Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Состояние проблемы 11
1.1 Мозговое обеспечение психической деятельности 11
1.2 Современные представления о мозговых механизмах когнитивной деятельности 30
Глава 2. Организация, методики и объем исследования 51
2.1 Организация исследования 51
2.2 Объем исследования 52
2.3 Методики исследования 53
2.3.1 Методики оценки психических процессов 53
2.3.2 Методики оценки психического состояния 56
2.3.3 Методики оценки психических свойств личности 57
2.3.4 Методики оценки физиологического уровня функционального состояния организма 57
2.3.5 Методики статистической обработки данных исследования 64
Глава 3. Результаты собственного исследования 67
3.1 Общие закономерности динамики электроэнцефалографического паттерна при выполнении когнитивной деятельности 69
3.2 Динамика локализации фокусов мозговой активности в высокочастотных диапазонах у испытуемых с высокой эффективностью когнитивной деятельности 90
3. 2. 1 Динамика локализации фокусов мозговой активности в фоновом состоянии 90
3. 2. 2 Динамика локализации фокусов мозговой активности при деятельности, связанной с вычислительными операциями 90
3. 2. 3 Динамика локализации фокусов мозговой активности при деятельности с преобладанием вербально-логического компонента 95
3. 2. 4 Динамика локализации фокусов мозговой активности при деятельности с преобладанием наглядно-образного компонента 100
3. 3 Динамика локализации фокусов мозговой активности в высокочастотных диапазонах у испытуемых с высокой эффективностью выполнения одного вида деятельности и низкой эффективностью выполнения двух других видов деятельности 106
3.3.1 Динамика локализации фокусов мозговой активности при успешном выполнении методики «Арифметический счет» 106
3. 3. 2 Динамика локализации фокусов мозговой активности при успешном выполнении методики «Вербальная память» 109
3.3.3 Динамика локализации фокусов мозговой активности при успешном выполнении методики на пространственно-образное воображение «Кубы» 112
3. 4 Динамика локализации фокусов мозговой активности в высокочастотных диапазонах у испытуемых с низкой эффективностью когнитивной деятельности 114
Заключение 116
Выводы 125
Практические рекомендации 126
Список литературы 127
Приложение 144
- Современные представления о мозговых механизмах когнитивной деятельности
- Методики оценки физиологического уровня функционального состояния организма
- Динамика локализации фокусов мозговой активности в высокочастотных диапазонах у испытуемых с высокой эффективностью когнитивной деятельности
- Динамика локализации фокусов мозговой активности в высокочастотных диапазонах у испытуемых с низкой эффективностью когнитивной деятельности
Введение к работе
коммуникационных структур и быстрым ростом объемов необходимых профессиональных знаний. В таких системах существенно изменяется специфика и характер трудовой деятельности человека, значительно увеличивается нагрузка, повышаются требования к его надежности и ответственности за принятие правильных решений. В свою очередь, это обстоятельство предъявляет новые требования к совершенствованию форм и методов обучения как начального, так и реализуемого в течение всей активной жизни современного человека [24].
Естественно, что в этих условиях настоятельной необходимостью становится более углубленное изучение всего спектра объективных показателей, и, в первую очередь, физиологических и психофизиологических, с помощью которых можно было бы контролировать, прогнозировать и при необходимости корректировать функциональное состояние организма человека.
Имеющиеся литературные данные свидетельствуют о том, что во второй половине XX века, особенно в 60 - 80-е годы, достигнуты значительные успехи в области изучения использования ЭЭГ- сигналов как показателей ФС мозга человека и животных и накоплен огромный фактический материал, послуживший основой ряда крупных теоретических обобщений [43, 1, 37, 51, 6, 27, 8, 26, 19].
