущественно в лобных и центральных отведениях), мощность верхнего альфа ритма, а также показатели ПЗМР и РВ (таблица 15). Таким образом, можно говорить, что носители генотипов LL и A2A2 характеризуются более высокой частотой индивидуального альфа ритма, более высокой мощностью верхнего альфа ритма и большим временем реакции, по сравнению с другими генотипами.

В третий фактор, описывающий около 10% дисперсии, основной вклад вносят покзатели индекса утомления.

В четвертый фактор, описывающий примерно 8,5% основной вклад вносят: индивидуальный альфа ритм в теменных и затылочных отведениях, а также мощность нижнего альфа ритма практически во всех областях (таблица 15).

В пятый фактор, описывающий около 5 % дисперсии, основной вклад вносят показатели мощности ритмов в лобной области: тета ритма с отрицательными весами, а также бета и гамма ритмов – с положительными весами (таблица 15).

Полученные результаты факторного анализа подтверждают, полученные нами результаты. Мы показали, что время реакции в ПЗМР и РВ значимо различаются у носителей различных полиморфизмов генов 5НТТ и DRD2. Мы также показали, что полиморфизмы LL и A2A2 характеризуются более высокими значениями альфа ритма. А в гене СОМТ мы показали, что полиморфизм VV характеризуется большей мощностью бета и альфа ритмов.

Таблица Факторный анализ.

Фактор 1 Фактор 2 Фактор 3 Фактор 4 Фактор Вес фактора 38,68% 14,13% 10,10% 8,62% 5,19% 5НТТ DRD COMT Индекс ут.

ИАР (фронт., центр., височн.) ИАР (-‘) (темен., затыл.) ПЗМР, РВ Тета (фронт. (-‘), бета, гамма) Альфа верх. (все области) Альфа нижн., альфа (все обл.) Бета, гамма (центр, височ., затыл.), тета, гамма (-‘) 3.4. Моделирование структурными уравнениями связей между уровнем нейромедиаторов (серотонина и дофамина) и психофизологическими характеристиками при длительной когнитивной нагрузке.

Данный метод позволяет определить наиболее значимые сочетания полиморфизмов в различных генах, при которых наблюдаются наиболее сильное утомление. Для оценки причинных связей между явными и скрытыми параметрами использовался модуль SEPATH (selection of structural equation modeling techniques) программы STATISTICA. Данный модуль позволяет оценить связи между явными и скрытыми параметрами, которые могут быть экзогенными и эндогенными.

В данном случае в качестве скрытого экзогенного фактора рассматривался некоторый фоновый уровень нейромедиаторов, определяемый сочатанием различных полиморфизмов в генах 5НТТ, DRD2 и COMT (в модели переменная NEURO‘). В качестве скрытых эндогенных факторов рассмативались состояния до и после нагрузки. Структурное моделирование в нашем случае проводилось для трех, наиболее значимых параметров: поведенческих реакций, индивидуального альфа ритма, индекса утомления.

Рисунок 50. Структурная модель выявления скрытых связей между уровнем нейромедиаторов (серотонина и дофамина) с показателями времени реакции.

Для оценки адекватности построенных моделей использовалось несколько показателей: критерий Брауна (MRC), который характеризует успешную сходимость процедуры оценивания модели при его значении равном нулю;

критерии инвариантности модели (ICSF и ICS) должны иметь значения, близкие к нулю;

критерий граничных значений (BC), равный нулю, свидетельствует об успешной сходимости процедуры оценивания модели;

индекс стандартизованных остатков (RMSSR) говорит о хорошем качестве подгонки модели при значении менее 0,05;

стандартизованные остатки переменных. Их значения, равные или близкие к нулю, говорят об адекватности модели. Для параметра поведенческих реакций (рисунок 50) скрытые эндогенные факторы, определялись временем простой зрительно моторной реакции (ПЗМР) и реакции выбора (РВ), а также количеством ошибок. Параметр NEURO‘в данном случае определялся полиморфизмами SS+LS гена 5НТТ и A1A1+A1A2 гена DRD2, по которым были получены наиболее значимые результаты и которые, по нашей изначальной гипотезе, должны больше утомляться. Статистический анализ выявил значимую связь в данном случае между параметром NEURO‘ и генами, а также значимую связь между параметром NEURO‘ и состояниями до и после когнитивной нагрузки.

Таблица Критерии адекватности модели связей между уровнем нейромедиаторов (серотонина и дофамина) с показателями времени реакции.

Критерии Значения адекватности критериев модели MRC 0, ICSF 0, ICS 0, BC p-level 0, RMSSR 0, При этом между фоном и нагрузкой значимых связей не наблюдалось.

Критерии адекватности модели достаточно значимые (таблица 16). Таким образом, данная модель подтверждает гипотезу о том, что определенный уровень нейротрансимиттеров значимо по-разному отражается на поведенческих реакциях и на процессы утомления он практически не влияет.

Для параметра индивидуального альфа ритма (ИАР) (рисунок 51) скрытые эндогенные факторы, определялись частотами ИАР в различных областях: теменной, левой височной, правой височной, затылочной и усредненно по всем областям. Параметр NEURO‘ в данном случае определялся полиморфизмами VV гена СОМТ и А1А1+А1А2 гена DRD2, по которым были получены наиболее значимые различия по ИАР между разными состояниями.

Рисунок 51. Структурная модель выявления скрытых связей между уровнем нейромедиаторов (серотонина и дофамина) и индивидуальным альфа ритмом.

Таблица Критерии адекватности модели связей между уровнем нейромедиаторов (серотонина и дофамина) и индивидуальным альфа ритмом.

Критерии Значения адекватности критериев модели MRC 0, ICSF 0, ICS 0, BC p-level 0, RMSSR 0, Статистический анализ выявил значимую связь в данном случае между параметром NEURO‘ и геном DRD2, а также значимую связь между параметром NEURO‘ и состоянием утомления после когнитивной нагрузки.

Также значимая связь наблюдается между фоном и нагрузкой. Критерии адекватности модели достаточно значимые (таблица 17). Следовательно, в данном случае можно говорить о причинно-следственных связях между низким уровнем дофамина и более высокой скоростью развития утомления, оценивающемся по снижению частоты индивидуального альфа ритма. Это означает, что при низком содержании дофамина будет происходить более сильное снижение частоты ИАР при длительной когнитивной нагрузке.

Для параметра индекса утомления (ИУ) (рисунок 52) скрытые эндогенные факторы, определялись значениями индекса утомления в различных областях: лобной, теменной, центральной и затылочной. Параметр NEURO‘ в данном случае определялся полиморфизмами МV гена СОМТ, А2А2 гена DRD2 и SS+SL гена 5НТТ, по которым были получены наиболее значимые изменения после длительной когнитивной нагрузки.

