Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Особенности церебральных функций лиц женского пола (обзор литературы) .13-39
1.1. Половые различия нейродинамических параметров человека 13-23
1.2. Церебральные свойства женщин в зависимости от фазы овариально-менструального цикла .23-30
1.3. Нейрофизиологические особенности женского организма на разных стадиях онтогенеза 30-39
Глава 2. Организация и методы исследования... 40-49
2.1. Организация исследования 40-43
2.2. Контингент обследуемых .43-45
2.3. Э лектроэнцефалография 45-48
2.4. Методы математической и статистической обработки результатов исследования .48-49
Глава 3. Хронофизиологическая специфика изменений ээг лиц женского пола на разных стадиях репродуктивного возраста .50-113
3.1. Возрастные изменения нейродинамических параметров женщин от 15 до 45 лет без учета стадий ОМЦ 50-79
3.1.1. Амплитудный анализ ЭЭГ .50-57
3.1.2. Спектрально-частотный анализ ЭЭГ .58-79
3.2. Возрастные изменения нейродинамических параметров женщин от 15 до 45 лет с учетом стадий ОМЦ .79-109
3.2.1. Динамика ЭЭГ лиц женского пола в течение ОМЦ 79-97
3.2.1.1. Амплитудный анализ ЭЭГ 79-84
3.2.1.2. Спектрально-частотный анализ ЭЭГ 84-97
3.2.2. Онтогенетическая динамика ЭЭГ лиц женского пола с 15 до 45 лет на разных стадиях ОМЦ 97-115
3.2.2.1. Амплитудный анализ ЭЭГ 97-102
3.2.2.2. Спектрально-частотный анализ ЭЭГ .102-115
Глава 4. Обсуждение результатов исследования...115-126
Заключение 127
Выводы .128-129 Список литературы
- Церебральные свойства женщин в зависимости от фазы овариально-менструального цикла
- лектроэнцефалография
- Возрастные изменения нейродинамических параметров женщин от 15 до 45 лет с учетом стадий ОМЦ
- Онтогенетическая динамика ЭЭГ лиц женского пола с 15 до 45 лет на разных стадиях ОМЦ
Церебральные свойства женщин в зависимости от фазы овариально-менструального цикла
В целях более глубокого понимания сути освещаемой проблемы рассмотрим в первую очередь вопрос о возможных причинах существования половых различий БЭАГМ. Предположительно, в основе их наличия, как и в основе существования межполового диморфизма в целом, лежит единая биологическая обусловленность, смысл которой наиболее подробно и обосновано, на наш взгляд, раскрывает теория Геодакяна В.А. (1965-2005). Данная теория связывает половой диморфизм с эволюционной потребностью в дифференцировке человеческой популяции на своего рода первичных «контактеров» с окружающей средой, через которых в человеческой популяции приобретаются новые признаки, и в «хранителях» этих признаков. Такое разделение, по мнению исследователя, способствует повышению эволюционной эффективности и экономичности. Роль «контактеров» выполняют мужчины - либо гибнущие при столкновении с новыми условиями окружающей среды, либо приобретающие в ответ на их влияние новые филогенетические признаки, позже закрепляющиеся на генетическом уровне и передающиеся женщинам, выполняющим функцию их хранения.
Реализации мужчинами своего эволюционного предназначения способствует их восприимчивость к меняющимся условиям внешней среды, связанная с относительно узкой нормой реакцией, онтогенетической ригидностью, определенными психологическими особенностями (агрессивность, любознательность и др.), повышенным уровнем мутаций (возникающим в связи с частым делением при сперматогенезе), а также широкой фенотипической дисперсией. В свою очередь эволюционная роль женщин связана с наличием у них противоположных черт: онтогенетической пластичности, широкой нормы реакции, меньшей фенотипической дисперсии и др.