Известно, что высокомотивированный обучающийся может поддерживать за счет своих внутренних функциональных резервов качество обучения или деятельности на достаточно высоком уровне в течение длительного времени. Однако возникающее при этом значительное ухудшение ФС мозга может оказаться чрезмерной ценой, которую
приходится «платить» за это качество, так что, в конечном итоге, весьма вероятным становится либо непрогнозируемый срыв деятельности, либо накопление негативных последствий, также снижающих эффективность обучения и надежность деятельности [83]. С другой стороны, в настоящее время общепринятым является представление о том, что динамика таких процессов, как внимание, память, мышление и т.д., определяющих качество профессиональной деятельности человека, первично находит свое отражение в изменениях функционирования нервных структур мозга, откуда следует важнейшая роль исследования пространственно-временной организации электрической активности и, в частности, электроэнцефалограммы для диагностики ФС. Это необходимо как для проверки различных теоретических представлений о природе и функциональной значимости ЭЭГ, так и для решения прикладных задач, связанных с оценкой и прогнозированием тех ЭЭГ - показателей, которые, предположительно, отражают определенные стороны перцептивной и логико-мнестической деятельности человека [12].
Необходимость решения как теоретических вопросов, так и практических задач, связанных с профессиональным отбором и обучением специалистов, разработкой устройств диагностики, прогнозирования и коррекции ФС людей, работающих в составе биотехнических систем, делает проблему оценки и описания с разных сторон особенностей пространственно-временной организации ЭЭГ - активности для разных ФС весьма актуальной.
Электроэнцефалография входит в число наиболее распространенных методов исследований функциональных состояний головного мозга человека. По пространственно-временной организации биоэлектрической активности в диапазоне ЭЭГ определяют изменения состояния мозга в соотношении с протеканием того или иного вида приспособительной деятельности [45, 85, 8].
Метод ЭЭГ практически повсеместно используется в клинической практике, при этом несомненны успехи феноменологического описания ЭЭГ
и вызванных потенциалов [25, 26, 8, 58]. В основном изучаемую с помощью ЭЭГ область составляют патологические состояния головного мозга.
Несмотря на это, до настоящего времени существуют крайние точки зрения относительно того, что отражает суммарная электрическая активность мозга. При этом некоторые исследователи считают, что в ЭЭГ находит отражение деятельность важнейших регуляторных механизмов, а основные ритмы ЭЭГ отражают существенные аспекты целостной деятельности мозга. Другие отрицают функциональную значимость ритмов ЭЭГ и признают за ними не более, чем роль индикаторов грубых изменений, в первую очередь органических поражений мозговой ткани.
Исследования ЭЭГ человека при решении интеллектуальных задач немногочисленны и противоречивы. Осуществление интеллектуального задания у испытуемых с различными фоновыми показателями глобальной пространственно-временной организации потенциалов коры протекает на фоне разного нейрофизиологического обеспечения [104].
В самом деле, в настоящее время паттерны ЭЭГ, ее ритмы не удается связать с тонкими явлениями психики человека. Но с другой стороны, имеется и достаточно избирательный экспериментальный материал, указывающий на связь целого ряда психических процессов или состояний, таких, например, как состояния сознания и его потери, бодрствования, внимания, эмоций и т.д. с ритмами ЭЭГ и их спецификой. Причем использование более совершенных методов анализа, учет индивидуальных особенностей позволяет получать все больше убедительных фактов в пользу высокой значимости электрических ритмов мозга человека для текущей оценки и прогнозирования ФС.
Огромное количество информации, закодированное в биоэлектрической активности мозга определяет неоднозначность, а во многом и противоречивость в оценке нейрофизиологических механизмов паттернов ЭЭГ. Сложность нейрофизиологической интерпретации ЭЭГ-феноменов заключается еще и в том, что в ЭЭГ отражается работа всей
совокупности нейронов, объединенных в нейрональные системы. Изучая биоэлектрическую активность мозга, основное внимание уделяют выявлению общих закономерностей ее пространственно-временной организации.
Значительно меньше работ посвящено описанию динамических характеристик пространственно-временной организации биоэлектрической активности мозга человека в конкретных условиях его жизнидеятельности. Это определяется, по-видимому, необходимостью анализировать большие массивы информации, а также известными методическими сложностями непрерывной качественной регистрации ЭЭГ бодрствующего человека.
Остается также далеким от разрешения вопрос о топографических паттернах активационных и тормозных процессов, составляющих физиологическую основу интеллектуальных действий человека [150].
Следует также отметить, что существуют достаточно разноречивые данные в отношении ритмов ЭЭГ при выполнении когнитивной деятельности.