Статистический анализ выявил значимую связь в данном случае между параметром NEURO‘ и генами DRD2 и СОМТ, с геном 5НТТ показана связь на уровне тенденции (р=0,08). Также показана значимая связь между фоновым состоянием и утомлением. Однако не было показано связи между параметром NEURO‘ и состоянием утомления после когнитивной нагрузки.

Критерии адекватности модели относительно нормальные (таблица 18).

Таким образом, данная модель показывает, что индекс утомления является хорошим индикатором состояния утомления и что он связан с определенным уровнем нейромедиаторов в мозге: при высоком уровне серотонина и дофамина наблюдается более значимое изменение данного параметра.

Рисунок 52. Структурная модель выявления скрытых связей между уровнем нейромедиаторов (серотонина и дофамина) и индексом утомления.

Таблица Критерии адекватности модели связей между уровнем нейромедиаторов (серотонина и дофамина) и индексом утомления.

Критерии Значения адекватности критериев модели MRC 0, ICSF 0, ICS 0, BC p-level 0, RMSSR 0, Суммируя данные результаты, можно подвести некоторый итог. В нашем исследовании мы получили, что наиболее сильное утомление наблюдается в двух вариантах и характеризуется при этом изменением различных параметров:

высокий уровень серотонина и низкий уровень дофамина;

I.

высокий уровень серотонина и высокий уровень дофамина.

II.

В первом случае основные изменения проявляются в снижении индивидуального альфа ритма (ИАР), но сами испытуемые при этом характеризуются более высокой скоростью реакции. Во втором случае мы получили, что основные изменения наблюдаются в увеличении мощности медленных ритмов. Таким образом, наиболее оптимальный вариант, при котором процессы утомления выражены наименее: низкий уровень серотонина и средний уровень дофамина.

ГЛАВА 4. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ Когнитивное утомление очень сложный феномен, отражающийся в целом комплексе психологических и физиологических параметров. Целью данного исследования было определить поведенческие и психофизиологические изменения в процессе когнитивного утомления, вызванного непрерывным решением в течение почти трех часов когнитивных заданий, а также посмотреть, как меняются эти параметры у разных полиморфизмов генов 5НТТ, DRD2 и СОМТ. Таким образом, наше исследование состояло из двух частей. Целью первой части исследования было поиск комплекса параметров, отражающих сдвиги функционального состояния в процессе утомления. Целью второй части исследования было посмотреть, как этот комплекс параметров изменяется у представителей различных полиморфизмов генов 5НТТ, DRD2 и СОМТ.

4.1. Обсуждение результатов по субъективным, поведенческим и ЭЭГ данным по всей выборке.

4.1.1. Обсуждение субъективных и поведенческих результатов В субъективном состоянии после длительной когнитивной нагрузки отмечается снижение показателей по шкалам самочувствие и активность.

Многие авторы отмечают, что после длительной когнитивной деятельности испытуемые себя чувствуют намного хуже, чем до нее (Wijesuriya et al., 2007). Так, Трейо обнаружил, что после трех часов арифметических задач субъективная оценка по шкалам энергичность и спокойствие значимо снижаются, а значение по шкале усталость – значимо возрастает (Trejo et al., 2005).

В поведенческих реакциях было обнаружено значимое снижение скорости в простой зрительно-моторной реакции (ПЗМР), что может свидетельствовать о том, что испытуемые испытывали состояние утомления.

Также наблюдалось увеличение скорости реакции выбора (РВ) с одновременным увеличением количества ошибок. Это может также говорить о том, что испытуемые испытывали утомление и, пытаясь сохранить высокую скорость выполнения задания, они жертвовали точностью его выполнения.

Различные исследования показали уменьшение скорости в ПЗМР с развитием умственного утомления (Lorist et al., 2000;

Trejo et al., 2005;

Boksem et al., 2006), а также увеличение скорости в РВ, которое обычно ассоциируется с увеличением количества ошибок. Данный феномен был назван в литературе Speed-accuracy tradeoff (Jennings,1976;

Wickelgren, 1977;

Sternberg, 2004).

В теппинг-тестах обнаружено только значимое замедление комфортного теппинга, что может свидетельствовать о снижении функционального состояния, при этом максимальный теппинг практически не изменяется. Родригесом было показано, что изменения в максимальном теппинге имеет центрльное происхождение (Rodrigues, 2009). Таким образом, в нашем исследовании мы, с одной стороны, подтверждаем уже полученные данные относительной динамики времени реакции при утомлении, а с другой стороны, - показываем, что наибольшие изменения времени реакции наблюдаются в задачах, требующих когнитивного контроля. Это означает, что умственное утомление влияет в первую очередь на снижение когнитивных ресурсов, а не на активность мотонейронов и сократительные возможности мышц.

4.1.2. Обсуждение ЭЭГ результатов.

А) Индивидуальный альфа ритм В настоящем исследовании было показано, что длительная когнитивная нагрузка отражается в уменьшении индивидуального альфа ритма (ИАР), но значимое уменьшение наблюдается только в правом полушарии (ANOVA), Т-тест показал значимое снижение ИАР в теменной, височной и затылочной областях.

Некоторыми авторами было показано, что во время когнитивной нагрузки происходит увеличение индивидуальной частоты альфа ритма, причем, чем сильнее умственная нагрузка – тем сильнее будет увеличение ИАР (Knott, 1938;

Osaka, 1984). Также было показано, что во время выполнения когнитивных заданий наблюдается снижение мощности альфа ритма (Glass et al., 1970;

Osaka, 1984). Различные исследования показывают, что пик альфа ритма положительно коррелирует с различными когнитивными функциями – вниманием, памятью, скоростью протекания информационных процессов (Klimesh, 1999;

Angealakis, 2004). ИАР больше возрастает в правом полушарии при выполнении зрительных заданий и больше в левом при выполнении арифметических заданий (Angealakis, 2004).

При длительном выполнении когнитивных заданий многие авторы, наоборот, отмечают снижение индивидуальной частоты альфа ритма (Angelakis, 2004;

Klimesh, 1999) и увеличение мощности медленных ритмов (альфа и тета ритмов) (Boksmen et al., 2005;

Jap, 2009;

Cheng, 2011, Trejo et al., 2005, Lol et al., 2007). Джап и Лэл показали, что при длительной когнитивной нагрузке происходит смещение индивидуальной частоты альфа ритма и общей мощности спектра в сторону медленных частот (Jap, 2009;

Lаl et al., 2007). Климеш показал, что испытуемые с высокими мнестическими способностями и высокой скоростью обработки информации характеризуются частотой альфа пика в среднем на 1 Гц большей по сравнению с контрольной группой (Klimesh, 1996, 1997). Испытуемые со сниженными мнестическими способностями характеризуются снижением пика альфа ритма во время выполнения заданий на память, а испытуемые с высокими мнестическими способностями характеризуются стабильностью пика альфа ритма в различных условиях (Klimesh, 1993). Нг и Равендран показали, что снижение ИАР происходит также после физического утомления и преимущественно в центральных областях (Ng et al., 2007).

