Содержание к диссертации
Введение
1.Обзор литературы 9
1.1. Понятие функционального состояния и его изменение при информационных нагрузках 9
1.2. Методы коррекции функционального состояния 16
1.3. Функциональная межполушарная асимметрия мозга человека 18
1.4. Показатели биоэлектрической активности мозга при информационных нагрузках 25
1.5. Психофизиологические механизмы воздействия ароматических веществ на организм человека 37
1.6. Морфофункциональные особенности обонятельной системы человека42
1.7. Ароматические вещества растительного происхождения и их общая характеристика 47
1.8. Электрофизиологические особенности воздействия одорантов наЦНС человека 51
2. Методы исследования 54
3. Результаты исследования 61
3.1. Исследование динамики времени распознавания слов в условиях выполнения тестовой нагрузки и при коррекционных воздействиях звуковыми и химическими стимулами 61
3.2. Исследование психофизиологических особенностей розмарин-корректируемых и розмаринонекорректируемых обследуемых 65
3.3. Анализ суммарной биоэлектрической активности мозга 67
3.3.1. Анализ суммарной биоэлектрической активности мозга для всей выборки испытуемых при зрительном распознавании слов и в условиях его коррекции аудиовоздействием и одорантами 67
3.3.2. Спектральные характеристики ЭЭГ у розмаринкорректируемых и розмаринонекорректируемых обследуемых 78
3.3.3. Анализ спектральных характеристик ЭЭГ при зрительном распознавании слов и в условиях его коррекции аудио-воздействием и одорантами 90
3.4. Анализ уровня дистантной синхронизации ЭЭГ при зрительном распознавании слов и в условиях его коррекции аудио-воздействием и одорантами 107
4. Обсуждение результатов 132
4.1. Анализ эффективности деятельности обследуемых 132
4.2. Электроэнцефалографические показатели оптимальной работы обследуемых 137
4.3. Электроэнцефалографические показатели снижения работы обследуемых 142
4.4. Электроэнцефалографические показатели коррекционных влияний с помощью аудиовоздействия 145
4.5. Электроэнцефалографические показатели коррекционных влияний при внесение розмарина в экспериментальную среду 148
4.6. Электроэнцефалографические показатели влияния последействия розмарина на эффективность зрительного опознания 152
Заключение 155
Выводы 1.61.
Список литературы 164
- Понятие функционального состояния и его изменение при информационных нагрузках
- Ароматические вещества растительного происхождения и их общая характеристика
- Спектральные характеристики ЭЭГ у розмаринкорректируемых и розмаринонекорректируемых обследуемых
- Электроэнцефалографические показатели оптимальной работы обследуемых
Введение к работе
Изучение нейрофизиологических механизмов влияния ароматических веществ на функциональное состояние мозга человека актуально как в теоретическом плане, так и для решения практических задач (Новиков, Шустов, Горанчук, 1998; Айдаркин, Пахомов, 2004; Быков, Маляренко и др., 2006).
Влияние ароматических веществ на функциональное состояние человека обусловлено функционированием двух механизмов: сенсорного и гуморального (Watt, 1995; Солдатченко, Кащенко, Пидаев, 2002; Шиффман, 2003). Сенсорный механизм связан с деятельностью управляющих систем мозга, функционирование которых отражается в уровне его локальной и общей активации. Его эффективность обусловлена тем, что обонятельный анализатор является одним из древнейших и его активация приводит к повышению активности многих структур мозга (Makcitti, Ortega 1966; Lohman, Lammers, 1967; Тамар, 1976). Гуморальный механизм определяется влиянием веществ, содержащиеся в ароматических маслах, которые, попадая на слизистую верхних и нижних дыхательных путей, оказывают непосредственное (или опосредованное - через кровь) действие на организм человека (Wonterlood, Floris et. al., 1995; Шиффман, 2003).
В последние годы в литературе достаточно широко представлены работы, связанные с выявлением природы воздействия одорантов на уровне рецепторов и специфических афферентных структур (Hawkes, Shepard, Daniel, 1997; Calof, Mumm, Rim, Shou, 1998; Huard, Yongentob, Goldstein et al., 1998; Graves, Bowen, Rajaram et al., 1999; Murfy, Gilmore, Seery et al, 2000; Моргалев, Моргалева и др., 2005; Быков, Карась, Маляренко, 2006). Однако работ, исследующих коррекционную роль одорантов на уровне сенсорного и гуморального механизмов, крайне мало (Doty, 2001, 2006; Быков, Маляренко и др., 2006).
