Coherence Dynamics in the EEG Rhythms during the Observation of Pro- and Antisocial Behavior in Children at an Early Age

L. S. Orekhova; Орехова Л. С.; A. M. Kulichenko; Куличенко А. М.; S. A. Makhin; Махин С. А.; A. A. Mikhailova; Михайлова А. А.; V. B. Pavlenko; Павленко В. Б.

doi:10.31857/S0131164622700126

Динамика когерентности ритмов ЭЭГ при наблюдении за про- и антисоциальными действиями у детей в раннем возрасте

Авторы: Орехова Л.С.¹, Куличенко А.М.¹, Махин С.А.¹, Михайлова А.А.¹, Павленко В.Б.¹
Учреждения:
1. Крымский федеральный университет имени В.И. Вернадского
Выпуск: Том 49, № 1 (2023)
Страницы: 17-27
Раздел: Статьи
URL: https://journals.rcsi.science/0131-1646/article/view/139793
DOI: https://doi.org/10.31857/S0131164622700126
EDN: https://elibrary.ru/AONUWY
ID: 139793

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

У детей 17–43 мес. (средний возраст 31 мес.), которые по-разному оценивали про- и антисоциальные действия кукольных персонажей (группы с высоким и низким индексом моральных оценок – ИМО), выявили специфические, для каждой из групп, изменения когерентности в разных частотных диапазонах электроэнцефалограммы (ЭЭГ). У детей с высоким ИМО наблюдение за просоциальным действием сопровождается усилением внутриполушарных взаимосвязей в α-диапазоне ЭЭГ, а в группе с низким ИМО – разнонаправленными изменениями когерентности α-активности. В группе с высоким ИМО принятие решения о распределении вознаграждения между персонажами, продемонстрировавшими про- или антисоциальное поведение, сопровождается ростом когерентности в α-диапазоне между лобными, центральными, теменными и затылочными регионами правого полушария, у детей с низким ИМО – снижением. Значимые модуляции когерентности ЭЭГ в θ-диапазоне не обнаружены, а для β-диапазона выявлены лишь у детей с низким ИМО. Полученные данные обсуждаются с учетом представлений об управляющих системах мозга и роли внутриполушарных корковых связей в организации морального поведения. Выявленные особенности когерентности θ-, α- и β-диапазонов ЭЭГ важны для понимания центральных механизмов становления моральных суждений у детей раннего возраста.

Ключевые слова

дети раннего возраста, моральные оценки, когерентность ЭЭГ.