Многими авторами было показано снижение частоты индивидуального альфа ритма в состоянии утомления (Jap, 2009;

Lol et al., 2007).

Исходя из полученных нами данных, следует вывод, что процессы утомления, измеряемые по динамике индивидуального альфа ритма, выражены по-разному в левом и правом полушариях. Процессы утомления сильнее выражены в правом полушарии (у правшей) преимущественно в теменных и височных областях, а также височных.

Б) Спектральный анализ данных ЭЭГ В нашем исследовании мы показали, что когнитивное утомление отражается в изменении мощности почти во всех диапазонах. Наибольшие изменения наблюдаются в тета, альфа (преимущественно в поддиапазоне нижнего альфа) и бета диапазонах.

Спектральный анализ ЭЭГ в диапазоне тета ритма.В диапазоне тета ритма (3,5-7,5 Гц) мы получили значимое увеличение средней мощности после утомления в условиях с закрытыми глазами. Это согласуется с многочисленными данными, описанными в литературе, которые также подтверждают увеличение мощности тета ритма после длительной когнитивной нагрузки, которое в основном наблюдаются в лобных областях (Boksmen et al., 2005;

Jap, 2009;

Cheng, 2011, Trejo et al., 2005, Lol et al., 2007).

В нашем исследовании наибольшая мощность тета ритма наблюдалась в теменной области и по усредненным данным и по логифмизированным данным. В большинстве случаев среднелобный тета ритм регистрируется с максимумом в Fz, но иногда и в Pz (Кропотов, 2010). В исследованиях с использованием МЭГ было показано, что существует два основных источника тета ритма – префронтальная средняя поверхность коры и передняя поясная извилина (Asada, 1999). В одном из исследований было показано, что высокая выраженность среднелобного тета ритма ассоциирована с самым низким уровнем тревожности и невротизации и самым высоким уровнем экстраверсии (Inanaga, 1998). Среднелобный тета ритм также связан с активацией и уровнем метаболизма в средней лобной и передней поясной извилине (Кропотов, 2010).

Среднелобный тета ритм у человека очень часто связывают с гиппокампальной тета активностью. Согласно Кропотову (Кропотов, 2010) тета ритм вознивает в стволе мозга, нейроны которого передают возбуждение норадренергическим клеткам в голубом пятне, серотонинергическим клеткам в ядрах шва, дафаминергическим клеткам в передней части покрышки и компактной части черной субстанции. Эти клетки могут активироваться либо напрямую от коллатералей нейронов, либо через обратные проекции от коры и в таком случае это ведет к активации клеток в ядрах перегородки в основании переднего мозга. Активация этих ядер приводит к вспышкам тета ритма.

Ряд исследователей показал, что после умственного утомления наблюдается значимое увеличение мощности альфа и тета ритмов. В нашем исследовании мы также показали значимое увеличение средней мощности тета ритма после трех часов умственной нагрузки по всем областям мозга.

Буксем показал, что мощность тета ритма после умственного утомления была больше в лобных срединных электродах, мощность нижнего альфа ритма была больше в теменных областях, а высокого альфа ритма была выше в затылочных электродах, а бета ритм был выше в лобной области (F3, F4) Сара Лол показала, что в процессе умственного (Boksmen et al., 2005).

утомления (в условиях вождения) происходит увеличение мощности тета ритма и снижение мощности бета ритма. В ее исследовании данные были усреднены по 19 каналам (Lol et al., 2007).

Таким образом, результаты нашего исследования в целом согласуются с литературными данными, однако, мы показали, что наибольшие измения в тета диапазоне наблюдаются в центральных и теменных областях.

Спектральный анализ ЭЭГ в диапазоне альфа ритма. В спектре альфа ритма в нашем исследовании мы получили наиболее значимые результаты в поддиапазоне нижнего альфа ритма (7,5 – 10 Гц). Было показано, что на этих частотах наблюдается самое сильное увеличение мощности после утомления, причем как средней мощности, так и относительной мощности. В поддиапазоне верхнего альфа ритма было также показано значимое увеличение мощности, но гораздо слабее, чем в нижнем альфа поддиапазоне.

В целом альфа диапазоне в целом было показано также значимое увеличение мощности после утомления, но, как мы сказали раньше, основной вклад в это увеличение был сделан за счет увеличения мощности нижнего альфа ритма.

Максимум средней мощности в поддиапазоне нижнего альфа наблюдался в теменной и в затылочной областях. А максимум относительной мощности наблюдался в теменной, центральной и затылочной областях. В поддиапазоне верхнего альфа ритма максимумы мощностей также наблюдаются в теменной и затылочных областях. Эти результаты соответствуют данным, полученным Буксеном (Boksmen et al., 2005), который показал, что после длительной когнитивной нагрузки происходит увеличение мощностей нижнего и верхнего альфа ритмов. При этом, однако, мощность нижнего альфа ритма была выше в теменной области, а мощность верхнего – в затылочной.

В целом, полученные результаты соответствуют литературным данным, согласно которым считается, что максимальный альфа ритм регистрируется в затылочных и теменых областях при закрытых глазах (Кропотов, 2010;

Голубева, 2005). В ряде работ было также показано увеличение мощности альфа ритма при умственном утомлении (Boksmen et al., 2005;

Trejo et al., 2005, Jap, 2009). Хотя некоторые авторы отмечают уменьшение мощности альфа ритма после длительной когнитивной нагрузки (Lol et al., 2007, Cheng, 2011). Климеш считает, что снижение мощности альфа ритма после когнитивной нагрузки, например, после арифметических задач происходит из-за того, что такая деятельность требует задействования рабочей памяти, что в свою очередь приводит к подавлению альфа ритма на ЭЭГ (Klimesh, 1997).

Эдрианом и Метьюзом была выдвинута гипотеза, согласно которой разные сенсорные области мозга имеют собственные альфа-ритмы, которые представляют собой ритмы «холостого хода», преобладающие в ЭЭГ человека в спокойном состоянии (Кропотов, 2010). В настоящее время принято выделять несколько типов альфа-ритма: сенсомоторный, или мю ритм, затылочный альфа ритм, теменной альфа-ритм. Считается, что они независимы друг от друга (Кропотов, 2010). Сенсомоторный ритм регистрируется обычно в центральных отведениях (С3, С4), которые расположены над сенсо-моторными участками коры. Мю-ритм обычно блокируются при движении соответствующей рукой или прикосновением к ней. Во время расслабления, наоборот, наблюдается его увеличение.

Сенсомоторный ритм наблюдается в обоих полушариях, но считается, что его генераторы независимы. Затылочный альфа-ритм представляет собой высокоамплитудные колебания, регистрирующиеся в затылочных отведениях (О1 и О2). На спектральном анализе он имеет вид острого пика. Мощность затылочного альфа ритма значительно увеличивается при закрывании глаз.