В свою очередь ароматические масла, в зависимости от их природы, по-разному воздействуют на функциональное состояние мозга человека. Согласно литературным данным, масло розмарина обладает мощным активирующим действием на структуры головного мозга (Иванченко 1984; Николаевский, Зинькович, 1996; Diego, Jones, Field et.al., 1998; Солдатченко, Кащенко, Пидаев, 2002) и улучшает работу зрительного анализатора (Иванченко, 1984). Масло мелиссы обладает тормозным действием на структуры головного мозга, сходным с действием валерианы (Иванченко 1984; Николаевский, Зинькович, 1996; Солдатченко, Кащенко, Пидаев, 2002; Kennedy, Little, Haskell, Scholey, 2006).
Анализ литературы показал, что практически не изучены нейрофизиологические механизмы, обуславливающие изменения уровня активации и характера межанализаторных взаимодействий при информационных нагрузках в условиях аромакоррекции.
Цель работы: изучение нейрофизиологических механизмов влияния одорантов на эффективность зрительного распознавания человека.
Задачи исследования.
Исследовать динамику времени распознавания слов (ВРС) в условиях выполнения тестовой нагрузки и при коррекционных воздействиях звуковыми и химическими стимулами.
Исследовать по параметрам ЭЭГ нейрофизиологические механизмы, лежащие в основе оптимального и сниженного уровня распознавания слов.
Исследовать по параметрам ЭЭГ нейрофизиологические механизмы, лежащие в основе коррекционного воздействия звуковыми стимулами на время зрительного распознавания слов.
Исследовать по параметрам ЭЭГ нейрофизиологические механизмы, лежащие в основе коррекционного воздействия розмарином и мелиссой на время зрительного распознавания слов.
Научная новизна.
Впервые показано, что запах розмарина у части испытуемых достоверно уменьшал ВРС, которое медленно восстанавливалось после удаления его из экспериментальной среды.
Впервые обнаружено, что аудиовоздействие на этапе ухудшения деятельности (стадия I) приводило к восстановлению ВРС и исходных уровней функционирования рассматриваемых четырех диапазонов ЭЭГ. При выключении аудиовоздействия наблюдалось исчезновение указанных изменений ЭЭГ.
Впервые показано, что розмарин восстанавливал типичный для состояния оптимальной работы характер функционирования всех видов ЭЭГ-генераторов как и при аудиовоздействии, а также дополнительно к этому усиливал в тета-диапазоне ряд связей между областями левого полушария и формировал в бета2-диапазоне сложный рисунок достоверно увеличенных меж- и внутриполушарных связей, что приводило к существенному, по сравнению с состоянием оптимальной работы, снижению ВРС.
Научно-практическая значимость работы.
Полученные результаты показывают, что обонятельный анализатор оказывает мощное влияние на эффективность зрительного распознавания, что находит отражение и в характеристиках ЭЭГ. Наблюдаемое повышение эффективности зрительного распознавания при воздействии розмарина сопровождается ростом внутриполушарных связей между ассоциативными зонами левого полушария. Запах мелиссы действует как аудивоздействие, снимает тенденцию к увеличению времени распознавания слов. Мелисса удерживала ВРС как у розмаринкорректируемых (РК), так и розмаринонекорректируемых (РНК) обследуемых на одном уровне.
В основе действия розмарина лежит активация структур левого полушария.
Полученные результаты могут быть использованы при разработке методов коррекции функционального состояния человека-оператора, в курсе
лекций по физиологии человека, физиологии труда, валеологии, в работе центров здоровья.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. Выделены две группы обследуемых, в одной из которых
уменьшается время распознавания слов при действии розмарина, а у другой
данный эффект отсутствует. Выделены два механизма воздействия
розмарина на испытуемых - сенсорный и гуморальный.
Сенсорный механизм коррекции розмарином связан с активацией тета-системы левого полушария, вовлекающей «заинтересованные» структуры в основном левого полушария, альфа-системы, снижающей уровень активации правого полушария, бета2-системы, обеспечивающей взаимодействия обеих гемисфер, а также бета 1-системы, которая сочетает в себе особенности реагирования характерные для всех трех систем. Снижение эффективности работы разрушает данный комплекс, аудиовоздействие -восстанавливает.
