Открытый доступ Открытый доступ  Доступ закрыт Доступ предоставлен  Доступ закрыт Только для подписчиков

Том 49, № 1 (2023)

Обложка

Весь выпуск

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Статьи

Характеристики вовлечения скрытых звеньев в системную активность мозга по данным фМРТ

Медведев С.В., Машарипов Р.С., Коротков А.Д., Киреев М.В.

Аннотация

В настоящее время общепринятым является представление о том, что в основе работы мозга лежит системный принцип его функционирования. Вместе с тем, закономерности системной работы мозга изучены недостаточно полно. В данной работе исследование этих закономерностей проводилось в рамках развития представления о так называемых “скрытых” звеньях мозговых систем. Ранее по данным функциональной магнитно-резонансной томографии (фМРТ) авторами было показано, что целый ряд структур мозга может вовлекаться в обеспечение психической деятельности без изменения своего энергопотребления (фМРТ-сигнала, зависимого от насыщения крови кислородом), только за счет изменения дистантных функциональных связей. Анализ системной активности мозга с использованием данных о функциональной связности позволяет находить “скрытые” звенья, недоступные для обнаружения с помощью стандартного “активационного” подхода. В рамках изучения феномена “скрытых” звеньев, настоящая работа была направлена на выяснение вопроса о характере вовлечения “скрытых” звеньев при обеспечении разных видов деятельности с использованием открытых данных фМРТ из проекта коннектома человека (human connectome project). Показано, что мозговые системы обеспечения текущей деятельности не просто обеспечиваются гораздо большим количеством звеньев, чем это было принято считать ранее – подавляющее их большинство являются “скрытыми”. Это впервые наглядно показывает реальный масштаб мозговых систем обеспечения текущей деятельности. Согласно полученным данным, психическая деятельность обеспечивается работой почти всего мозга, а не малой его части, как это обычно наблюдалось в функциональных томографических исследованиях. В результате данной работы показано, что идея о существовании “скрытых” звеньев находит воспроизводимое подтверждение при анализе активности мозга человека на макро-уровне его рассмотрения и проявляет сходство с закономерностями микро-активности отдельных нейронных популяций, подтверждая сформулированные ранее нейрофизиологические представления о системной организации деятельности мозга.

Физиология человека. 2023;49(1):3-16
pages 3-16 views

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

Орехова Л.С., Куличенко А.М., Махин С.А., Михайлова А.А., Павленко В.Б.

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.

Физиология человека. 2023;49(1):17-27
pages 17-27 views

Особенности нейрофункциональной организации рабочей памяти для базовых характеристик зрительного пространства у мужчин и женщин

Михайлова Е.С., Кушнир А.Б., Мошникова Н.Ю.

Аннотация

В группе 38 испытуемых (19 женщин) в задаче рабочей памяти (РП) обнаружены половые различия нейронных механизмов сопоставления ориентационных характеристик зрительного пространства. У мужчин бо̀льшая по сравнению с женщинами чувствительность амплитуды ранней затылочно-височной негативности N150 к совпадению/несовпадению текущей и удерживаемой в памяти ориентаций говорит об эффективном раннем детектировании изменений ориентаций. Более высокая амплитуда компонента Р200 затылочно-височных связанных с событием потенциалов и центральной позитивности 400–500 мс у мужчин по сравнению с женщинами рассматривается как показатель более высокого уровня селективного внимания к ориентациям и потенциальной возможности удержания в памяти бо̀льшего объема информации о пространственных характеристиках среды. В работе установлена статистически значимая связь времени реакции выполнения задачи РП и оценок стратегий навигационного поведения по данным опросников. Предполагается, что эффективная зрительно-пространственная РП на ориентации является одним из важных биологических факторов, лежащих в основе более успешной навигационной стратегии, учитывающей глобальные пространственные ориентиры.

Физиология человека. 2023;49(1):28-41
pages 28-41 views

Снижение альфа- и бета-осцилляций в процессе виртуального социального взаимодействия

Бочаров А.В., Савостьянов А.Н., Сапрыгин А.Е., Меркулова Е.А., Таможников С.С., Прошина Е.А., Князев Г.Г.