Исследование психофизиологических коррелятов эффективности целенаправленной деятельности человека является актуальной проблемой современной физиологии [82]. В решении этой проблемы представляется важным выявление взаимосвязи между эффективностью результативной интеллектуальной деятельности человека и индивидуальными особенностями ее физиологического обеспечения, проявляющимися в характеристиках электроэнцефалограммы.
Таким образом, судя по доступной литературе, работы, обобщающие сложившееся представления о природе ЭЭГ, о функциональной роли процессов в отдельных частотных диапазонах, о локальной и пространственной организации ЭЭГ, при всей их несомненной полезности все же не позволили выработать общепринятое понимание функционального значения хотя бы основных локальных и пространственных показателей ЭЭГ, их взаимонезависимости или же взаимообусловленности, пригодное для плодотворного применения в многочисленных современных
исследованиях спонтанной и индуцированной ЭЭГ применительно к различной умственной (когнитивной и эмоциональной) деятельности.
Цель исследования: Оценка особенностей пространственно-временной организации биоэлектрической активности головного мозга в процессе когнитивной деятельности в зависимости от ее профиля и успешности.
Основные задачи исследования:
Провести фоновое исследование спонтанной биоэлектрической активности головного мозга у испытуемых и выбрать группу с одинаковым типом ЭЭГ.
Оценить функциональное состояние организма испытуемых.
Провести регистрацию биоэлектрической активности головного мозга и других показателей функционального состояния организма в ходе выполнения когнитивных нагрузок различного профиля.
По результатам когнитивной деятельности выделить группы успешных и неуспешных испытуемых и оценить специфику динамики фокусов мозговой активности.
Выявить особенности динамики фокусов мозговой активности в зависимости от профиля решаемой когнитивной нагрузки. Основные положения, выносимые на защиту.
Когнитивная деятельность вне зависимости от ее специфики наиболее успешна при наличии выраженной пространственно-временной динамики фокусов мозговой активности в альфа-, бета- и гамма-диапазонах между симметричными зонами коры полушарий и передне-задними областями.
Локализация фокусов мозговой активности определяется видом ( когнитивной деятельности, их динамика характеризуется существенными различиями при вербально-логической деятельности, решении пространственных задач и работе, связанной с вычислительными операциями.
Научная новизна: Определено, что наиболее общими закономерностями пространственно-временной организации мозговой деятельности при выполнении когнитивных нагрузок являются наличие нескольких фокусов мозговой активности, взаимные переходы волновой активности в альфа-, бета- и гамма-диапазонах между симметричными зонами коры полушарий и передне-задними областями.
Доказано, что когнитивная деятельность наиболее успешна при наличии выраженной пространственно-временной динамики фокусов мозговой активности, при низкой эффективности когнитивной деятельности закономерностей в динамике пространственно-временной организации биоэлектрической активности головного мозга не определено.
Выявлены устойчивые оптимальные типы кортико-активационной структуры характерные для различных видов когнитивной деятельности. Установлено, что деятельность, связанная с вычислительными операциями, характеризуется преимущественной локализацией фокусов мозговой активности в лобной области слева, билатеральным включением затылочных областей; при вербально-логической деятельности превалирует тип кортико-активационной структуры с лобной левой ориентацией фокусов мозговой активности с включением активированной зоны Брока; при решении пространственных задач преобладает тип кортико-активационной структуры с локализацией фокусов активности в правой лобной области, активацией правых теменных и затылочных областей.
Практическая значимость. Показана возможность прогнозирования эффективности когнитивной деятельности по текущему функциональному состоянию головного мозга человека. В частности, по наличию или отсутствию определенной динамики ФА можно судить об успешности человека в том или ином виде когнитивной деятельности. Полученные данные можно использовать в качестве контроля выработки навыка в решении сложных задач определенного профиля когнитивной деятельности.
Современные представления о мозговых механизмах когнитивной деятельности
Широко известно, что современный этап развития цивилизации характеризуется очень быстрым ростом объемов необходимых профессиональных знаний. В свою очередь это обстоятельство предъявляет новые требования к совершенствованию форм и методов обучения как начального, так и реализуемого в течение всей активной жизни современного человека [24].