Учитывая, что данная теория претендует на универсальность, мы сочли возможным гипотетически отнести некоторые ее положения к исследуемой проблеме, тем более, что нервная система играет первостепенную роль в установлении контакта между организмом и внешней средой. Так, согласно одному из таких принципов, эволюционируют те признаки, в популяции по которым наблюдается генетический половой диморфизм (Геодакян В.А., 1965). Тогда уже само наличие различий в показателях БЭАГМ мужчин и женщин, можно считать отражением прогрессивного развития ЦНС человека в филогенезе. При этом, если основываться на сформулированное Геодакяном В.А. филогенетическое правило, можно предположить, что такое развитие идет по направлению от женской к мужской форме БЭАГМ. Такая филогенетическая гетерохрония в приобретении новых признаков, по мнению упомянутого автора, объясняется тем, что лица женского пола имеют определенный запас прочности, обусловленный широтой их нормы реакции, а также другими механизмами защиты, позволяющими в течение более длительного филогенетического промежутка, чем у лиц мужского пола, обходиться в меняющихся условиях без новых приспособительных характеристик. Разумно предположить, что такие механизмы защиты имеют место и в организации ЦНС лиц женского пола и проявляются в микроритмической активности. По всей видимости, и существование данных механизмов у женщин, и более раннее приобретение мужчинами в филогенезе приспособительных к меняющимся условиям внешней среды качеств являются тем фундаментом полового диморфизма нервной системы (как, вероятно, и других систем), на который наслаиваются уже другие факторы (например, более древний - гормональный), усиливающие нейродинамические различия. Последние успешно регистрируется различными неинвазивными методами исследования БЭАГМ, самым распространенным из которых является метод электроэнцефалографии. С помощью данного метода собран достаточно обширный фактический материал, подтверждающий влияние фактора пола на биоэлектрические показатели активности головного мозга.
Однако встречающиеся в научной литературе сведения зачастую явно противоречат друг другу либо несопоставимыми ввиду исследования различными авторами лишь отдельных компонентов ЭЭГ, а также их различных параметров без взаимосвязи в целом. Помимо этого, в последнее время наметилась тенденция к сдвигу научного интереса в сторону изучения особенностей ЭЭГ человека под воздействием различного рода функциональных проб (Дерягина Л.Е., 2010; Моренко А.Г., Павлович О.С., 2010; Вольф Н.В. с соавт., 2003, 2004, 2009; Тарасова И.В. с соавт., 2005; Тарасова И.В., 2009; Кручинина О.В. с соавт., 2010; О.В. Лаврова, В.Ф. Пятин, 2000; Разумникова О.М. с соавт., 2002, 2004-2006, 2009), что способствовало вытеснению на второй план исследование фоновых характеристик ЭЭГ. Бесспорно, такой подход важен для понимания когнитивных стратегий динамической организации биоэлектрической структуры мужского и женского мозга, обеспечивающих наибольшую эффективность определенных видов умственной деятельности вопреки исходно существующим биологическим различиям (Разумникова О.М. с соавт. 2009), но, вместе с тем, он отдаляет ученых от понимания глубинных основ системной деятельности электрогенеза головного мозга. В подтверждение этого приведем доводы некоторых авторитетных ученых. Так, согласно Шаповальникову А.Н., Цицерошину М.Н. (2007), именно фоновая структура пространственных соотношений активности ЭЭГ отражает системные свойства коры как пространственно-целостного образования, упорядоченная динамическая организация биоэлектрической активности которого способствует протеканию в разных функциональных состояниях информационных неокортикальных процессов.
лектроэнцефалография
Работа проводилась на базе научно-исследовательской лаборатории биомедицины Северо-Кавказского федерального университета (зав. клинический нейрофизиолог, д-р биол. наук, проф. Водолажская М.Г.). Исследование проходило в соответствии с требованиями биомедицинской этики и не противоречило Хельсинкской декларации о правах человека.
