Характеристика медленноволновой активности электроэнцефалограммы у правшей и левшей – студентов СВФУ

Characteristics of the slow-wave activity of the electroencephalogram in right-handers and left-handers NEFU students

Galina Stepanova

medical doctor Sciences, Professor, M. K. Ammosov North-Eastern Federal University, Russia, Yakutsk

Olga Buslaeva

student, M. K. Ammosov North-Eastern Federal University, Russia, Yakutsk

Maria Mikhailova

student, M. K. Ammosov North-Eastern Federal University, Russia, Yakutsk

Anna Sofronova

student, M. K. Ammosov North-Eastern Federal University, Russia, Yakutsk

Аннотация. Проведен анализ спектральной мощности и индекса медленных ритмов ЭЭГ у студентов –якутов. Выявлено отставание функционального созревания мозга и становления корково-подкорковых связей по сравнению с ровесниками, проживающими в средней полосе. Степень зрелости мозга у левшей несколько выше относительно правшей.

Abstract. The analysis of the spectral power and the index of slow EEG rhythms in students – yakuts. Revealed the lag of functional maturation of the brain and the formation of cortical-subcortical connections compared with peers living in the middle lane. The degree of maturity of the brain in left-handers is somewhat higher relative to right-handers.

Ключевые слова: студенты-якуты; правши и левши; ритмы ЭЭГ; функциональное созревание мозга.

Keywords: Yakut students; right-handers and left-handers; EEG rhythms; functional maturation of the brain.

Количество правшей в человеческой популяции, по различным данным, колеблется в пределах 80-95%, в то время как остальную часть составляют левши и амбидекстры (люди с равными возможностями обеих рук). Высокая встречаемость леворуких лиц и амбидекстров в популяции коренных жителей Севера связана с адаптивными перестрой­ками их организма, произошедшими под постоянными воздействиями комплекса экстремальных природных факторов. В условиях Севера комплексное воздействие сложных природных и социальных факторов может определять особенности возрастного развития детей и оказывать влияние на темпы морфогенеза мозга, находящего свое отражение в частотных и временных параметрах суммарной биоэлектрической активности – электроэнцефалограммы (ЭЭГ) [2]. У детей и подростков, проживающих на Севере, перестройки волновой структуры паттерна ЭЭГ наступают на 1,5–2 года позже, чем в условиях средних широт [3].

Целью работы явилось изучение особенностей фоновых низкочастотных диапазонов (θ- и δ-ритмов) ЭЭГ у правшей и левшей – студентов Северо-Восточного федерального университета им. М.К. Аммосова (СВФУ). Исследования проведены в феврале и 1-й декаде марта 2017 г. у 38 практически здоровых студентов-якутов 17-19 летнего возраста. 20 писали правой рукой (13 юношей и 7 девушек) и 18 левой (9 юношей и 9 девушек). Все испытуемые давали письменное согласие на участие в исследовании. Произведена регистрация ЭЭГ на аппаратно-программном комплексе «Нейрон-спектр 3» в 16 отведениях по между­народной системе 10-20. Использовали монополярные отведения с объединенным ушным референтным электродом. Регистрация ЭЭГ осуществлялась в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами. Для анализа выбиралась эпоха – 30 с без артефактов. В анализ включены данные для 5 пар отведений, расположенных в симметричных точках правого и левого полушарий: О2, О1, Р4, Р3, С4, С3, Т4, Т3, F4, F3. Анализировали показатели абсолютной мощности (мкВ²) частотных диапазонов: α, θ, δ. Поскольку распределение значений параметров спектральной мощности не описывается законом нормального распре­деления, данные представлены в виде медианы (Таблица 1).

Сравнивание значений спектральной мощности ритмов ЭЭГ разных групп испытуемых проводили с использованием 2-х выборочного критерия Вилкоксона ранговых сумм. Также проведен сравнительный анализ индекса ритмов (времени наличия определенного ритма по отно­шению ко всему времени регистрации ЭЭГ, выраженное в процентах) у правшей и левшей.

Спектральная мощность медленных θ-ритмов у правшей и левшей во фронтальных и темпоральных отведениях имела практически те же значения, что и мощность базового α-ритма (Таблица 1). Мощность же δ-ритма в указанных отведениях даже превысила значения α-ритма. Величины мощности медленноволновых ритмов становятся ниже базового α-ритма лишь в теменно-затылочных областях.

Таблица 1.

Значения спектральных мощностей (мкВ²) альфа-, тета-, дельта‑ритмов у правшей и левшей, Ме (Q1-Q3)

Примечание: *- значимость различий при р≤ и выше между 3 и 4, **- между 5 и 6.

Высокая представленность медленноволновой активности в ЭЭГ неодинаково выражена у правшей и левшей: мощность θ- и δ-ритма выше в большинстве областей коры у правшей.

Так, у праворуких мощность θ-ритма значимо выше в теменных областях в отведениях Р3 (р=0,028), и Р4 (р=0,021) в сравнении с леворукими. Значимое превышение мощности δ-ритма у правшей в затылочных отведениях О2 (р=0,0001) и О1 (р=0,046) относительно леворуких.

Изучена динамика индекса θ-ритма в различных зонах КБП у правшей и левшей. Значения индекса имеют тенденцию к нарастанию от окципитальных отделов к фронтальным: у правшей в среднем по полушариям от 8% до 17%, у левшей от 8% до 14%. Однако значения индекса θ-ритма во всех исследуемых областях коры оставались существенно ниже базового α-ритма, динамика которого у правшей и левшей характеризовалась убывающим градиентом от затылочных отделов (61%) к фронтальным (22%). Индекс δ-диапазона также, как и индекс θ-ритма, увеличивается в окципитально-фронтальном направлении: у правшей в среднем по полушариям от 17% к 27%, у левшей от 16% к 30%. Причем в темпоральных и фронтальных отведениях значения индекса δ-ритма превысили значения α-ритма в обеих группах обследованных.

Считается, что у юношей при бодрствовании с закрытыми глазами медленные ритмы ЭЭГ с преобладанием индекса во фронтальных отделах не более 35% являются нормой. Необходимо отметить, что высокие значения мощности и индекса медленноволновых ритмов выявлены в зимнее время года (февраль), когда интенсивность солнечной радиации в Якутске низкая: суммарная радиация – 4 ккал/см², в то время как в июне-июле – 20 ккал/см². У подростков Заполярья установлено снижение общего уровня активации мозга в полярную ночь, что может быть в определенной мере обусловлено сокращением афферентации от зрительных рецепторов и проприорецепторов двигательного анализа­торов в зимнее время [2].

Фронтальная кора оказывает тормозящие влияния на гипногенные синхронизирующие центры гипоталамуса и прозрачной перегородки. Известно, что эти структуры имеют обширные морфофункциональные связи со стволовыми неспецифическими структурами, оказывающими активирующие влияния на кору [1]. Очевидно, что в процессе морфо­функционального созревания мозга должен установиться баланс между нисходящими тормозными посылками лобной коры и восходящими активирующими влияниями ствола мозга. В то же время известно, что переднелобные зоны коры формируются последними [4].

Значимо меньшие величины мощности медленных волн у якутских студентов-левшей свидетельствуют о более высокой степени зрелости мозга относительно правшей. В целом у обследованных студентов выявлено отставание функционального созревания мозга и становления корково-подкорковых связей по сравнению с ровесниками, проживаю­щими в средней полосе.