Гуморальный механизм реализуется на существенно большем интервале времени и связан с воздействием на структуры головного мозга биоактивных компонентов розмарина, доставляемых к ним с током крови, и проявляется на ЭЭГ - уровне. Он проявляется в концентрации ритмических процессов в структурах коры ответственных за зрительное опознание и формировании новых связей в тета- и бета2-диапазоне с достоверно более высокой когерентностью, по сравнению с состоянием глаза открыты.
Понятие функционального состояния и его изменение при информационных нагрузках
Согласно определению В.И. Медведева, функциональное состояние (ФС) человека (в совокупности его психических и физиологических проявлений) понимается как интегральный комплекс наличных характеристик тех функций и качеств, которые прямо или косвенно обусловливают выполнение деятельности (Медведев, 1981, 1993).
В исследованиях ФС человека, в явной или неявной форме, практически всегда в его организации выделяются два уровня (Ильин, 1978, Данилова, 1992). С одной стороны, ФС - это реакция физиологических систем организма, вызванная различными внешними или внутренними причинами, а с другой - субъективная (психическая) реакция личности на эти влияния.
Функциональное состояние - это комплекс наличных характеристик тех функций и качеств человека, которые прямо или косвенно обусловливают выполнение трудовой деятельности (Зараковскийи др., 1974, Медведев, 1993). , Функциональная система является отражением психофизиологического состояния индивидуума (Ильин, 1978; Кирой 1998) и включает в себя следующие уровни психофизиологического состояния человека: психический уровень реагирования - переживания; физиологический уровень реагирования - соматика, вегетатика; поведение человека.
В любом психофизиологическом состоянии все уровни должны быть представлены, и только по совокупности показателей, отражающих каждый из этих уровней, можно делать заключение об имеющемся у человека состоянии (Маслов, Блощинский, Максименко, 2003).
Функциональное состояние - это механизм взаимодействия доминирующей функциональной системы («рабочей доминанты») с конкурирующими функциональными системами человека, основанный на процессе перераспределения функциональных резервов организма между ними (Айдаркин, Пахомов; 2004).
Наступление того или иного состояния зависит от специфики работы, рабочего окружения и индивидуальных особенностей оператора, его мотивированности. Классификация состояний может осуществляться с помощью характеристики условий протекания и содержания трудового процесса (Данилова, 1992; Медведев, 1993; Кирой, 1998; Айдаркин, Пахомов; 2004). На этом же основании выделяется спектр состояний, вызываемых различной интенсивностью информационного потока: состояние "сенсорного голода", связанные с различными степенями информационной нагрузки (Кирой, 1998).
Монотония - функциональное состояние человека, связанное с падением работоспособности человека и возникающее при однообразной работе. Характеризуется снижением тонуса восприимчивости, ослаблением сознательного контроля, ухудшением внимания и памяти, стереотипизацией действий, появлением ощущений скуки и потери интереса к работе. Продуктивность лишь на некоторое время восстанавливается за счет включения особых волевых усилий. В ответ на монотонные условия работы могут развиваться и явления психического пресыщения (Медведев, 1993; Айдаркин, Пахомов, 2004).
Предполагается, что зависимость между уровнями активации и бодрствования прямая: возрастание активации влечет за собой переход на более высокую ступень по шкале бодрствования (Гримак, 1987). Недостаток психической активности при монотонии сопровождается включением механизмов мозга, вызывающих местное или общее напряжение скелетных мышц, которые при этом вырабатывают большее количество нервных импульсов, поступающих в головной мозг, что и повышает его уровень бодрствования (Куликов, 2001).
На основании показателей работоспособности человека (продуктивность, скорость, точность работы), в процессе рабочего дня можно построить кривую работоспособности. При всем многообразии способов анализа работоспособности (Марищук, 1974; Зараковский, Королев, Медведев, Шлаен, 1974) легко выделяются общие, наиболее типичные стадии, определяющие фазы ее динамики: период врабатывания, оптимальная работоспособность, утомление и "конечный порыв". А.С. Егоров и В.И. Загрядский (1973) приводят следующие особенности этих стадий.