Теменной альфа ритм представляет собой также высокоамплитудные колебания в диапазоне альфа ритма с максимумом в теменных отведениях (Рz). Теменной альфа ритм может присутствовать одновременно с затылочным, но считается, что они независимы (Кропотов, 2010). Суммарная мощность теменных ритмов увеличивается с возрастанием сложности задачи.

Возникновение альфа ритмов конролируется активностью таламуса, который играет доминирующую роль в управлении информационными процессами от рецепторов к сенсорным областям коры. Помимо контроля за информационными процессами, таламус также принимает участие в модуляции информационного потока в ассоциативные, моторные и эмоциональные корковые области. Активация таламо-корковых нейронов передается в корковые нейроны через таламо-корковые пути.

Существует три основных таламических генератора альфа-ритма.

Одним из них является заднее вентральное ядро таламуса, которое связано с сенсомоторным ритмом. Он генерируется в постцентральной борозде теменной доли, соответствующей первичной соматосенсорной коре, которая получает проекции от заднего вентрального ядра таламуса (Кропотов, 2010).

Другим таламическим генератором является шпорная борозда, в которой генерируется затылочный альфа ритм. Шпорная борозда относится к первичной зрительной коре, которая получает проекции от бокового коленчатого тела. Третий таламический генератор, в котором генерируется таламический альфа ритм расположен в 7 поле Бродмана, области, которая получает проекции от подушки таламуса.

По данным фМРТ было показано, что синхронизации альфа ритма отрицательно коррелирует с метаболической активностью (по Голубевой, 2005). Таким образом, возникновение альфа ритмов в определенных сенсорных областях мозга может говорить о замедлении обработки сенсорной информации. В исследовании Эргеноглу (Ergenoglu, 2004) испытуемым предъявляли стимулы на пороговом уровне (50% опознания), было показано, что перед обнаруженными стимулами относительная мощность альфа ритма была значимо ниже, чем перед необнаруженными.

Таким образом, увеличение мощности альфа ритма может говорить о снижении метаболических процессов и замедлении обработки сенсорной информации, что в свою очередь может отражаться на замедлении скорости реакции, показанное нами в ПЗМР, и ухудшении эффективности выполнения РВ. При этом интересно, что в максимальном теппинге, который отражает чисто моторный компонент – замедления не происходит.

Корреляционный анализ между временем реакции в ПЗМР и РВ и средней мощностью в нижнем альфа диапазоне показал значимые результаты для РВ в условии после умственной нагрузки. Значимые положительные корреляции были найдены для РВ и мощности нижнего альфа ритма в лобном отведении (0,42;

р0,022), центральном (0,38;

р0,04) и теменном (0,44;

р0,016). Для РВ также была найдена значимая корреляция в альфа диапазоне в теменной области (0,38;

р0,020). При этом количество ошибок с мощностью альфа ритма не коррелировало. Таким образом, уменьшение времени реакции в РВ коррелирует с увеличением средней мощности альфа ритма, что согласуется с литературными данными и говорит о снижении метаболической активности мозга.

Спектральный анализ ЭЭГ в диапазоне бета ритма. В спектре бета ритма мы показали, что наибольшие изменения мощности наблюдаются для всего бета диапазона, включающего нижний бета и верхний бета поддиапазоны. Для относительной мощности бета ритма было получено уменьшение мощности после утомления, которое, видимо, связано с увеличением относительных мощностей медленных ритмов. Для средней мощности бета ритма было показано значимое увеличение. Максимум средней мощности бета ритма наблюдается в лобной области, также наблюдается сильное увеличение бета ритма после утомления в височных областях. Максимум относительной мощности также находится в лобной области. Это соответствует литературным данным. Интересным результатом является также то, что в поддиапазоне верхнего бета (18 - 35 Гц) наблюдается уменьшение относительной мощности бета и увеличение средней мощности после утомления с четким максимумом в лобном отведении в обоих состояниях. А вот в поддиапазоне нижнего бета (12,5 – Гц) – максимум мощности наблюдался в затылочной и теменной для относительной мощности и в затылочной и лобной для средней мощности бета ритма. Скорее всего, это связано с тем, что диапазон нижнего бета ритма немного пересекается с полосой альфа ритма – некоторые ученые выделяют альфа ритм до 14 Гц. Мощность же альфа диапазона намного выше, чем у бета и, таким образом, в нижнем бета диапазоне может наблюдаться пик в затылочной области. Наши результаты соответствуют данным, полученным Буксеном (Boksmen et al, 2005), который показал, что после длительной когнитивной нагрузки происходит увеличение мощности бета ритма во фронтальных отведениях. Климеш считает, что увеличение нижнего бета ритма может быть связан с увеличением усилий, которые затрачивает испытуемый для поддержания высокой концентрации внимания, необходимого для успешного выполнения задания (Klimesh, 1999). Хотя ряд исследователей отмечает, наоборот, уменьшение мощности бета ритма после длительной когнитивной нагрузки (Jap, 2009;

Lаl et al., 2007).

Бета ритмы чаще всего встречаются в лобных и центральных областях.

Обычно выделяют два основных типа бета ритмов: роландические бета ритмы с максимум в сенсомоторной области и лобные бета ритмы с максимумом во фронтальных отведениях. Роландические бета ритмы наблюдаются как спонтанная активность в сенсомоторных отведениях (C3, Cz, C4) с частотой почти в 2 раза большей, чем у роландического мю-ритма.

Роландический бета ритм генерируется при выполнении двигательных и когнитивных заданий (Кропотов, 2010). Кропотов считает, что активация роландического бета ритма связана с фазой расслабления нейронной системы в сенсомоторной коре, которая наступает вслед за двигательной активностью, которая сопровождается глобальной активацией нейронов в сенсомоторной коре. Таким образом, увеличение роландической бета активности является некоторой фазой расслабления, которую можно рассматривать как след постактивации (Кропотов, 2010).


Лобные бета ритмы обычно регистрируются от лобных отведений (F3, Fz, F4). Модуляция лобных бета ритмов наблюдается при решении когнитивных задач, связанных с принятием решения и оценкой стимула.

Было показано, что мощность бета ритма положительно коррелирует с метаболической активностью в соответствующей мозговой области (Jan Cook, 1998). Результаты нашего исследования соответствуют этим данным.

Корреляционный анализ показал, что после утомления наблюдается положительная корреляция между временем реакции в РВ и мощностью бета ритма в теменной области. В реакции выбора, помимо моторного и сенсорного компонентов, также присутствует когнитивный компонент оценки стимула и принятия решения.

В) Индекс утомления Индекс утомления, который отражает отношение медленных мозговых ритмов к быстрым ((альфа+тета)/бета), значимо увеличился почти во всех областях при закрытых глазах, кроме лобных и левой центральной. При открытых глазах значимое увеличение наблюдалось только в теменной области (левой и правой).