Все же представляется, что сегодняшние знания о мозговых механизмах когнитивной деятельности и их электрофизиологических коррелятов еще недостаточны для прямой трансформации их в искомые психофизиологические методики.
Как, известно, сейчас ЭЭГ практически повсеместно используется лишь в клинической практике. В основном изучаемую с помощью ЭЭГ область составляют патологические состояния головного мозга. А вот проводимые исследования умственной деятельности человека с помощью метода ЭЭГ немногочисленны.
Несмотря на бурное развитие новых технологий в исследовании живого мозга (позитронно-эмиссионная томография (PET), функциональный магнитный резонанс — (f MRI)), использование ЭЭГ полностью сохраняет свое значение для изучения механизмов мышления [121].
Хотя указанные методы превосходят ЭЭГ по пространственному разрешению и приближаются к ней по временному, у ЭЭГ есть одно значительное преимущество. В отличие от PET и f MRI, при которых используются обменные процессы в качестве индикаторов происходящих в мозге событий, активности групп нейронов, то есть «первичного» проявления их деятельности.
Исследования ЭЭГ человека при решении интеллектуальных задач противоречивы. Осуществление интеллектуального задания у испытуемых с различными фоновыми показателями глобальной пространственно- временной организации потенциалов коры протекает на фоне разного нейрофизиологического обеспечения [104].
Изучая биоэлектрическую активность мозга, основное внимание уделяют выявлению общих закономерностей ее пространственно-временной организации. Это достигается усреднением разных ЭЭГ-показателей, характеризующих локальные или дистантные биоэлектрические процессы при многократном воспроизведении или длительном удержании того или иного состояния. Такой подход, положенный в основу серии экспериментальных исследований, позволил выявить и детально описать ряд особенностей частотно-амплитудного спектра ЭЭГ человека [5, 20, 77], пространственно-фазовую структуру биоэлектрического поля мозга [77, 101], динамику его активности на разных этапах бодрствования, в том числе в условиях интеллектуальной деятельности [40, 43, 78, 29].
Значительно меньше работ посвящено описанию динамических характеристик пространственно-временной организации биоэлектрической активности мозга человека в конкретных условиях его жизнидеятельности. Это определяется, по-видимому, необходимостью анализировать большие массивы информации, а также известными методическими сложностями непрерывной качественной регистрации ЭЭГ бодрствующего человека.
По данным Яковенко И. А. и Черемушкина Е. А. установлено, что решение интеллектуальной задачи сопровождается появлением широко распространенного по коре (диффузного) дельта-ритма и относительно меньшими по мощности регионарными альфа- и бета-ритмами в спектрах ЭЭГ [104]. В частотных характеристиках параметров глобальной пространственно-временной организации потенциалов в динамике среднего уровня потенциалов также отмечено преобладание спектральной мощности дельта-диапазона. Это говорит о едином биоэлектрическом процессе, отражающем функционирование одного из видов глобальной пространственно-временной организации потенциалов мозга. Системы пространственно-временной организации потенциалов могут функционировать как совместно, так и автономно, обеспечивая осуществление интеллектуального задания. Среди разнообразных исследований, касающихся биоэлектрических показателей коры полушарий мозга человека во время выполнения интеллектуальных заданий, в ряде работ рассматриваются ритмические компоненты ЭЭГ при умственной деятельности.
Умственная деятельность, как отмечено в работе [35], сопровождается снижением спектров мощности биопотенциалов всех областей в альфа-диапазоне и увеличении представленности тета-ритма в затылочных областях. Автор отмечает преимущественную вовлеченность каудальных отделов коры полушарий при реализации умственной деятельности, связанной с анализом зрительного вербального стимула. Данные ряда авторов показывают, что интеллектуальная нагрузка приводит к появлению в ЭЭГ медленных волн, а также медленного альфа-ритма.
Методики оценки физиологического уровня функционального состояния организма
Определяли следующие показатели: возраст (В); рост (Р); вес (МТ); артериальное давление - систолическое (САД), диастолическое (ДАД), пульсовое (ПД); частоту сердечных сокращений (ЧСС), жизненную емкость легких (ЖЕЛ), частоту дыхания (ЧДД). По этим показателям рассчитывали физиологические индексы более интегрально характеризующие функциональное состояние организма.