1. Стадия врабатывания. Может длиться от нескольких минут до часа и выражается в постепенном повышении работоспособности с определенными колебаниями продуктивности работы. Возможно, обозначить стадию врабатывания, как стадию первичной адаптации. Это начальный этап адаптации - «срочная» адаптация, это несовершенная адаптация. Начальный этап адаптационной реакции возникает непосредственно после начала действия раздражителя и, следовательно, может реализовываться лишь на основе готовых, ранее сформировавшихся физиологических механизмов (Меерсон, Пшенникова; 1988). Эта стадия включает в себя 3 подстадии: - первичной мобилизации - наблюдается в момент начала деятельности и длится до нескольких минут. Она характеризуется кратковременным снижением значений практически всех показателей деятельности и активации физиологических систем. Этот эффект связан с внешним торможением, возникающим в результате изменения характера стимуляции; - гипермобилизации - охватывает «предстартовый» период и характеризуется повышением, как неспецифической активации, так и специфических сдвигов, например активацию анализаторов, переход организма в состояние готовности к восприятию информации. На психологическом уровне происходит построение плана деятельности и мысленное «проигрывание» ее ключевых этапов. Постепенное повышение работоспособности сопровождается выраженными колебаниями продуктивности, точности, качества работы и состоянием повышенной нервно-психической напряженности: учащением пульса и дыхания, повышением кровяного давления, депрессией альфа-ритма ЭЭГ, повышением доли тета- и бета-ритмов;
Ароматические вещества растительного происхождения и их общая характеристика
Эфирные масла по своей природе - летучие жидкие смеси органических веществ, вырабатываемые растениями. Характерные компоненты эфирных масел - терпеноиды. Высокой биологической активностью обладает этилен - один из компонентов растительных ароматических биорегуляторов (Драгомирецкий, 1997; Стикс, 1997; Солдатченко, Кащенко, Пидаев, 2001).
Согласно литературным (Макурчук, 1988; British Herbal Pharmacopoeia (ВНР), 1996; Солдатченко, Кащенко, Пидаев, 2001) данным в состав ароматических масел входят следующие химические вещества. I. Терпеноиды - химические соединения, которые содержат помимо углерода и водорода еще и кислород. К таким соединениям относятся: спирты (алкоголи), альдегиды, эфиры (простые, сложные), кетоны, фенолы, кислоты, окислы. Спирты наиболее часто встречаются в эфирных маслах. Они не токсичны, поэтому эфирные масла с преимущественным содержанием спиртов относительно безопасны, не вызывают раздражение кожи. Спирты легко испаряются и они по большей части задают аромат масла. Алкоголи способствуют проявлению антисептической активности в борьбе с бактериальной и вирусной инфекциями, оказывают анестезирующее, обезболивающее, мочегонное и тонизирующее действия, стимулируют иммунные и гормональные системы.
1. Монотерпенолы оказывают тонизирующее, антибактериальное, мочегонное, противовирусное действие.
2. Сесквитерпенолы оказывают возбуждающее, противоинфекционное, мочегонное действие. Некоторые из сесквитерпенолов замедляют рост бактерий, не убивая их, т.е. являются бактериостатиками, а также стимулируют работу иммунной системы.
3. Дитерпенолы, у которых структура сходна со структурой гормонов человека, характеризуются благотворным воздействием на гормональную систему. П. Альдегиды более токсичны, чем спирты и терпены. Альдегиды обладают антисептическим, расслабляющим, противовоспалительным, спазмолитическим, жаропонижающим, снижают кровяное давление, противовирусным эффектами.
III. Эфиры содержатся в большинстве эфирных масел, правда, в небольших количествах. Они придают аромату некоторый фруктовую ноту и оттенок сладостей. Эфиры малотоксичные и считаются относительно безопасными. Они обладают расслабляющим, противовоспалительным, спазмолитическим, согревающим, ранозаживляющим, противогрибковым, антипаразитарным эффектами.
Согласно литературным данным ароматическое масло розмарина обладает в, частности, мощным активирующим действием на структуры головного мозга (Иванченко 1984; Николаевский, Зинькович, 1997; Diego, Jones, Field et.al., 1998; Солдатченко, Кащенко, Пидаев, 2002) и улучшает работу зрительного анализатора (Иванченко, 1984). Возможно, это обусловлено особенностью химического состава розмаринового масла (табл.
1). Согласно данным литературы, 1,8 - цинеол, входящий в состав розмарина, обладает антиоксидантной и антихолинэстеразной активностью (Perry, Houghton et.al., 2001). Кроме того, считают, что 1,8-цинеол является неконкурентным обратимым ингибитором ацетихолинэстеразы (IC50=0,67 mM) (Perry, Nicolette, et.al., 2000). Борнеол взаимодействует с ГАМК (А) рецепторами нейронов головного мозга и в высоких концентрациях активирует ГАМК(А) рецепторы (cd,j31). Установлено, что борнеол не взаимодействует с бензодиазепиновым сайтом ГАМК (А) рецептора (Granger, Campbell, Johnston, 2005). Борнеол может вызывать повышение уровня 5-гидрокситриптамина в гиппокампе крыс (Li, Yao, Mi, Wang, 2004). Борнеол уменьшает секрецию норадреналина, индуцируемую ацетилхолином при стимуляции Н-холинорецепторов, его рассматривают как неконкурентный ингибитор Н-холинорецепторов.