Запись электроэнцефалограммы (ЭЭГ) 85 испытуемых проходила в одно и то же время суток, с 10-00 ч. Обследуемый садился в удобное мягкое кресло с подставками для рук и ног, а также с высокой спинкой. Сопоставление 65-и показателей ЭЭГ 55 женщин (схема) проводилось с учетом следующих факторов:
На первом этапе исследования с помощью различных методов анализа (корреляционного, аппроксимационного, нейрокартирования, t-критерия Стьюдента) отдельно женской и мужской групп изучались изменения показателей ЭЭГ под влиянием возрастного фактора. В этих целях для каждой из гендерных групп был составлен вариационный онтогенетический ряд, включающий расположенные в порядке увеличения значения возраста испытуемых, выраженные в месяцах. Корреляционный анализ проводился между данным рядом и множеством нейродинамических вариационных рядов, каждый из которых состоял из совокупности значений конкретного параметра ЭЭГ, зарегистрированной в строго определенном отведении. При этом каждое такое значение ЭЭГ соответствовало определенному значению возраста в онтогенетическом вариационном ряду. Так устанавливалось наличие либо отсутствие статистически значимых корреляционных связей, выявлялась направленность динамики (знак корреляций) исследуемых параметров (амплитуды, мощности, частоты, индекса) всех исследуемых ритмов ЭЭГ в восходящем онтогенезе от 16 (конец полового созревания) до 45 лет (начало климактерического периода), оценивалась величина R, степень корреляций. Аппроксиммационный анализ уточнял характер зависимости нейродинамикческих величин ЭЭГ представителей обеих гендерных групп от возраста.
Мужская группа введена в исследование в качестве группы сравнения, менее подверженной влиянию гормонального фактора месячной периодичности, для объективизации хронобиологической специфики ЭЭГ женского пола. Кроме того, с помощью t-критерия Стьюдента относительно каждого исследуемого ритма ЭЭГ по каждому отведению проведено сравнение абсолютных значений всех исследуемых нейродинамических параметров младших возрастных групп со значениями аналогичных параметров более старших возрастных подгрупп, входящих в рассматриваемый онтогенетический интервал 16 (для лиц мужского пола 17) – 45 лет. Так, на основе классификации ВОЗ (1963 г.) с учетом новой классификации ВОЗ (2010), сопоставлению абсолютных величин параметров ЭЭГ в пределах одного пола подвергались юношеская группы (16 (17 – для лиц мужского пола) – 21 (22-для лиц мужского пола) года) и группы молодых взрослых (21 (22) - 45 лет), а также группы ранней зрелости (21 (22 – для лиц мужского пола) -35 лет) и группы поздней зрелости (36-45 лет).
На втором этапе работы аналогично исследовалась зависимость электроэнцефалографических параметров лиц женского пола от срока ОМЦ. Особенности методики анализа данного этапа исследования заключались в том, что были составлены 2 вариационных ряда, включающие расположенные в порядке возрастания значения срока ОМЦ (в днях), рассчитывающеся согласно данным о начале цикла и полученные в ходе протоколируемого опроса испытуемого. Так, первый ряд соответствовал значениям дней доовуляторного периода ОМЦ (1-14 день), а второй – значениям постовуляторного периода ОМЦ (15-28 день). Целесообразность разбиения ОМЦ на две основные группы обусловлена данными, имеющимися в литературе, указывающими на наличие основных различий между показателями БЭАГМ, зарегистрированными в период от конца ОМЦ до овуляции и значениями БЭАГМ, зафиксированными в период после овуляции к концу лютеиновой стадии ОМЦ (Базанова О.М., 2010). Поэтому условно период, предшествующий овуляции был назван «доовуляторным», а период, следующий за овуляцией – «постовуляторным».
На третьем этапе работы исследование ЭЭГ лиц женского пола проводилось с учетом сочетанного влияния фактора возраста и стадии ОМЦ. Для этого была сформирована экспериментальная группа, включающая лиц женского пола 16-45 лет, регистрация ЭЭГ которых происходила в доовуляторный период ОМЦ (5-10 день), а также экспериментальная группа, включающая лиц женского пола 16-45 лет, находящихся в момент исследования на постовуляторных стадиях ОМЦ (21-26 день). Для каждой группы были сформированы онтогенетические возрастные ряды и соответствующие им нейродинамические ряды по каждому отведению, состоящие из значений различных параметров ЭЭГ всех исследуемых ритмов.