Для оценки состояния адаптационных механизмов рассчитывали величину индекса функциональных изменений (ИФИ) по формуле: ИФИ = 0,011х СС + 0,014х САД + 0,08хДАД +0,014хВ + 0,09хМТ-0,09хР-0,27 (4), где ЧСС - частота пульса (уд/мин); САД — систолическое артериальное давление (мм.рт.ст.); ДАД — диастолическое артериальное давление (мм.рт.ст.); В - возраст (лет); МТ - масса тела (кг); Р - рост (см); 0,27 -свободный член уравнения.
При проведении электрофизиологического обследования использовали регистрацию биоэлектрической активности головного мозга с помощью компьютерного 19-ти канального электроэнцефалографа фирмы «Мицар» (Санкт-Петербург) по 16 монополярным отведениям согласно международной системе расположения электродов «10-20» в полосе пропускания 0-70 Гц с частотой дискретизации 250 Гц. Неполяризующиеся хлор-серебряные электроды располагали симметрично в переднелобных (Fpl, Fp2), заднелобных (F3, F4), нижнелобных (F7, F8), центральных (СЗ, С4), средневисочных (ТЗ, Т4), задневисочных (Т5, Т6), теменных (РЗ, Р4) и затылочных (Ol, 02) областях с размещением объединенных референтных электродов на мочках ушей. Электроды-мостики закрепляли под резинки специального шлема. Для улучшения электродного импеданса электроды замачивали в солевом растворе, места прикрепления электродов обрабатывали спиртом. При обработке записей использовали режекторный фильтр, настроенный на частоту 50 Гц с полосой подавления 0,1 Гц.
Исследование проводили в утренние часы, в помещении с температурой воздуха 20С. Процедура регистрации продолжалась непрерывно около 1 часа и включала запись фоновой ЭЭГ в покое (состоянии спокойного бодрствования) при закрытых глазах со стандартной функциональной пробой на открывание и закрывание глаз до и после выполнения тестовых заданий и запись ЭЭГ при выполнении когнитивных задач на арифметический счет, вербальную память и пространственно-образное мышление. Регистрацию ЭЭГ при предъявлении тестов проводили при открытых глазах.
Испытуемые при регистрации ЭЭГ находились в затемненной, звукозаглушенной комнате в положении сидя. Анализ безартефактных участков ЭЭГ проводили с помощью программы Win EEG.
Анализ многоканального ЭЭГ-паттерна проводили методом ритмотопограмм (РТГ) (цветного картирования), количественные значения которых определяли по таблицам индексов (определяли индексы основных ритмов ЭЭГ как отношение времени наличия определенного ритма ко всему времени регистрации ЭЭГ, выраженное в процентах) и ведущей частоты в каждом из основных ЭЭГ-диапазонов по 16 отведениям. Рассматривали следующие частотные диапазоны: тета - Э (4-7 Гц), альфа - а (8-13 Гц), бета-1 - pi (14-25 Гц), бета-2 - р2 (25-35 Гц), гамма - у (более 35 Гц).
Применяли квалифицированный визуальный анализ ЭЭГ, с помощью которого осуществляли выделение эпохи анализа продолжительностью от 0,2 сек. до 1 сек. Эпохи, свободные от глазодвигательных и мышечных артефактов, выбирали случайным способом на протяжении всей записи ЭЭГ.
В каждой ЭЭГ - записи анализировали от 80 до 100 фрагментов ЭЭГ на всех этапах решения задач. Метод ритмокардиографии
Для оценки состояния автономной регуляции сердца, взаимосвязи симпатических и парасимпатических влияний на сердечную деятельность, а также характеристики сдвига функционального состояния по уровню активации, использовали методику ритмокардиографии.
Регистрацию ЭКГ осуществляли на 19-ти канальном электроэнцефалографе фирмы «Мицар» (Санкт-Петербург) при стандартном отведении левая рука — правая рука - левая нога; испытуемые находились в положении сидя. Проводили фоновую запись ЭКГ до и после выполнения тестовых заданий, и в процессе решения когнитивных задач на арифметический счет, вербальную память и пространственно-образное мышление.
