Влияние фактора ведущего глаза на характеристики саккад и связанные с событиями медленные потенциалы ЭЭГ при выполнении саккадических тестов

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

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

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

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

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

Цель и задачи исследования

.

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

В соответствии с целью были поставлены следующие задачи:

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

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

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

Научная новизна.

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

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

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

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

Научно-практическая значимость.

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

Основные положения выносимые на защиту.

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

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

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

Апробация работы.

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

Структура диссертации.

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