Список литературы

Turiel E. Moral development. In Handbook of Child Psychology and Developmental Science. NY.: John Wiley & Sons, 2015. P. 484.
Dahl A., Killen M. Moral reasoning enables developmental and societal change // Perspect. Psychol. Sci. 2021. V. 16. № 6. P. 1209.
Warneken F., Tomasello M. The roots of human altruism // Br. J. Psychol. 2009. V. 100. P. 455.
Malle B.F. Moral Judgments // Annu. Rev. Psychol. 2021. V. 72. № 1. P. 293.
Decety J., Steinbeis N., Cowell J.M. The neurodevelopment of social preferences in early childhood // Curr. Opin. Neurobiol. 2021. V. 68. P. 23.
Ting F., Buyukoyer D.M., Stavans M., Baillargeon R. Principles and concepts in early moral cognition / The Social Brain: A Developmental Perspective. Cambridge: MIT Press, 2020. P. 41.
Tan E., Mikami A.Y., Hamlin J.K. Do infant sociomoral evaluation and action studies predict preschool social and behavioral adjustment? // J. Exp. Child Psychol. 2018. V. 176. P. 39.
Kenward B., Dahl M. Preschoolers distribute scarce resources according to the moral valence of recipients' previous actions // Dev. Psychol. 2011. V. 47. № 4. P. 1054.
Li J., Hou W., Zhu L., Tomasello M. The development of intent-based moral judgment and moral behavior in the context of indirect reciprocity: A cross-cultural study // Int. J. Behav. Dev. 2020. V. 44. № 6. P. 525.
Paulus M., Kühn-Popp N., Licata M. et al. Neural correlates of prosocial behavior in infancy: different neurophysiological mechanisms support the emergence of helping and comforting // Neuroimage. 2013. V. 66. P. 522.
Cowell J.M., Decety J. Precursors to morality in development as a complex interplay between neural, socioenvironmental, and behavioral facets // Proc. Natl. Acad. Sci. 2015. V. 112. № 41. P. 12657.
Orekhova L.S., Makhin S.A., Mikhailova A.A., Pavlenko V.B. EEG Patterns in Early Childhood Differ Between Children Prone To Reward “Bad” or “Good” Actors // Psychol. Russ. 2020. V. 13. № 2. P. 84.
Михайлова А.А., Орехова Л.С., Махин С.А., Павленко В.Б. Реактивность сенсомоторных ритмов ЭЭГ при наблюдении за про- и антисоциальным действиями у детей в раннем возрасте // Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2022. Т. 72. № 2. С. 217.
Perone S., Palanisamy J., Carlson S.M. Age-related change in brain rhythms from early to middle childhood: Links to executive function // Dev. Sci. 2018. V. 21. № 6. P. e12691.
Курганский А.В. Оценка управляющих функций у детей 3–6 лет: состояние, проблемы и перспективы // Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2021. Т. 71. № 4. С. 468. Kurgansky A.V. Assessment of executive functions in children 3–6 years old: current state, problems and future directions // Neurosci. Behav. Physiol. 2021. V. 71. № 4. P. 468.
Schneider M., Broggini A.C., Dann B. et al. A mechanism for inter-areal coherence through communication based on connectivity and oscillatory power // Neuron. 2021. V. 109. № 24. P. 4050.
Bowyer S.M. Coherence a measure of the brain networks: past and present // Neuropsychiatr. Electrophysiol. 2016. V. 2. P. e1.
Мачинская Р.И., Курганский А.В. Сравнительное электрофизиологическое исследование регуляторных компонентов рабочей памяти у взрослых и детей 7–8 лет. Анализ когерентности ритмов ЭЭГ // Физиология человека. 2012. Т. 38. № 1. С. 5. Machinskaya R.I., Kurgansky A.V. [A comparative electrophysiological study of regulatory components of working memory in adults and children of 7–8 years old. An analysis of coherence of EEG rhythms] // Fiziologiia Cheloveka. 2012. V. 38. № 1. P. 5.
Мачинская Р.И., Курганский А.В., Ломакин Д.И. Возрастные изменения функциональной организации корковых звеньев регуляторных систем мозга у подростков. Анализ нейронных сетей покоя в пространстве источников ЭЭГ // Физиология человека. 2019. Т. 45. № 5. С. 5. Machinskaya R.I., Kurgansky A.V., Lomakin D.I. Age-related trends in functional organization of cortical parts of regulatory brain systems in adolescents: an analysis of resting-state networks in the EEG source space // Human Physiology. 2019. V. 45. № 5. P. 461.