В основе метода лежит совместный анализ спектральных составляющих вариабельности сердечного ритма и параметров усредненной электрокардиограммы. Сердечный ритм рассматривается как случайный процесс, представленный временным рядом кардиоинтервалов, к которому применимы различные методы статистической обработки. Подобный временной ряд сердечного ритма содержит информацию не только о сердечной деятельности, но и о деятельности регуляторных систем более высокого порядка, управляющих многочисленными функциями целостного организма.
Оценивали исходный уровень вегетативной регуляции, вегетативную реактивность и вегетативное обеспечение деятельности. Определяли тип вегетативной регуляции (ваго- нормо- или симпатотония).
Динамика локализации фокусов мозговой активности в высокочастотных диапазонах у испытуемых с высокой эффективностью когнитивной деятельности
В фоновом измерении ЭЭГ фокусы мозговой активности локализовались в (31-диапазоне в затылочной области в симметричных зонах с переливами в лобно-правую и лобно-левую области (рис. 2-1 приложения); в 32-диапазоне ФА локализовался в зоне Брока и симметричной ей зоне справа, центральной, теменной и лобной областях (рис. 2-2 приложения); в у-диапазоне фокусы мозговой активности локализовались в лобной области слева, в зоне Брока и симметричной ей зоне справа, в теменной области в симметричных зонах (рис. 2-3 приложения).
Динамика локализации фокусов мозговой активности при деятельности, связанной с вычислительными операциями
При выполнении заданий на арифметический счет наблюдалась следующая динамика: - в (31-диапазоне на первом этапе исследования фокусы мозговой активности локализовались в лобно-левой области при начале решения очередной задачи (рис. 13-1-1) с перемещением фокуса в процессе решения в задневисочную область справа, центральную, теменную области (рис. 13-1-2) и при принятии решения - в задневисочной области слева (рис. 13-1-3); на втором этапе исследования фокусы мозговой активности локализовались в начале решения в задневисочной области слева (рис. 13-П-1), в процессе решения наблюдались перемещения ФА_в лобно-левую область (рис. 13-И-2), при принятии решения наблюдалась устойчивая локализация фокусов мозговой активности в задневисочной области справа и затылочной области справа и слева (рис. 13-П-З); на третьем этапе исследования фокусы мозговой активности локализовались при начале решения в затылочной области (рис. 13-Ш-1) с переливами в межполушарном направлении в процессе решения (рис. 13-Ш-2) и в затылочной области слева, лобно-правой области при принятии решения (рис. 13-Ш-З). — в р2-диапазоне на первом этапе исследования фокусы мозговой активности локализовались в лобной области с переливами в симметричных зонах и затылочной области при начале решения очередной задачи (рис. 14-1-1), в процессе решения наблюдалось переключение фокусов мозговой активности из левой задней в переднюю правую область (рис. 14-1-2), а при принятии решения фокусы мозговой активности локализовались в затылочной области с захватом центральной и теменной областей слева (рис. 14-1-3); на втором этапе исследования в начале решения фокусы мозговой активности локализовались в затылочной области (рис. 14-П-1), в процессе решения - в затылочной области, в височной и передней области справа (рис. 14-П-2), при принятии решения - в затылочной области слева и справа (рис. 14-П-З); на третьем этапе исследования при начале решения фокусы мозговой активности локализовались в затылочной области в симметричных зонах (рис. 14-Ш-1), в процессе решения задания - в затылочной области с переливами в межполушарном направлении, а также в лобной области справа (рис. 14-Ш-2), при принятии решения - в затылочной области справа и лобной области слева (рис. 14-Ш-З). — в у-диапазоне на первом этапе исследования при начале решения очередной задачи фокусы мозговой активности локализовались в затылочной области справа, в лобной области слева (рис. 15-1-1), в процессе решения - в зоне Брока и Вернике, в передней лобной, височной и центральной областях справа (рис. 15-1-2), при принятии решения - в затылочной области слева и в лобной области справа (рис. 15-1-3); на втором этапе исследования в начале решения фокусы мозговой активности локализовались в затылочной области в симметричных зонах (рис. 15-11-1), в процессе решения - в затылочной области, в височной области слева и центральной области справа (рис. 15-И 2), при принятии решения - в затылочной области слева и справа (рис. 15-П 3); на третьем этапе исследования в начале и в процессе решения задания фокусы мозговой активности локализовались в затылочной области в симметричных зонах (рис. 15-Ш-1, рис. 15-Ш-2), при принятии решения - в затылочной и теменной областях (рис. 15-Ш-З).