Буди Томас Джап в своем исследовании показал, что алгоритм (альфа+тета)/бета имеет более сильное увеличение по сравнению с другими индексами (альфа/бета, (альфа+тета)/(альфа+бета), тета/бета) и является наиболее чувствительным к изменениям функционального состояния (Jap, 2009). Ченг с соавторами также показали, что индекс (альфа+тета)/бета показывает более значимое изменение после длительной когнитивной нагрузки, по сравнению с другими индексами (тета/альфа, бета/альфа) (Cheng, 2011).

В нашем исследовании мы также показали значимое увеличение индекса утомления после длительной когнитивной нагрузки. При этом основной вклад в увеличение этого индекса был сделан за счет увеличения мощности альфа и тета ритмов, так как в спектре бета ритма также наблюдалось некоторое увеличение мощности после нагрузки. Как мы видим из рисунка 19, индекс утомления сильнее изменился в условиях с закрытыми глазами, нежели с открытыми. При этом не наблюдается межполушарной асимметрии по данному показателю, в отличие от индивидуального альфа ритма. Для данного параметра использовалось 3 метода статистического анализа: Т-тест по каждому из 257 каналов, Т-тест по отдельным регионам, дисперсионный анализ ANOVA. Все три метода показали идентичные результаты – значимое увеличение индекса утомления происходит во всех мозговых областях, кроме лобных.

Г) Фронтальная асимметрия В нашем исследовании длительная когнитивная нагрузки практически не отразилась на фронтальной асимметрии. Это говорит о том, что длительная когнитивная нагрузка значимо не сказывается на изменении эмоциональной сферы человека. Некоторые авторы обнаружили, что специфическая фоновая лобная активность может предсказывать возникновение конкретных функциональных состояний. К примеру, Хэлл обнаружил, что более высокая относительная активность в левой лобной области может предсказывать развитие состояний усталости и спокойствия во время восстановления после физических нагрузок, а не напряжения и энергичности (Hall, 2007). В нашем исследовании мы обнаружили, что в состоянии с закрытыми глазами активация в лобной области больше в правом полушарии, а в состоянии с открытыми глазами – больше в левом полушарии.

4.2. Обсуждение результатов ЭЭГ, полученных для носителей различных полиморфизмов генов 5НТТ, DRD2 и СОМТ.

Изначально нашей гипотезой было, что носители тех полиморфизмов, которые ассоциированы с меньшей концентрацией серотонина и большей концентрацией дофамина будут характеризоваться меньшей тенденцией к развитию утомления. Полиморфизм LL гена 5НТТ ассоциирован с большей концентрацией серотонинового транспортера и, таким образом, удаление серотонина из синаптической щели происходит гораздо быстрее, чем у носителей S-аллеля, а, следовательно, содержание серотонина у LL генотипа намного меньше, чем у LS и SS полиморфизмов.

Ген DRD2 ассоциирован с плотностью рецепторов к дофамину второго типа. Наличие аллеля А1 приводит к снижению плотности этих рецепторов, следовательно, у полиморфизма А2А2 наблюдается максимальная плотность дофаминовых рецепторов, что позволяет большему количеству дофамина связываться с рецепторами.

Ген СОМТ является ключевым ферментом в деградации дофамина в префронтальной коре головного мозга человека. Носители М-аллеля характеризуются сниженной активностью этого фермента, а, следовательно, большим содержанием дофамина. Полиморфизм ММ характеризуется самым низким уровнем активности этого фермента, а значит и самым высоким содержанием дофамина.

Таким образом, согласно нашей гипотезе носители полиморфизмов LL, A2A2 и MM должны характеризоваться меньшей тенденцией к развитию утомления.

Статистический анализ показал значимые изменения после утомления в генах 5НТТ, СОМТ и в различных поведенческих и DRD психофизиологических показателях. В нашем исследовании мы показали, что носители полиморфизмов LL, A2A2 и MM характеризуются меньшим развитием утомления по сравнению с другими полиморфизмами. Наиболее значимые результаты были получены для генов 5НТТ и DRD2. Полиморфизм LL гена 5НТТ характеризуется меньшим развитием утомления по сравнению с носителями S-аллеля в основном по спектральным характеристикам ЭЭГ и по индексу утомления. Полиморфизм А2А2 гена DRD2 характеризуется наименьшим развитием утомления по сравнению с носителями А1-аллеля, что проявляется по многим показателям (ИАР, спектральные характеристики и др.). Для гена СОМТ было также показано, что носители различных полиморфизмов по-разному реагируют при развитии состояний утомления, однако, эти изменения не однозначны.

Статистический анализ проводился для носителей различных полиморфизмов в генах 5НТТ, СОМТ и DRD2 для трех групп показателей: 1.

Субъективные;

2. Поведенческие;

3. Психофизиологические (анализ ЭЭГ активности).

4.2.1. Субъективные и поведенческие показатели.

А) Методика САН Статистический анализ не выявил значимых различий между различными полиморфизмами в генах 5НТТ, СОМТ и DRD2. Все полиморфизмы характеризуются, также как и вся выборка в целом, значимым снижением показателей по шкалам Самочувствие, Активность и Общему баллу. Только у полиморфизма ММ гена СОМТ значимое снижение наблюдается только по шкале Самочувствие, а по шкалам Активность и Общему баллу также наблюдается сильное снижение, но незначимое.

Таким образом, в целом можно заключить, что на субъективном уровне носители любых полиморфизмов генов 5НТТ, СОМТ и DRD2 испытывают утомление, и значимых различий в субъективных оценках между ними выявлено не было.

Б) Поведенческие результаты По поведенческим показателям были получены значимые различия между разными полиморфизмами генов 5НТТ, СОМТ и DRD2.

Изначально мы предполагали, что полиморфизмы LL, A2A2 и MM будут характеризоваться меньшей тенденцией к развитию утомления, по сравнению с остальными полиморфизмами, так как они ассоциированы с меньшей концентрацией серотонина (LL) и большей концентрацией дофамина (A2A2 и MM).

В заданиях на время реакции мы получили, что носители этих полиморфизмов характеризуются намного более медленным временем реагирования в обеих задачах (ПЗМР и РВ) в обоих условиях (закрытые и открытые глаза), чем остальные генотипы. Возможно, это связано со скоростью сенсорной обработки, которая также зависит от концентрации определенных нейромедиаторов в центральной нервной системе. К примеру, дофамин играет важную роль в инициации активации скелетных мышц (Foley et al., 2008). Уменьшение концентрации дофамина может приводить к нарушению активности моторной коры. Однако в нашем исследовании мы получили, что большая концентрация дофамина ассоциирована с меньшей скоростью реагирования в обеих задачах (ПЗМР и РВ).

В ПЗМР время реакции включает в себя информационный компонент (появление стимула) и моторный компонент (реакция). В РВ время реакции включает в себя вместе с выше перечисленными, еще и когнитивный компонент (процесс принятия решения, какую кнопку нажать). В эксперименте мы получили, что в ПЗМР время реакции у двух групп (LL и LS+SS) сильно различается, но незначимо;

а в РВ наблюдается уже значимое различие двух групп полиморфизмов.