Ароматическое масло мелиссы обладает тормозным действием на структуры головного мозга, сходным с действием валерианы (Иванченко 1984; Николаевский, Зинькович, 1996 Солдатченко, Кащенко, Пидаев, 2002; Kennedy, Little, Haskell, Scholey, 2006). Релаксирующий эффект мелиссы возможно связан с ее особенностями химического строения (табл. 2).
Гераниаль, входящий в состав ароматического масла мелиссы, обладает седативним эффектом (Perry , Houghton, et.al., 2001). Цитронеллаль обладает антисептическим, гипотензивным, седативным действиями (British Herbal Pharmacopoeia, 1996)
Известно немало классификаций запахов, основанных на интроспекции и субъективных ощущениях, но принципиальная проблема заключается в том, чтобы выделить несколько фундаментальных, первичных запахов, при смешении которых возникает 10000 или более сложных ароматов, воспринимаемых обонятельной системой человека (Шиффман, 2003). Существуют различные классификации запахов, в которых предусматривается выделение классов пахучих веществ (эфирный, ванильный, ароматический, пригорелый, чесночный и т. д.). Е. Гольц (1935) разделил пахучие вещества на три основные группы: 1) воздействующие исключительно на обонятельный нерв; 2) раздражающие как обонятельный, так и тройничный нерв; 3) действующие на обонятельный, тройничный и вкусовой рецепторы. Примерно такой схемы придерживался и С. М. Компанеец (1949). К первой группе относят валериану, лавандовое масло, молотый кофе, воду горького миндаля, душистый перец, ко второй -нашатырный спирт, ацетон, метиловый спирт, молотый красный перец, к третьей группе - уксусную кислоту, йодоформ, бензол.
Одна из попыток классификации запахов основана на использовании геометрической фигуры - так называемой призме запахов, или призме Хеннинга. Шесть углов призмы соответствуют шести первичным запахам: цветочному, гнилостному, эфирному (фруктовому), пряному, а также запахам горелого и резины.
Обонятельные ощущения могут быть разбиты на группы на основе определенного сходства, т. е. можно выделить классы или качества запаха. Различными авторами предложено множество вариантов классификаций запахов. Так, Д. Рэдфорд предлагает различать последние по тонам и по сопоставлению их с другими запахами:
Верхний тон (первое характерное впечатление). Запахи острые, быстро исчезают, длительность не более 20—30 минут (бергамотовое, эвкалиптовое, чайное, лимонное).
Средний тон. Характеризует сущность букета и полностью развивается между 1 и 2 часами, иногда дольше. Сохраняется в течение одного или двух дней (ромашковое, фенхелевое, гераниевое).
Нижний тон. По характеру самый тяжелый, дает аромату стойкость и уходит последним (ладанное, сандаловое, иланг-иланговое).
Спектральные характеристики ЭЭГ у розмаринкорректируемых и розмаринонекорректируемых обследуемых
С использованием F - критерия было проведено сравнение электрограмм РК и РНК испытуемых.
Результаты двухфакторного анализа для группы РК обследуемых показали, что достоверное изменение мощности наблюдалось только для тета-, альфа-, бетаї- и бета2-активностей при выполнение модельной нагрузки. Для дельта-активности достоверных изменений спектральных характеристик мощности ЭЭГ не было обнаружено (табл.15).
Двухфакторный анализ показал, что для розмаринонекорректируемых обследуемых достоверных изменений SxO при совместном действии факторов не наблюдалось, лишь только в диапазоне тета- и альфа-активности появился тренд (табл.16).
В таблицах 17-20 приведены этапы работы испытуемых, отведения и действующие сенсорные раздражители, для которых были обнаружены статистически достоверные различия. Анализ спектров мощности РК испытуемых показал, что второй этап работы был связан с изменением наибольшей выраженности активности в левом полушарии мозга. Левое полушарие доминировало в обработке вербальных сигналов. Состояние снижение работы сопровождалось повышением мощности частотного диапазона - дельта в лобных отведениях.