Динамика локализации фокусов мозговой активности в высокочастотных диапазонах у испытуемых с низкой эффективностью когнитивной деятельности
Динамика локализации фокусов мозговой активности в высокочастотных диапазонах у испытуемых с низкой эффективностью когнитивной деятельности У испытуемых с низкой эффективностью когнитивной деятельности (п = 16) выявить последовательность смены типов КАС, характерную для успешной деятельности удалось лишь у 4 человек, у 12 человек такой последовательности выявлено не было (рис. 25).
При замедленном и неверном решении задач отмечалось инерционное доминирование левой лобной области, дезактивация правой лобной области, слабая активация затылочных областей. Такой тип КАС резко отличался от оптимального состояния в случае успешного решения задач.
Наличие инерционных ФА изменяло тип мозговой деятельности и замедляло процесс адаптации к ней.
В последнее время в литературе значительное внимание уделяется вопросу изучения мозговых механизмов когнитивной деятельности человека и поиску их электрофизиологических коррелятов [23, 69, 91, 93]. Следует отметить, что общепринятого взгляда на мозговое обеспечение психических процессов до настоящего времени не сложилось. Кроме того, данных о специфике организации биоэлектрической активности головного мозга в зависимости от успешности выполнения умственной деятельности в литературных источниках недостаточно.
Основной целью нашего исследования явилась оценка особенностей организации мозговой активности при когнитивной деятельности по показателю индексов ритмов альфа- и бета-диапазонов и локализации фокусов мозговой активности. Для этого выделили среди испытуемых группу с одинаковым типом ЭЭГ и моделировали когнитивные нагрузки различного профиля. В ходе выполнения этих нагрузок регистрировали биоэлектрическую активность головного мозга и на основании результатов деятельности выделили группы успешных и неуспешных обследуемых.
Результаты сравнительной оценки показателей функционального состояния организма испытуемых с разным уровнем успешности выполнения когнитивной деятельности показали отсутствие достоверных различий (табл. 1,табл. 2).
Регрессионный анализ не выявил значимых различий между -коэффициентом общей эффективности выполнения тестов и показателями функционального состояния организма. Корреляционный анализ взаимосвязи характеристик успешности деятельности с показателями функционального состояния организма также не выявил закономерностей.
Отсутствие достоверных различий и статистически значимой связи могло свидетельствовать о том, что в исследовании принимал участие относительно однородный, практически здоровый контингент обследуемых.
Несмотря на то, что мы выделили две группы испытуемых по успешности выполнения когнитивной деятельности, «цена» этой деятельности, которая в наших исследованиях определялась косвенно, по показателям ритмокардиографии, индексов ЭЭГ, в обеих группах статистически не различалась.
Сопоставление характеристик ЭЭГ выявило определенные различия в индексах высокочастотных ритмов и их динамике в группах успешных и неуспешных испытуемых.
При успешной когнитивной деятельности на первом этапе исследования (в начале умственной деятельности, при ориентировке в предлагаемых заданиях) наблюдалось резкое увеличение относительной мощности всего бета-диапазона (рис. 7-А, 8-А, 9-А), указывающее на активизацию мозговых механизмов и включение тех зон коры мозга, которые ответственны за продуктивную деятельность, в процессе самой деятельности.
На втором этапе исследования происходила адаптация и перенастройка мозговых механизмов на оптимальный режим, что отражалось в незначительном снижении относительной мощности и синхронном ее изменении на трех уровнях, свойственных каждому из высокочастотных диапазонов (рис. 7-Б, 8-Б, 9-Б).
На третьем этапе исследования при сложившейся стратегии решения предлагаемых заданий и автоматизации умственных действий мощность всех высокочастотных ритмов снижалась, что могло свидетельствовать о некотором утомлении и преобладании торможения (рис. 7-В, 8-В, 9-В). При всех типах задач и на всех этапах исследования бета-ритм являлся ведущим по величине относительной мощности преимущественно в бета-1-диапазоне.