Стоит отметить, что динамика увеличения ошибок у всех полиморфизмов одинакова и по количеству ошибок генотипы не различаются ни до, ни после утомления. При этом направленность динамики изменения времени реакции после утомления у всех полиморфизмов примерно одинакова. Это означает, что полиморфизмы различаются в ПЗМР и РВ не по динамике развития утомления, а физиологической предрасположенностью к сенсорной обработке информации.

В заданиях на теппинг интересным результатом является то, что носители полиморфизма ММ характеризуются самым низким временем реакции в максимальном теппинге и после утомления оно не изменяется. Это может означать, что ген СОМТ, а соответственно, и концентрация дофамина связаны с моторными процессами и моторными возможностями (Николлс и др., 2008).

Носители полиморфизма LL в гене 5НТТ и A2A2 в гене DRD характеризуются большим временем реакции в фоне по сравнению с S носителями и А1-носителями соответственно. После же утомления носители полиморфизмов LL и А2А2 характеризуются увеличением скорости в максимальном теппинге, тогда как у остальных генотипов наблюдается замедление времени реакции. Максимальный теппинг отражает чисто моторный компонент – физиологическую способность нашей мышечной мускулатуры к сокращению, которая не зависит от скорости сенсорной переработки информации. Таким образом, полученные нами данные могут говорить также о положительной роли дофамина и серотонина на активность мотонейронов.


Фолей говорит о важном значении центральной нервной системы в развитии моторного утомления из-за ее роли в инициации активации скелетной мускулатуры (Foley et al., 2008). Снижение нейротрансмиссии дофамина в черной субстанции, к примеру, может ухудшать активацию базальных ганглиев и, таким образом, снижать стимуляцию моторной коры, приводя к центральному утомлению.

Обобщая полученные данные, можно сделать вывод о положительном влиянии дофамина и серотонина на активность мотонейронов, что показано по динамике максимального теппинга. При этом влияние дофамина и серотонина на скорость сенсорной обработки неоднозначна, что показано по результатам времени реакции в ПЗМР и РВ.

4.2.2. Анализ ЭЭГ активности у носителей различных полиморфизмов генов 5НТТ, DRD2 и СОМТ А) Индивидуальный альфа-ритм При анализе индивидуальной частоты альфа ритма, были также получены интересные результаты. В гене 5НТТ было показано, что носители S-аллеля характеризуются большим снижением ИАР после утомления, преимущественно в правом полушарии. Тогда как у полиморфизма LL такого значимого снижения обнаружено не было. У полиморфизма LL снижение ИАР в среднем происходит с 10,06 Гц до 9,93 Гц. А у полиморфизмов LS+SS – с 9,79 Гц до 9,57 Гц. Таким образом, мы видим, что генотип LL характеризуется не только меньшим снижением ИАР, но и более высокой его частотой как до, так и после утомления. В ряде исследований было показано, что пик альфа ритма положительно коррелирует с такими процессами, как внимание, память, скорость сенсорной обработки (Angealakis, 2004;

Klimesh, 1999).

Для носителей разл полиморфизмов в гене DRD2 были получены самые значимые результаты, показывающие, что носители А1-аллеля характеризуются значимым снижением ИАР во всех областях и обоих полушариях, тогда как у носителей полиморфизма А2А2 ИАР практически не изменился. Генотип А2А2 характеризутся большей плотностью рецепторов к дофамину, частота индивидуального альфа ритма практически не изменяется после утомления – происходит уменьшение с 9,86 Гц до 9,82 Гц, тогда как у носителей А1-аллеля – она значимо снижается в обоих полушариях в среднем с 10,05 Гц до 9,57 Гц, что свидетельствует о снижении уровня метаболической активности и развитии утомления. Но как мы видим, у носителей А1-аллеля изначальная ИАР в фоне немного выше (незначимо), чем у А2А2 полиморфизма. Таким образом, дофамин играет положительную роль в резистенции развития утомления при длительной когнитивной нагрузке.

Для носителей различных полиморфизмов гена СОМТ значимых изменений в ИАР не было найдено, значимое уменьшение ИАР наблюдалось только у носителей ММ полиморфизма в лобных областях, что вряд ли о чем то свидетельствует, так как ИАР обычно определяют по теменным или затылочным электродам (Кропотов, 2010). Однако интересен тот факт, что у носителей полиморфизма ММ наблюдается самая высокая частота индивидуального ритма как до, так и после утомления – 10,28 Гц и 9, 82 Гц соответственно. У носителей MV полиморфизма наблюдается чуть более низкая частота альфа ритма до и после утомления – 9,93 Гц и 9,77 Гц. А у носителей полиморфизма VV наблюдается самая низкая индивидуальная частота альфа ритма до и после утомления – 9,63 Гц и 9,45 Гц соответственно. В некоторых исследованиях было показано, что высокая частота индивидуального альфа ритма связана с более быстрым протеканием информационных процессов (Angealakis, 2004;

Klimesh, 1999). Таким образом, можно предположить, что наличие М-аллеля в гене СОМТ, а значит – более высокой концентрации дофамина, может быть положительно связано со скоростью информационных процессов в центральной нервной системе.

Обобщая полученные данные, можно сделать вывод, что уровень концентрации серотонина и дофамина могут оказывать влияние на динамику функциональных состояний в процессе длительной когнитивной нагрузки.

Мы показали, что низкая концентрация серотонина и высокая концентрация дофамина могут приводить в высокой резистенции развития утомления.

Б) Спектральный анализ По данным общей выборки наиболее значимые изменения в спектре наблюдаются в нижнем альфа диапазоне, альфа диапазоне и бета диапазоне.

Подсчет спектральной мощности проводился двумя методами: 1.

Натуральный логарифм относительной мощности в каждом диапазоне;

2.

Усредненное значение мощности для каждого диапазона и каждой области.

У носителей различных полиморфизмов в гене 5НТТ сильных различий между полиморфизмами не было обнаружено. Значимые результаты были получены для поддиапазона нижнего альфа для усредненных данных. Носители полиморфизмов LS+SS характеризуются более сильным увеличением мощности в поддиапазоне нижнего альфа по сравнению с носителями LL генотипа. На общей выборке было показано наличие положительной корреляции между мощностью в нижнем альфа диапазоне и временем реакции в РВ после утомления в лобных, центральных и теменных отведениях, то есть чем больше мощность нижнего альфа ритма, тем медленнее время реакции. Такой же анализ был проведен для гена 5НТТ для обеих групп полиморфизмов. Было показано, что у носителей полиморфизма LL не наблюдается значимых корреляций, тогда как у носителей полиморфизмов LS+SS наблюдаются значимые корреляции между мощностью в нижнем альфа диапазоне и временем реакции в РВ после утомления в лобных (0,60;

р0,024), центральных (0,57;

p0,032) и теменных (0,53;

p0,049) отведениях. Полученные результаты говорят о том, что носители полиморфизмов характеризуются более значимым LS+SS снижением уровня метаболической активности и ухудшением обработки сенсорной информации.