Использование в качестве дополнительного сенсорного притока аудиовоздействия приводило к достоверным изменения мощности тета-, активности для группы РК и РНК испытуемых. Мощность тета-активности изменялась в отведениях СЗ, С4, F3, F4, 02, РЗ, Р4, ТЗ, Т4.
В начале внесения розмарина в экспериментальную среду достоверно изменяется мощность тета-активность, в отведениях С4, Cz, F3, 01, 02, Pz, в середине - в отведениях СЗ, С4, F3, F4, Т4. К концу экспериментальной серии с вовлечением запаха розмарина наблюдали увеличение мощности тета-ритма у РК группы испытуемых в отведениях F3, F4, Т4.
Последействие аромата розмарина приводило к следующим перестройкам мощности тета-ритма ЭЭГ у группы РНК и РК испытуемых. В начале серии происходило достоверное изменение мощности тета-активности в отведениях центральных, лобных, 02, Pz, ТЗ, Т4; в середине - в отведениях Р4, ТЗ; в конце - в отведениях СЗ, С4, F3, F4, ТЗ, Т4. В таблице 16 представлены достоверные изменения мощности альфа-активности при внесении в экспериментальную среду сенсорных факторов (аудиовоздействие, одоранты). Аудиовоздействие приводило к достоверным изменениям мощности альфа-активности в отведениях СЗ, С4, F3, F4, ТЗ, Т4.
В начале предъявления розмарина достоверно изменялась мощность альфа-активности в отведениях СЗ, F3, F4, ТЗ, Т4. В середине экспериментальной серии с розмарином в группах РК и РНК испытуемых наблюдались изменения альфа-активности в отведениях F3, F4. После выведения из экспериментальной среды аромата розмарина происходило увеличение мощности альфа-активности в отведениях СЗ, С4, F3, F4, РЗ, ТЗ, Т4. Изменения мощности бета 1-активности в процессе воздействия сенсорной информации иной модальности представлены в таблице 19. В середине экспериментальной серии с розмарином в группах РК и РНК испытуемых наблюдались изменения мощности бета 1-активности в отведениях СЗ, С4, F3, F4, ТЗ, Т4.
К концу экспериментальной серии с запахом розмарина наблюдали, увеличение мощности бета 1-активность была выше у экстравертов с низким уровнем тревожности практически во всех исследуемых зонах коры мозга.
Выведение аромата розмарина из экспериментальной среды приводило в начале к изменению мощности бета 1-диапазона в F3, F4, ТЗ отведениях. В середине экспериментальной серии происходило достоверное изменение мощности этого ритма в отведениях СЗ, С4, F3, F4, 01, 02, РЗ, Р4, ТЗ, Т4. В конце этой экспериментальной серии наблюдали изменение мощности бетаї - активности в отведениях СЗ, С4, F3, F4, ТЗ, Т4.
Изменения мощности бета2-активности в течении экспериментальной серии представлены в таблице 20. Аудиовоздействие не привело к достоверным изменениям мощности бета 2 -диапазона.
В начале предъявления розмарина достоверно изменялась мощность бета2-активности в отведениях С4, Pz, ТЗ, Т4, а в середине серии - в отведениях СЗ, С4, F4.
После удаления аромата розмарина происходило снижение мощности бета2-активности в отведении F4 в начале обследования, а в середине - в отведениях СЗ, С4, F3, F4, 01, 02, РЗ, Р4, Pz, ТЗ, Т4.
Следовательно аудиовоздействие приводило к кратковременному и незначительному улучшению эффективности деятельности РК испытуемых, которое сопровождалось увеличением максимальной выраженности мощности тета-, альфа-активности в лобных зонах мозга. Аромакоррекция розмарином приводила к улучшению эффективности деятельности РК группы испытуемых. Воздействие аромата розмарина приводило к повышению мощности активности в тета- и бетаї-, бета2-диапазоне. После выведения аромата розмарина из экспериментальной среды происходило возвращение показателей ЭЭГ к состоянию оптимальной работы.
Спектральный анализ биоэлектрической активности мозга у РК (рис. 6) и РНК (рис. 7) испытуемых также выявил определенные различия между ними. Рисунок 7. Средние значение мощности РНК испытуемых в процессе выполнения модельной нагрузки Обозначения как на рисунке 6.