На основе сравнения полученных результатов отдельных этапов исследования определялась специфика динамики ЭЭГ лиц женского пола в динамике от начала к концу репродуктивного периода онтогенеза.
Возрастные изменения нейродинамических параметров женщин от 15 до 45 лет с учетом стадий ОМЦ
Такая частотная динамика спектра альфа ритма ЭЭГ лиц женского пола отмечалась в виде отрицательных корреляций в центрально-височно-теменных отведениях скальпа. По параметру доминирующей частоты она регистрировалась в левом центральном (С3А1), в левом височном (Т3А1) и в правом теменном отведении (Р4А2), а по параметру средней частоты – в правом центральном (С4А2) и в правом переднем височном (Т4А2) отведениях (табл.52). Статистически значимых изменений в более короткие промежутки исследуемого периода онтогенеза t-критерий Стьюдента не выявил.
В спектре бета Н ритма статистически достоверных изменений частоты ЭЭГ с возрастом не выявилось ни с помощью корреляционного анализа, ни с помощью t-критерия Стьюдента. В то же время в высокочастотной полосе спектра бета ритма ЭЭГ отмечалось эпизодическое разнонаправленное в различные периоды онтогенеза изменение абсолютных частотных величин ЭЭГ с возрастом, регистрирующееся в разных областях скальпа. Например, доминирующая частота спектра бета В ритма ЭЭГ от юношеского периода к периоду молодого взрослого возраста повышалась в переднем левом височном отведении (Т3А1) (табл. 64), а от периода ранней зрелости к периоду поздней зрелости в центральном теменном отведении (PzA1), напротив, снижалась (табл. 65).
В течение репродуктивного периода онтогенеза лиц женского пола обнаружилось изменение индекса всех, за исключением спектра дельта ритма, исследуемых диапазонов ЭЭГ. Так, индексы спектров тета и альфа ритмов ЭЭГ снижались в относительно короткие возрастные промежутки репродуктивного периода онтогенеза, а индексы бета В и бета Н ритмов ЭЭГ, напротив, повышались с возрастом. При этом только рост индекса спектра бета Н ритма регистрировался на протяжении всего исследуемого возрастного периода – от 16 до 45 лет.
Так, индекс тета ритма ЭЭГ снижался только при переходе от ранней зрелости к поздней зрелости в заднем правом лобном отведении (F8A2) (табл. 51). Уменьшение индекса альфа ритма ЭЭГ происходило при переходе от юношеского периода к периоду молодого взрослого возраста в правом теменном (Р4А2) и правом височном (Т6А2) отведениях (табл. 55). Линейный рост индекса бета Н ритма ЭЭГ от 16 к 45 годам отмечался в виде слабых корреляций в правом центральном (C4A2), центральном теменном (PzA2), заднем правом височном (T6A2), правом теменном (Р4A2) и заднем левом лобном (F7A1) отведениях скальпа (табл. 56). Т-критерий Стьюдента установил повышение индекса бета Н ритма лишь в левом заднем лобном отведении (F7A1) и лишь при переходе от ранней зрелости к поздней зрелости. В этом же отведении обнаружилось повышение индекса бета В ритма ЭЭГ при переходе от юношества к периоду молодого взрослого возраста (табл. 66).
У лиц мужского пола в линейной динамике ЭЭГ, установленной корреляционным анализом от 17 до 45 лет, обнаруживались разнонаправленные тенденции изменения амплитуды и мощности ЭЭГ с возрастом. Так, уже без учета спектров отдельных ритмов ЭЭГ в правом переднем височном отведении (Т4А2) выявились две положительные корреляции, указывающие на повышение средней и максимальной мощности ЭЭГ от 17 к 45 годам, а в центральном теменном отведении (PzA1), напротив, выявилась отрицательная корреляция, свидетельствующая о постепенном снижении полной мощности ЭЭГ в этот же период (табл.14).