В гене DRD2 были обнаружены значимые различия между носителями полиморфизмов в диапазонах нижнего альфа, альфа и бета для усредненных данных. Носители полиморфизмов А1А1 и А1А2 характеризуются значимым увеличением мощности в этих диапазонах после утомления в условиях с закрытыми глазами. У носителей А1-аллеля также наблюдается сильное увеличение средней мощности тета ритма, но незначимо. При этом, для относительных мощностей данных большее увеличение мощности в диапазонах нижнего альфа и альфа и уменьшение мощности в бета диапазоне наблюдается у носителей А2А2 полиморфизма. Корреляционный анализ для гена DRD2 между мощностью в нижнем альфа диапазоне и временем реакции в РВ и ПЗМР после утомления показал положительную корреляцию между временем реакции в ПЗМР и мощностью нижнего альфа ритма в затылочной области для носителей полиморфизмов А1А1 и А1А2. Для носителей полиморфизма А2А2 значимых корреляций обнаружено не было.

В гене СОМТ значимое различие между различными носителями полиморфизмов наблюдается только в диапазоне бета ритма. Статистический анализ показал, что изменение средней мощности бета ритма у носителей разных полиморфизмов происходит по-разному. Так, у носителей MV полиморфизма наблюдается значимое повышение мощности после утомления, а у ММ – снижение мощности, но незначимое. У носителей полиморфизма MV также наблюдается значимое повышение средней мощности в альфа диапазоне (преимущественно в нижнем поддиапазоне). У носителей полиморфизмов ММ и VV значимых изменений после утомления не наблюдается.

Таким образом, обобщая полученные данные, можно сделать вывод, что наиболее значимые результаты были получены для носителей различных полиморфизмов в гене DRD2. Было показано, что носители полиморфизмов А1А1 и А1А2 характеризуются значимым увеличением средней мощности в нижнем альфа, альфа и бета диапазонах. У носителей полиморфизма А2А изменения спектра практически не наблюдается ни в одном из диапазонов.

Увеличение мощности медленных ритмов обычно связывают с развитием утомления (Boksmen et al, 2005;

Jap, 2009;

Cheng, 2011, Trejo et all, 2005, Lol et al, 2007), увеличение же мощности в бета диапазоне обычно связывают с повышением когнитивных усилий, необходимых для поддержания высокой продуктивности деятельности (Klimesh, 1999).

В) Индекс утомления По показателям индекса утомления мы также обнаружили значимые различия между полиморфизмами. Так, в гене 5НТТ мы обнаружили значимое увеличение индекса утомления у носителей полиморфизма LL в центральной области (левой и правой) и теменной левой. В остальных же областях оно было незначимым. У носителей полиморфизма LL индекс утомления в среднем увеличился с 2,78 до 3,71. У носителей же S-аллеля (LS+SS) наблюдается обширное значимое увеличение индекса утомления практически во всех областях, кроме лобной левой области. В среднем у носителей S-аллеля индекс утомления увеличился с 4,64 до 5,55. Таким образом, мы видим, что у LS и SS полиморфизмов как в фоне, так и после утомления наблюдается значимо более высокий индекс утомления по сравнению с LL генотипом. Это может говорить о том, что у них высокая мощность медленных ритмов (альфа и тета ритмов), а также низкая мощность быстрых ритмов (бета). В различных исследованиях было показано, что носители LL-полиморфизма характеризуются более быстрым удалением серотонина из синаптической щели, по сравнению с носителями S-аллеля (LS и SS). Поэтому в целом концентрация серотонина у них меньше. Было также показано в различных статьях, что увеличение концентрации серотонина ведет к развитию утомления (Davis, 1995;

Weicker, 2001;

Meeusen, 2007).

Таким образом, наши результаты соответствуют литературным данным.

В гене DRD2 у носителей различных полиморфизмов мы также получили значимые результаты. У носителей А1-аллеля значимое увеличение индекса утомления наблюдается в правом полушарии в лобной, центральной, височной и затылочной областях, а в левом полушарии – только в височной и затылочной областях. В среднем у носителей А1А1 и А1А2 полиморфизмов увеличение индекса утомления происходит с 3,51 до 4,56. У носителей А2А полиморфизма значимое увеличение индекса утомления в правом полушарии в центральной, теменной, височной и затылочной областях;

а в левом полушарии – в теменной, височной и затылочной областях. В среднем у носителей А2А2 полиморфизма увеличение индекса утомления происходит с 4,18 до 5,15. Носители А1-аллеля характеризуются меньшей плотностью дофаминовых рецепторов, поэтому они характеризуются меньшей концентрацией активного дофамина. Носители А2А2 полиморфизм, наоборот, характеризуется высокой плотностью дофаминовых рецепторов, а, следовательно, и большим уровнем концентрации активного дофамина.

В гене СОМТ было получено, что самое сильное увеличение индекса утомления наблюдается у носителей полиморфизма Значимое VV.

увеличение индекса утомления у них наблюдается во всех областях мозга. В среднем увеличение происходит с 3,69 до 5,65. Наименьшее утомление наблюдается у носителей полиморфизма ММ. Увеличение индекса утомления у него происходит в левом полушарии в лобной, центральной и теменной областях;

а в правом полушарии – только в лобной и центральной областях. В среднем увеличение индекса утомления происходит с 3,69 до 5,65. У носителей полиморфизма MV наблюдается достаточно сильное увеличение индекса утомления. Значимое увеличение происходит в правом полушарии – в центральной, теменной, височной и затылочной областях;

а в левом полушарии – в теменной, височной и затылочной. Носители ММ полиморфизма характеризуются намного более медленной деградацией дофамина, а, следовательно, и большей его концентрацией в мозге.

Саломон с соавторами показали, что дофамин прилежащего ядра участвует в энергетических затратах, поведенческой активации и поддержании высоких темпов выполнения деятельности - эти функции представляют области перекрытия моторных и мотивационных процессов (Salamone et al., 1999). Лорист и Буксем показали, что недостатки дофамина в стриатуме и передней поясной коре могут приводить к симптоматическому умственному утомлению. Таким образом, они предположили, что умственное утомление может возникать в результате неспособности поддерживать адекватный уровень трансмиссии дофамина в стриатуме и передней поясной коре (Lorist et al., 2005).

Г) Фронтальная асимметрия В гене 5НТТ мы получили значимые различия для носителей полиморфизма LL в фоне и после утомления в условиях с закрытыми глазами. В фоновом состоянии большая мозговая активность наблюдалась в левом полушарии, а после утомления – в правом. Это может говорить о том, что после утомления у них доминировали отрицательные эмоции. Носители полиморфизмов LS и SS до и после утомления характеризовались большей мозговой активностью в правом полушарии, то есть у них преобладали негативные эмоции и до и после утомления.