Сравнение активности в тета-диапазоне ЭЭГ показала, что тета активность в 1 серии была лучше выражена у РК испытуемых по сравнению с РНК на всех этапах. При этом в левом полушарии у РК испытуемых различия на всех трех этапах отсутствовали, а на третьем этапе наблюдалось существенное снижение мощности тета-активности в правой гемисфере. Для РНК испытуемых наблюдалось достоверное увеличение мощности тета-активности на 2 стадии, с последующим снижением на 3-ей, что также приводило к преобладанию тета-активности в левом полушарии, но к менее значительному, чем у РК. При действии шума и розмарина наблюдались сходные тенденции изменений тета-активности для РК испытуемых, что также приводило к доминированию левой гемисферы. Для РНК испытуемых аналогичные изменения наблюдались при действии шума, но они были меньше выражены по сравнению с РК испытуемыми. Действие розмарина не приводило к существенным изменениям мощности тета-активности у РНК испытуемых. Запах мелиссы существенно увеличивал мощность тета-активности у РК на 3 стадии, особенно в правом полушарии, что приводило к ее симметризации. Для РНК испытуемых наблюдалась волнообразная динамика спектральной мощности тета-активности от этапа к этапу, которая преобладала в левом полушарии.
Наиболее четкая динамика изменений в пределах 1-3 стадий для всех четырех экспериментальных серий наблюдалась для альфа-активности, которая имела существенные различия для РК и РНК испытуемых. У РК испытуемых для 1-ой, 3-ей и 4-ой серии наблюдался плавный от этапа к этапу рост выраженности альфа-активности, который был максимальным при действии мелиссы. При дополнительном аудиовоздействии наблюдалась противоположная картина - максимальное увеличение альфа-активности на 1 стадии с монотонным ее уменьшением к 3 стадии. У РНК испытуемых на 1 стадии 1-й экспериментальной серии регистрировалась достоверно меньшая мощность альфа-активности по сравнению с РК испытуемыми, которая повышалась и была стабильной на 2-ой и 3-ей стадиях. Аналогичные изменения возникали при действии розмарина. Применение звукового дополнительного воздействия и последействие от розмарина приводило к противоположным изменениям, заключавшимся в активации альфа-активности, которая понижалась и была стабильной на 2-ой и 3-ей стадии.
Электроэнцефалографические показатели оптимальной работы обследуемых
В состоянии оптимальной работы эффективная деятельность РК испытуемых по сравнению с состоянием ГО была связана с увеличением уровня активации генераторов тета-, альфа-, бетаї- и бета2-активности ЭЭГ.
В условиях оптимальной деятельности наблюдалось увеличение мощности тета-активности. Предполагается, что генератором тета-активности является диффузная тета-система, включающая структуры гиппокампа, таламуса, поясную извилину, ассоциативные лобные и теменные зоны коры головного мозга. Эти структуры играют определенную роль в регуляции целенаправленного внимания (Demiralf, Bazar-Eroglu et.al., 1994) и входят в морфофункциональный субстрат эмоций (Судаков, 1998). Можно предположить, что полученное в настоящей работе усиление тета-активности в лобных, височных и теменных отведениях левого полушария связано с активацией механизмов произвольного внимания и речевого распознавания, которые локализованы, как правило, в левой гемисфере (Klimesch, 1999; Kornhuber, Lang et.al., 1990; Lang et.al., 1987; Умрюхин, Джебраилова, Коробейникова, 2004), а активация правой зрительной зоны доминирование правой гемисферы в механизмах зрительного распознавания (Брагина, Доброхотова, 1994, 2003). В литературе существует мнение, что распространение возбуждения протекает с помощью «бегущей волны»-от левых передних областей к правым задним зонам (Белов, Колодяжный и др., 2004). По В.Л. Бианки (1989), в проекционных областях (затылок) правое полушарие получает большую транскаллозальную и восходящую афферентацию, чем левое. Для правого полушария в затылочных областях характерна большая конвергенция и дивергенция связей, чем для левого, т.е. возбуждение, поступающее в задние области правого полушария, более широко распространяется по его внутрикортикальным путям, чем это имеет место в симметричной области левого полушария. Обратная картина наблюдается в ассоциативных областях (в лобных). Левое полушарие получает более мощный поток возбуждения по внутрикортикальным и восходящим путям, чем правое. Кроме того, дивергенция-конвергенция в левой лобной области более сильно выражена, чем в правой.