Лущекина Е.А., Лущекин В.С., Стрелец В.Б. Исследование когерентности ЭЭГ у детей с расстройствами аутистического спектра: неоднородность группы // Физиология человека. 2021. Т. 47. № 5. С. 17. Lushchekina E.A., Lushchekin V.S., Strelets V.B. EEG Spectral Power in Children with Autistic Spectrum Disorders: Heterogeneity of the Group // Human Physiology. 2019. V. 45. № 3. P. 242.
Palva S., Palva J.M. Functional roles of alpha-band phase synchronization in local and large-scale cortical networks // Front. Psychol. 2011. V. 2. P. e204.
Chapeton J.I., Haque R., Wittig J.H. et al. Large-Scale Communication in the Human Brain Is Rhythmically Modulated through Alpha Coherence // Curr. Biol. 2019. V. 29. № 17. P. 2801.
Sato J., Mossad S.I., Wong S.M. et al. Alpha keeps it together: Alpha oscillatory synchrony underlies working memory maintenance in young children // Dev. Cogn. Neurosci. 2018. V. 34. P. 114.
Varga N.L., Manns J.R. Delta-modulated cortical alpha oscillations support new knowledge generation through memory integration // Neuroimage. 2021. V. 244. P. e118600.
Мачинская Р.И. Управляющие системы мозга // Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2015. Т. 65. № 1. С. 33. Machinskaya R.I. The Brain Executive Systems // Neurosci. Behav. Physiol. 2015. V. 65. № 1. P. 33.
Bazanova O.M., Vernon D. Interpreting EEG alpha activity // Neurosci. Biobehav. Rev. 2014. V. 44. P. 94.
Stroganova T.A., Orekhova E.V., Posikera I.N. EEG alpha rhythm in infants // Clin. Neurophysiol. 1999. V. 110. № 6. P. 997.
Михайлова А.А., Орехова Л.С., Дягилева Ю.О. и др. Реактивность мю-ритма ЭЭГ при наблюдении и выполнении действий у детей раннего возраста, имеющих разный уровень развития рецептивной речи // Журн. высш. нервн. деят. им. И.П. Павлова. 2020. Т. 70. № 3. С. 422. Mikhailova A.A., Orekhova L.S., Dyagileva Yu.O. et al. EEG mu rhythm reactivity in children at an early age with different level of receptive speech development under conditions of action observation and execution // Neurosci. Behav. Physi. 2020. V. 70. № 3. P. 422.
Marshall P.J., Bar-Haim Y., Fox N.A. Development of the EEG from 5 months to 4 years of age // Clin. Neurophysiol. 2002. V. 113. № 8. P. 1199.
Decety J., Holvoet C. The emergence of empathy: A developmental neuroscience perspective // Dev. Rev. 2021. V. 62. P. e100999.
Cowell J.M., Calma-Birling D., Decety J. Domain-general neural computations underlying prosociality during infancy and early childhood // Curr. Opin. Psychol. 2018. V. 20. P. 66.
Orekhova E.V., Stroganova T.A., Posikera I.N., Elam M. EEG theta rhythm in infants and preschool children // Clin. Neurophysiol. 2006. V. 117. № 5. P. 1047.
Wyczesany M., Capotosto P., Zappasodi F., Prete G. Hemispheric asymmetries and emotions: Evidence from effective connectivity // Neuropsychologia. 2018. V. 121. P. 98.
Kilavik B.E., Zaepffel M., Brovelli A. et al. The ups and downs of β oscillations in sensorimotor cortex // Exp. Neurol. 2013. V. 245. P. 15.
Chung J.W., Ofori E., Misra G. et al. Beta-band activity and connectivity in sensorimotor and parietal cortex are important for accurate motor performance // Neuroimage. 2017. V. 144. P. 164.
Aprigio D., Tanaka G.K., Bittencourt J. et al. Dopaminergic drugs alter beta coherence during motor imagery and motor execution in healthy adults // Arq. Neuropsiquiatr. 2020. V. 78. № 4. P. 199.
Woodruff C.C., Barbera D., Von Oepen R. Task-related dissociation of EEG β enhancement and suppression // Int. J. Psychophysiology. 2016. V. 99. P. 18.
Güntekin B., Tülay E. Event related beta and gamma oscillatory responses during perception of affective pictures // Brain Res. 2014. V. 1577. P. 45.
Palacios-García I., Silva J., Villena-González M. et al. Increase in beta power reflects attentional top-down modulation after psychosocial stress induction // Front. Hum. Neurosci. 2021. V. 15. P. e630813.
Pavlenko V.B., Chernyi S.V. Goubkina D.G. EEG Correlates of anxiety and emotional stability in adult healthy subjects // Neurophysiology. 2009. V. 41. № 5. P. 337.