С учетом отдельных спектральных диапазонов ЭЭГ линейные изменения амплитудных и мощностных характеристик лиц мужского пола от 17 к 45 годам, в отличие от таких изменений лиц женского пола, обнаружились только в двух спектральных диапазонах ЭЭГ: снижение амплитуды и мощности ЭЭГ мужчин отмечалась лишь в спектре основного ритма ЭЭГ, а постепенное повышение значений данных параметров - только в спектре бета В ритма ЭЭГ.
Регрессивные линейные изменения, установленные в спектре альфа ритма ЭЭГ, наблюдались в виде отрицательных корреляций по полной, средней, максимальной мощности, а также по полной и средней амплитуде ЭЭГ в правом теменном (Р4А2), в правом заднем височном (Т6А2) и в левом затылочном (О1А1) отведениях задней области скальпа (табл. 17).
При этом единичных центрально-лобно-височных отведениях левого полушария t-критерий Стьюдента, напротив, обнаружил повышение амплитуды и мощности спектра основного ритма ЭЭГ лиц мужского пола, наблюдающееся, однако, лишь при переходе от юношества к периоду молодого взрослого возраста. Такая динамика проявлялась в виде более высоких абсолютных величин полной и средней амплитуды, а также средней мощности ЭЭГ в старшей мужской группе по сравнению с младшей мужской группой (табл. 30). Например, в левом центральном и левом переднем теменном отведениях скальпа средняя мощность спектра альфа ритма ЭЭГ увеличивалась с таких: С3А1 (0,98±0,13), Т3А1 (0,48±0,07) до таких значений: С3А1 (2,14±0,46), Т3А1 (1,05±0,22). Изменений амплитудных и мощностных параметров от периода ранней зрелости к периоду поздней зрелости t-критерий Стьюдента не установил.
Прогрессивные линейные изменения амплитуды и мощности ЭЭГ спектра бета В ритма ЭЭГ лиц мужского пола от 17 до 45 лет обнаружились в виде положительных корреляционных связей в передней области левого полушария по полной, средней мощности, а также по максимальной, полной и средней амплитуды в левом теменном (РЗА1), в двух задних левых лобных (F7A1, F3A1), в переднем левом лобном (Fp1A1) и в переднем (Т5А1) и заднем (Т3А1) левых височных (табл. 19) отведениях скальпа. Т-критерий Стьюдента подтвердил такие результаты более высокими значениями полной, средней и максимальной амплитуды, а также полной, средней и максимальной мощности у молодых взрослых мужчин по сравнению с юношами в левом центральном (С3А1), переднем и заднем левых височных (Т3А1, Т5А1), левом заднем лобном (F3A1) и центральном заднем лобном (FzA1) отведениях (табл. 34, 35), а также большими абсолютными величинами полной амплитуды лиц мужского пола поздней зрелости по сравнению с лицами ранней зрелости в левом переднем височном отведении (Т3А1) (табл. 37).
Онтогенетическая динамика ЭЭГ лиц женского пола с 15 до 45 лет на разных стадиях ОМЦ
При первичном корреляционном анализе, проведенном без учета отдельных ритмов между значениями срока ОМЦ в днях (отдельно доовуляторной стадии ОМЦ и отдельно постовуляторной стадии ОМЦ), выстроенными в порядке возрастания, и соответствующими им амплитудными значениями ЭЭГ, обнаружилось относительно небольшое число заметных и выраженных корреляционных связей (табл. 67, 68). Все связи, установленные в доовуляторный период, являлись отрицательными и указывали на снижение от начала ОМЦ к овуляции в переднем височном отведении максимальной амплитуды T4A2 (R=-0,51, P 0,05), а в правом заднем лобном отведении F8A2 (R=-0,41, P 0,05) – средней амплитуды ЭЭГ (табл. 67). В свою очередь связи, установленные в постовуляторный период ОМЦ, напротив, являлись положительными и свидетельствовали о постепенном повышении амплитуды ЭЭГ от овуляции к завершению ОМЦ.