На фоне активации этих структур в диапазоне тета-активности происходило одновременное снижение КОГ между затылочной областью и лобными и височными отведениями в левом полушарии, что может свидетельствовать, о включении асинхронных последовательных процессов обработки информации в данных областях, которые отсутствовали в состоянии ГО (Коган, 1967; Аминев, Окунева, 1976; Тамбиев, Власкина, Медведев, 1989), а повышение КОГ между симметричными затылочными отведениями - об усилении межполушарного взаимодействия при синхронной параллельной обработке зрительной информации (Berkhout, Walter, 1980; Кирой, 1982).
Увеличение альфа активности в ЭЭГ свидетельствует об усилении синхронизированных влияний на кору со стороны таламических структур. В настоящее время показано, что генераторы альфа-активности диффузно распределены в стволе мозга, мозжечке, таламусе, лимбической системе, сенсорной ассоциативной и двигательной коре (Basar, Schurmann et.al., 1997) и их активация отражает снижение уровня функционирования коры (Павлова, 1969; Николаев, Иваницкий и др., 1988; Свидерская, 1993), развитие монотонии (Королькова, Васильев и др., 1981; Кирой, 1998; Асланян, 2002). Кроме того, в литературе существует точка зрения, что альфа-ритм появляется в результате физической интерференции электрических колебаний от одного или нескольких компактных генераторов (Joseph et.al., 1969; Williamson et.al., 1997; Шевелев, Барк и др., 2001)
Альфа-диапазон ЭЭГ активировался во всех отведениях правого полушария, что может свидетельствовать о преобладании левого полушария в реализации предъявляемой испытуемым тестовой процедуры (Белов, Колодяжный и др., 2004).
Снижение КОГ в диапазоне альфа-активности, регистрируемой в правом полушарии, отражает распад таламо-кортикальных связей (Davidson, et.al., 1990), характерных для состояния ГО, что вероятно, связано с реорганизацией характера взаимосвязей структур мозга (Кирой, Асланян, 2005).
Бета 1-активность в состояние оптимальной работы увеличивалась в передних зонах преимущественно правого полушария, что может быть результатом десинхронизации альфа-ритма (Ройтбак, 1969; Беритов, 1969). Бета 1-активность имеет отношение к широкому кругу когнитивных процессов (Николаев, 1994; Fernandez et.al., 1995). По данным Умрюхина с соавторами (2004) увеличение в ЭЭГ мощности бета 1-активности может являться отражением более выраженного влияния на кору со стороны ретикулярных структур. Рост бета 1-активности возможно связан с усилением зрительного пространственного внимания и точностью его фокусировки (Wrobel, 2000), а также с повышением уровня «психического напряжения» (Крупнов, 1970; Фарбер, Кирпечев, 1985).
В диапазоне бета 1-активности изменения КОГ были связаны со снижением ее в «треугольнике», вершинами которого были лобная, височная и затылочная области коры. Эти области коры, согласно литературным данным связаны с вентральным и дорзальным путями опознания зрительной информации (Kastner, Ungerleider; 2000; Костандов, Курова и др., 2005). Первый путь называется вентральным или окципито-темпоральным, его функции: идентификации объектов, определение формы, цвета, текстуры изображения (Mishkin, Lewis, Ungerleider, 1982; Ungerleider, Gaffan, Pelak, 1989). Второй путь - дорзальный или окципито-париетальный связан с оценкой пространственных отношений между объектами, с перемещением объектов в пространстве, скоростью движения и направлением движения стимула (Murasugi, Salzman, Newsome, 1993; Shadlen, Britten, Newsome, Movshon, 1996). Изменение спектров мощности, а также уровня когерентности в окципито-темпоральных отведениях в процессе выполнения модельной нагрузки, видимо, связано со спецификой деятельности. Вероятно, в представленном исследовании изменениям, происходящим в вентральном пути, по показателям КОГ могут соответствовать связи между височными и затылочными (ТЗ-01, Т4-02) отведениями, а изменениям спектров мощности - в височных и затылочных зонах. Дорзальному пути, вероятно, соответствуют изменения уровня КОГ между отведениями - РЗ-01, Р4-02 и спектров мощности в теменных и затылочных зонах. Так как наша экспериментальная среда включала нагрузку на зрительный и двигательный анализатор и требовала высокого уровня произвольного внимания, то логично предположить высокую заинтересованность лобных и центральных зон при выполнении информационной нагрузки. Подтверждением этого являются изменения мощности бетаї активности в височной и лобной зонах, и уровня КОГ между ними.