Аннотация

В исследовании принимали участие 42 чел. (из них 25 женщин) в возрасте от 18 до 41 года. Целью исследования было изучение особенностей осцилляторной динамики, сопровождающей процессы взаимодействия с виртуальным персонажем и локализация выявленных эффектов. Во время записи электроэнцефалограммы (ЭЭГ) участникам исследования было необходимо вступить во взаимодействие с виртуальным персонажем выбирая один из трех вариантов (“предложить дружбу”, “атаковать” или “избежать контакта”). В качестве стимулов были использованы лица с 5 типами эмоциональных выражений (гневное, счастливое, испуганное, печальное и нейтральное). Анализ эквивалентных диполей выявил, что выборы активного взаимодействия (“атаковать” и “предложить дружбу”), по сравнению с избеганием взаимодействия, сопровождались большим снижением α- и β-ритмов, что, может быть, связано с процессами понимания намерений виртуального персонажа. Выбор дружбы, по сравнению с избеганием взаимодействия, сопровождался увеличением δ-ритма, что может указывать на наличие мотивационного компонента. Выявленные эффекты были обнаружены в кластерах эквивалентных диполей, локализация которых совпадает со структурами сети ментализации и сети зеркальных нейронов, участвующих в процессах оценки намерений людей.

Физиология человека. 2023;49(1):42-51
pages 42-51 views

Локализация в горизонтальной плоскости коррелированных и некоррелированных звуковых сигналов в условиях маскировки

Агаева М.Ю., Петропавловская Е.А.

Аннотация

Исследовано влияние маскера на локализацию сигнала в условиях свободного звукового поля. Для создания сигнала и маскера были использованы шумовые посылки в диапазоне частот от 5 до 18 кГц. В случае коррелированных стимулов одна и та же шумовая посылка служила как маскером, так и сигналом. В случае некоррелированных стимулов сигнал и маскер создавались из двух различных шумовых посылок. Маскер всегда находился справа под углом 15 град. Сигнал предъявлялся в одном из трех положений слева: –18, –52, –86 град. Сигнал и маскер длительностью по 1 с предъявлялись либо одновременно, либо со сдвигом начала сигнала относительно начала маскера на задержку от 1 до 40 мс и на 1200 мс. Данные по локализации сигналов в условиях маскировки сравнивались с локализацией одиночного сигнала. Показано, что под действием маскировки воспринимаемое положение сигнала смещалось в сторону маскера, а воспринимаемое положение маскера – в сторону сигнала. Величина смещения уменьшалась с увеличением задержки между сигналом и маскером и с увеличением углового расстояния между ними. Взаимное влияние сигнала и маскера было сильнее выражено для коррелированных стимулов, чем для некоррелированных.

Физиология человека. 2023;49(1):52-63
pages 52-63 views

Нарушение и восстановление движений паретичной и сохранной руки в зависимости от латерализации поражения и тяжести пареза: биомеханический анализ

Бирюкова Е.В., Кондур А.А., Котов С.В., Турбина Л.Г., Бобров П.Д.

Аннотация

Цель исследования – выяснение зависимости постинсультных нарушений двигательной функции (ДФ) сохранной и паретичной рук от латерализации поражения и тяжести пареза. Также было исследовано влияние латерализации поражения и тяжести пареза на восстановление ДФ в результате реабилитационных процедур, использующих экзоскелет кисти, управляемый интерфейсом мозг-компьютер. В исследование были включены 24 пациента, 12 с левосторонним и 12 с правосторонним поражениями головного мозга. В каждую из групп входило 6 пациентов с умеренным и 6 с тяжелым парезами. В качестве двигательных тестов, регистрируемых до и после реабилитационных процедур, использовались изолированные движения в суставах паретичной и сохранной рук. Моменты мышечных сил в суставах и степень изолированности движения использовались для оценки состояния ДФ. Показано, что суставные моменты сохранной руки были больше в случае левостороннего поражения; в этом случае асимметрия суставных моментов была выражена сильнее, чем при правостороннем поражении, что может означать более выраженный дисбаланс активностей полушарий. Эффективность реабилитации проявляется: 1) в возрастании моментов мышечных сил в суставах как сохранной, так и паретичной рук и 2) в увеличении симметрии биомеханических параметров сохранной и паретичной рук, что может свидетельствовать о восстановлении баланса активностей сохранного и пораженного полушарий. Биомеханический анализ изолированных движений в суставах позволяет считать, что движение пронации-супинации при вертикальном положении предплечья является чувствительным индикатором восстановления ДФ после инсульта.