В гене DRD2 значимые результаты были получены для носителей полиморфизма А2А2 в фоне и после утомления в условиях с открытыми глазами. После утомления они характеризовались возрастанием мозговой активации в левом полушарии. Однако и до и после утомления они характеризовались большей активацией в левом полушарии. Это может говорить о том, что в обоих состояниях у них доминировали положительные эмоции.

В гене СОМТ значимые различия были получены для носителей полиморфизма MV в фоне и после утомления в состоянии с закрытыми глазами. В фоне большая мозговая активность наблюдалась в левом полушарии, а после утомления – в правом. Это может говорить о том, что в фоне у носителей MV полиморфизма доминировали положительные эмоции, а после утомления – отрицательные.

4.3. Обсуждение результатов факторного анализа и структурного моделирования.

4.3.1. Обсуждение результатов факторного анализа и структурного моделирования.

Проведенный в нашем исследовании факторный анализ выявил основных факторов, описывающих большую часть дисперсии. Выделенные факторы, отражающие возможное наличие связи между отдельными параметрами, в целом подтверждают наши данные, а также результаты, полученные другими исследователями, и вместе с этим, дополняют их.

Первый фактор объединяет показатели мощности бета, тета и гамма ритмов, а также ген СОМТ. Таким образом, более высокий уровень дофамина связан с повышением мощности в гамма диапазоне, который связан с повышенной когнитивной деятельностью, в частности с увеличением внимания (Данилова, 1985, 2004). Это согласуется с данными Соломона (Salamone et al., 1999), показавшего, что дофамин в прилежащем ядре участвует в энергетических затратах поведенческой активации и поддержании высоких темпов работы.

Второй фактор объединил гены 5НТТ и DRD2, а также показатели времени реакции, мощности верхнего альфа ритма, а также индивидуальный альфа ритм в центральных отведениях. Эти результаты говорят о том, что высокий уровень дофамина также положительно связан с динамикой индивидуального альфа ритма: при низком уровне дофамина происходит сильное снижение ИАР после когнитивной нагрузки, чего не происходит при высоком уровне дофамина. Интересная закономерность наблюдается для времени реакции. В ПЗМР и РВ показано, что испытуемые, характеризующиеся низким уровнем серотонина и высоким дофамина обладают более медленной скоростью реакции, тогда как в максимальном теппинге у них наблюдается увеличение скорости после когнитивной нагрузки. Это также согласуется с данными Соломона о том, что высокий уровень дофамина связан с поддержанием высоких темпов работы. В нашем случае можно говорить о положительной роли дофамина для поддержания активации мотонейронов, проявляющейся в увеличении максимального теппинга. В заданиях, включающих помимо моторного еще и сенсорный и когнитивный компоненты, лучшее время реакции наблюдается при низком уровне дофамина. Для серотонина наблюдается противоположная картина:

показана отрицательная связь серотонина с максимальным теппингом и положительная – с ПЗМР и РВ.

Третий фактор объединил показатели индекса утомления, что говорит о том, что данный параметр является вполне независимым от других.

Четвертый фактор объединил показатели индивидуального альфа ритма и мощности нижнего альфа ритма, что означает, что данные параметры являются связанными, а диапазоны нижнего и верхнего альфа ритмов являются независимыми. Пятый фактор объединил показатели мощностей тета, бета и гамма ритмов в лобных отведениях, при этом тета – с отрицательным весом, а бета и гамма – с положительными. Таким образом, данный параметр связан с функциями внимания и когнитивного контроля.

При проведении структурного моделирования было показано, что наиболее сильно в нашем случае утомление проявляется при двух вариантах:

высокий уровень серотонина и низкий уровень дофамина;

I.

высокий уровень серотонина и высокий уровень дофамина.

II.

В первом случае основные изменения проявляются в снижении индивидуального альфа ритма (ИАР), но сами испытуемые при этом характеризуются более высокой скоростью реакции. Выше мы показали, что ИАР положительно связан с высоким уровнем дофамина. При недостатке дофамина происходит сильное снижение ИАР после когнитивной нагрузки.

Во втором случае мы получили, что основные изменения наблюдаются в увеличении мощности медленных ритмов. При этом показатели ИАР не изменяются.

Таким образом, наиболее оптимальный вариант, при котором процессы утомления выражены наименее сильно: низкий уровень серотонина и средний уровень дофамина.

4.4. Обобщение результатов Обобщая полученные результаты, мы можем сделать вывод о том, что процессы утомления при длительной когнитивной нагрузке наименее выражены у испытуемых, характеризующихся низким уровнем серотонина и средним уровнем дофамина. В то время, как наиболее сильно процессы утомления выражены у испытуемых, характеризующихся высоким уровнем серотонина и либо низким, либо высоким уровнем дофамина.

Полученные в настоящем исследовании результаты соотносятся с литературными данными о роли серотонина и дофамина в мозговых процессах. Целый ряд исследований показал, что увеличение уровня серотонина ведет к появлению состояния усталости и утомления в связи с его ролью во сне. В нашем исследовании мы показали, что носители LS и SS полиморфизмов характеризовались меньшим значением ИАР в фоне, а также большим его уменьшением после длительной когнитивной нагрузки, преимущественно в правом полушарии. Носители же LL полиморфизма характеризовались более высоким и стабильным ИАР до и после когнитивной нагрузки. По результатам индекса утомления мы также получили, что у носителей полиморфизмов LS и SS наблюдалось значимое повышение этого индекса почти во всех областях мозга, преимущественно в правом полушарии. У носителей полиморфизма LL индекс утомления и до и после когнитивной нагрузки был значимо ниже, чем у носителей LS и SS полиморфизмов, и после утомления увеличение индекса наблюдалось только в центральных областях. Это может говорить о том, что у полиморфизма LL не происходит сильного увеличения мощности медленных ритмов, которые обычно связывают с уменьшением метаболической активности и развитием утомления. Хотя спектральный анализ не выявил сильных различий между полиморфизмами в динамике мощностей основных ЭЭГ диапазонов.

Значимое различие было показано для нижнего альфа диапазона: генотипы LS и SS характеризовались более сильным увеличением мощности в этом диапазоне после когнитивной нагрузки. Корреляционный же анализ показал положительную связь у LS и SS носителей после утомления между мощностью в нижнем альфа ритме и временем реакции в РВ, у носителей же LL полиморфизма такой корреляции не наблюдалось. Это, видимо, также говорит о том, что у носителей наблюдалось снижение S-аллеля метаболической активности и ухудшение сенсорной обработки после длительной когнитивной нагрузки.

Ядра шва, в которых синтезируется серотонин, иннервируют практически все области мозга, поэтому значительные изменения его концентрации могут иметь воздействие на многих структурах мозга (рисунок 53). Ядра шва также влияют на активность мотонейронов (Николлс и др., 2008) и недостаток серотонина может приводить к ослаблению активности мотонейронов.



Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.