По показателю максимальной амплитуды ЭЭГ такая динамика обнаруживалась в правом и левом передних лобных Fp2A2 (R=0,49, P 0,05), Fp1A1 (R=0,41, P 0,05), а также в правом и центральном теменных P4A2 (R=0,53, P 0,05), PzA1 (R=0,4, P 0,05) отведениях, а по показателю средней амплитуды – в правом переднем лобном Fp2A2 (R=0,44, P 0,05) и правом теменном P4A2 (R=0,45, P 0,05) отведениях (табл. 67, 68).
При корреляционном анализе, проведенном по каждому в отдельности ритму ЭЭГ (рис. 6), наибольшее число корреляций было установлено для бета Н ритма ЭЭГ (22 случая), что указывало на наибольшие масштабы изменения его амплитудных характеристик в течение ОМЦ. Немногим меньшее число таких корреляций было зафиксировано при анализе основного ритма ЭЭГ (16 случаев). Бета В ритм занимал в этом отношении промежуточное положение (6 случаев), а для медленных дельта и тета ритмов ЭЭГ выявилось всего по два случая статистически достоверных корреляций. В общей совокупности (по всем исследуемым ритмам ЭЭГ) статистически достоверные корреляции численно преобладали в правом полушарии (43 эпизода) и в меньшем количестве отмечались в левом полушарии (13 эпизодов).
Направленность установленных линейных изменений амплитудных значений отдельных ритмов ЭЭГ в доовуляторную и постовуляторную стадии цикла соответствовала результатам, полученным при первичном корреляционном анализе (без учета отдельных ритмов). Так, от начала ОМЦ к середине цикла в виде отрицательных корреляций было зафиксировано постепенное снижение амплитуды всех ритмов ЭЭГ, а от овуляции к концу ОМЦ, напротив, в виде положительных корреляций был выявлен постепенный рост амплитуды большинства ритмов ЭЭГ (за исключением тета и бета Н ритмов).
Рассмотрим полученные результаты более подробно. Снижение амплитуды от начала к завершению доовуляторного периода ОМЦ относительно дельта ритма ЭЭГ выявилось по показателю максимальной амплитуды в правом теменном отведении P4A2 (R=-0,44, P 0,05) (табл. 68), относительно тета ритма ЭЭГ – по показателям максимальной и средней амплитуды в правом переднем височном отведении (T4A2) (R=-0,43, P 0,05) (табл. 67, 68), а относительно альфа ритма ЭЭГ – по параметру максимальной амплитуды ЭЭГ в правом заднем височном отведении скальпа T6A2 (R=-0,78, P 0,05) (табл. 68).
Например, средняя амплитуда бета Н ритма ЭЭГ снижалась от начала к середине цикла практически по всей поверхности правого полушария мозга (в центральном затылочном OzA2 (R=-0,55, P 0,05), в центральном срединном CzA2 (R=-0,47, P 0,05), в правом центральном C4A2 (R=-0,52, P 0,05), правом переднем височном T4A2 (R=-0,43, P 0,05), в правом заднем височном T6A2 (R=-0,57, P 0,05) в правых задних лобных F8A2 (R=-0,6, P 0,05), F4A2 (R=-0,56, P 0,05) в правом переднем фронтальном Fp2A2(R=-0,47, P 0,05), а также в центральном переднем фронтальном FpzA2(R=-0,48, P 0,05) отведениях), а также в некоторых отведениях левого полушария, преимущественно сзади (в левом затылочном O1A1 (R=-0,51, P 0,05), в левом теменном Р3A1(R=-0,42, P 0,05), левом заднем височном T5A1(R=-0,4, P 0,05), а также в левом переднем лобном Fp1A1(R=-0,41, P 0,05) отведениях). Снижение амплитуды бета В ритма ЭЭГ от начала к завершению доовуляторной стадии ОМЦ наблюдалось по показателям максимальной и средней амплитуды ЭЭГ в единичных затылочных и задних височных отведениях скальпа (табл. 67, 68). Например, по максимальной амплитуде ЭЭГ такая динамика обнаруживалась в левом и центральном затылочных отведениях О1А1 (R=-0,47, P 0,05), OzA2 (R=-0,5, P 0,05), а также в левом заднем лобном отведении F8A2 (R=-0,45, P 0,05).