Физиология человека. 2023;49(1):64-78
pages 64-78 views

Функциональное состояние кортико-спинального тракта и моторно-когнитивные реакции у спортсменов, тренирующих скорость, выносливость и координацию движения

Ланская О.В., Ланская Е.В.

Аннотация

Цель работы состояла в исследовании корково-спинальной возбудимости и проводящей способности моторной системы при помощи мышечных потенциалов, вызванных магнитной стимуляцией двигательной коры головного мозга и спинномозговых сегментов на уровне позвонков С6–С7 и Т12–L1, у спортсменов разных специализаций, и проведении корреляции этих параметров с психофизиологическими характеристиками. Установлено: 1) возбудимость корковых нейронов, мотонейронов шейного и поясничного утолщений спинного мозга, осуществляющих контроль за деятельностью мышц плеча, предплечья, бедра и голени, была самой высокой у стайеров, а самой низкой – у спринтеров; 2) наибольшей проводящей способностью кортико-спинального тракта (КСТ) обладали спринтеры и баскетболисты, а наименьшей – стайеры; 3) самая высокая скорость простой и сложной сенсомоторных реакций, которая служит показателем не только нейромоторных (лабильности и подвижности нервной системы), но и когнитивных процессов, характерна для спринтеров и баскетболистов; 4) в сравнении с другими спортсменами наибольшая точность сложных сенсомоторных реакций и способность предвидения хода событий, что является признаком успешности когнитивной деятельности, выявлена у баскетболистов; 5) корково-спинальная возбудимость положительно коррелировала с точностью движений (у баскетболистов) и отрицательно – с проводящей способностью КСТ и скоростью простой и сложной сенсомоторных реакций (у спринтеров и стайеров). Таким образом, для спортсменов, тренирующих скорость, выносливость и координацию движения, характерны отличительные особенности и взаимосвязь функционального состояния КСТ и моторно-когнитивных реакций.

Физиология человека. 2023;49(1):79-90
pages 79-90 views

Особенности синергетического взаимодействия скелетных мышц нижних конечностей под воздействием электрической стимуляции спинного мозга

Моисеев С.А., Городничев Р.М.

Аннотация

Целью работы явилось изучение нейронной основы синергетического взаимодействия скелетных мышц нижних конечностей в процессе локомоторной активности. Предполагалось определить взаимосвязь параметров моторного выхода локомоторных нейрональных сетей и центров, регулирующих пространственно-временны́е режимы взаимодействия мышц в структуре цикла шага и его периодов. Испытуемые шагали по тредбану в обычных условиях и при чрескожной электрической стимуляции спинного мозга на уровне Т11–Т12 и L1–L2 позвонков, наносимой в определенные периоды шагательного цикла. В таких условиях анализировали параметры синергий, извлекаемых с помощью метода главных компонент. Под влиянием стимуляции установлено существенное снижение количества извлекаемых “амплитудных” синергий в структуре цикла шага и периоде переноса, а также снижение количества “частотных” синергий в периоде опоры. Отмечена четкая дифференциация синергетической активности мышц обеих ног в первых двух синергиях, а при стимуляционном воздействии наблюдалась смена вклада активности икроножной, передней большеберцовой и латеральной широкой мышц в первые две синергии, преимущественно, в периоде переноса. Структура синергий демонстрировала комбинированные временны́е профили с несколькими пиками активности, а при стимуляции было отмечено формирование базового профиля с четким очертанием основных колебаний. Пространственно-временнáя структура паттернов мышечных синергий при нахождении стопы на опоре оказывалась более стабильной, что может быть связано с увеличением афферентации от опорных зон стопы, создающей оптимальные условия для инициации работы центральных генераторов локомоторных паттернов.

Физиология человека. 2023;49(1):91-103
pages 91-103 views

Исследование белкового состава сухих пятен крови здоровых добровольцев в эксперименте с гипомагнитными условиями

Каширина Д.Н., Ларина И.М., Николаев Е.Н., Тюжин М.Г., Попова О.В., Куканов В.Ю., Русанов В.Б., Кононихин А.С., Бржозовский А.Г., Пастушкова Л.Х., Орлов О.И.

Аннотация

Гипомагнитные условия (ГМУ) будут являться неотъемлемой частью комплекса факторов, воздействующих на космонавтов в длительных межпланетных миссиях, за пределами магнитного поля Земли. Адаптация организма человека в этих условиях будет затрагивать регуляторные процессы в различных физиологических системах, молекулярные пути которых, с участием белков, до сих пор, не изучены. С целью восполнения этого пробела, протеомными методами исследованы сухие пятна крови, собранные на специальный ватман, здоровых добровольцев в двух сессиях модельного эксперимента: с гипомагнитными условиями и в сессии “плацебо”. Эксперимент проведен методом двойного слепого контроля, с участием одних и тех же добровольцев в обеих сессиях. В образцах полуколичественно определено 1219 различных белков. В серии с ГМУ выявлены изменения трех белков: цепи тропомиозина альфа-3 (TPM3), белка 14В, содержащего домен абгидролазы (ABHD14B) и белка, ассоциированного с ацетилхолинэстеразой (CUTA), относительно индивидуальных значений перед серией эксперимента. Однако сравнение данных, полученных в сессии “плацебо”, сгладило эффект влияния ГМУ на изменения вышеупомянутых белков. Полученные результаты, могут означать либо отсутствие влияния ГМУ при непродолжительном воздействии и отсутствие накопительного эффекта, либо являются недостоверными из-за недостаточной численности выборки испытуемых.

Физиология человека. 2023;49(1):104-115
pages 104-115 views

ОКТ-диагностика отека диска зрительного нерва в космическом полете. Анализ толщины сетчатки, диска зрительного нерва и нейроретинального пояска

Макаров И.А., Алферова И.В., Богомолов В.В., Воронков Ю.И., Аникеев Д.А.

Аннотация

В данной статье анализируется состояние 24 глаз 12 российских космонавтов, совершивших длительные космические полеты (КП) на международной космической станции (МКС) в период с 2016 по 2021 гг. В работе на изображениях, полученных с помощью оптического когерентного томографа Spectralis OCT + HRA, путем использования прилагаемых в программе вычислительных функций определена толщина головки зрительного нерва и сетчатки по часовым меридианам, что позволило точно диагностировать и классифицировать отек диска зрительного нерва (ДЗН) по стадиям шкалы Frisen. Путем измерения процентного соотношения максимальной толщины ДЗН в его границах к минимальной величине толщины сетчатки вне границ ДЗН определили цифровое значение проминенции в каждом височном часовом меридиане, ограниченным височным сектором в 95°. Наличие проминенции в крайних височных часовых меридианах или вовсе ее отсутствие расценивали как физиологически здоровое состояние ДЗН, соответствующее 0 стадии. Эта стадия установлена на 13 глазах (54.2%). I стадия (7 глаз (29.2%)) диагностирована на основании отсутствия проминенции в горизонтальном височном меридиане. Определяющим признаком II стадии является увеличение проминенции в височном горизонтальном меридиане больше, чем на 10%. Субклиническая II стадия (проминенция увеличена, но меньше, чем на 10%) установлена на двух глазах двух космонавтов (8.3%). Клинически выраженная папилледема II–III стадии диагностирована на двух глазах (8.3%) у одного космонавта, где максимальная величина проминенции составляла на правом глазу 70.1%, а на левом – 40.1% в горизонтальном часовом меридиане. Исследование показывает, что увеличение проминенции до 70% в височном горизонтальном часовом меридиане при III стадии отека приводит к нейродегенерации волокон зрительного нерва в КП. При II–III стадии отека отмечено увеличение минимальной толщины нейроретинального пояска по сравнению со всеми остальными наблюдениями. При 0–II субклинической стадии по этому показателю невозможно было дифференцировать состояние ДЗН.

Физиология человека. 2023;49(1):116-127
pages 116-127 views

ХРОНИКА

Памяти Анатолия Ивановича Григорьева

Физиология человека. 2023;49(1):128-130
pages 128-130 views

Памяти Галины Николаевны Болдыревой

Физиология человека. 2023;49(1):131-132
pages 131-132 views
pages 133-136 views

Данный сайт использует cookie-файлы

Продолжая использовать наш сайт, вы даете согласие на обработку файлов cookie, которые обеспечивают правильную работу сайта.

О куки-файлах