Mots clés
ENFANTS / ADOS / ÉVOLUTION DE L'ÂGE/ CERVEAU / EEG / NORD / ADAPTATION / ENFANTS / ADOLESCENTS / DEVELOPPEMENT CERVEAU / EEG / LE NORD / ADAPTATIONannotation article scientifique sur les technologies médicales, l'auteur du travail scientifique - Soroko S.I., Rozhkov Vladimir Pavlovich, Bekshaev S.S.
À l'aide d'une méthode originale d'évaluation de la structure de l'interaction des composantes de l'EEG (ondes), nous avons étudié la dynamique de la formation des modèles d'activité bioélectrique cérébrale et les changements liés à l'âge dans les relations entre les principales composantes fréquentielles de l'EEG, qui caractérisent les caractéristiques du développement du système nerveux central chez les enfants et les adolescents vivant dans des conditions environnementales difficiles dans le nord de la Fédération de Russie. Il a été constaté que la structure statistique de l'interaction des composants EEG subit des changements significatifs avec l'âge et a ses propres différences topographiques et de genre. Au cours de la période de 7 à 18 ans, la probabilité d'interaction des ondes de toutes les gammes de fréquences du rythme EEG avec les ondes des gammes delta et thêta diminue avec une augmentation simultanée de l'interaction avec les ondes des gammes bêta et alpha2. La dynamique des indicateurs EEG analysés est plus prononcée dans les régions pariétales, temporales et occipitales du cortex cérébral. Les plus grandes différences entre les sexes dans les paramètres EEG analysés tombent sur la période pubertaire. À l'âge de 16-17 ans chez les filles, le noyau fonctionnel de l'interaction des composantes des ondes, qui maintient la structure du schéma EEG, est formé dans la plage alpha2-beta1, tandis que chez les garçons, dans la plage alpha2-alpha1. La gravité des changements liés à l'âge dans le schéma EEG reflète la formation progressive de l'électrogenèse de diverses structures cérébrales et présente des caractéristiques individuelles dues à la fois à des facteurs génétiques et environnementaux. Les indicateurs quantitatifs obtenus de la formation avec l'âge des relations dynamiques des rythmes de base permettent d'identifier les enfants présentant un développement altéré ou retardé du système nerveux central.
Rubriques connexes travaux scientifiques sur les technologies médicales, l'auteur du travail scientifique - Soroko S.I., Rozhkov Vladimir Pavlovich, Bekshaev S.S.
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Les caractéristiques du développement du SNC ont été étudiées chez des enfants et des adolescents vivant dans des conditions écologiques sévères dans le nord de la Russie. La méthode originale pour estimer une structure temporelle des interrelations des composants de fréquence EEG a été utilisée pour étudier la dynamique de maturation du modèle d'activité cérébrale bioélectrique et les changements liés à l'âge de l'interaction entre les principaux rythmes EEG. Il a été constaté que la structure statistique de l'interaction des composantes fréquentielles de l'EEG subit une restructuration significative avec l'âge et présente certaines différences de topographie et de sexe. La période de 7 à 18 ans est marquée par une diminution de la probabilité d'interaction des composantes des ondes des principales bandes de fréquences EEG avec les composantes des bandes delta et thêta tout en augmentant simultanément l'interaction avec les composantes des bandes de fréquences bêta et alpha2. La dynamique des indices étudiés EEG s'est manifestée dans les régions pariétales, temporales et occipitales du cortex cérébral dans la plus grande mesure. Les plus grandes différences liées au sexe dans les paramètres EEG se produisent à la puberté. Le noyau fonctionnel de l'interaction des composants d'onde qui maintient la structure du schéma EEG fréquence-temporelle est formé jusqu'à 16-18 ans chez les filles dans la plage alpha2-beta1, tandis que chez les garçons dans la plage alpha1-alpha2. L'intensité des réarrangements liés à l'âge du schéma EEG reflète la maturation progressive de l'électrogenèse dans différentes structures cérébrales et présente des caractéristiques individuelles dues à la fois à des facteurs génétiques et environnementaux. Les indicateurs quantitatifs obtenus de la formation avec l'âge des relations dynamiques entre les rythmes EEG de base permettent de révéler des enfants avec un développement perturbé ou retardé du système nerveux central.
Le texte de l'ouvrage scientifique sur le thème "Caractéristiques de l'organisation temps-fréquence du schéma EEG chez les enfants et les adolescents du Nord à différentes périodes d'âge"
UDC 612.821-053.4 / .7 (470.1/ .2)
CARACTÉRISTIQUES DE L'ORGANISATION FRÉQUENCE-TEMPS DU MODÈLE EEG CHEZ LES ENFANTS ET LES ADOLESCENTS DU NORD À DIFFÉRENTES PÉRIODES D'ÂGE
S. I. Soroko, V. P. Rozhkov et S. S. Bekshaev
Institut de physiologie évolutive et de biochimie. I.M.Sechenov Académie russe des sciences,
Saint-Pétersbourg
En utilisant une méthode originale pour évaluer la structure de l'interaction des composants EEG (ondes), la dynamique de la formation des modèles d'activité bioélectrique du cerveau et les changements liés à l'âge dans les relations entre les principaux composants fréquentiels de l'EEG, qui caractérisent les caractéristiques du développement du système nerveux central chez les enfants et les adolescents vivant dans des conditions environnementales difficiles dans le nord de la Fédération de Russie, ont été étudiées. Il a été constaté que la structure statistique de l'interaction des composants EEG subit des changements significatifs avec l'âge et a ses propres différences topographiques et de genre. Au cours de la période de 7 à 18 ans, la probabilité d'interaction des ondes de toutes les gammes de fréquences du rythme EEG avec les ondes des gammes delta et thêta diminue avec une augmentation simultanée de l'interaction avec les ondes des gammes bêta et alpha2. Dans la plus grande mesure, la dynamique des indicateurs EEG analysés se manifeste dans les régions pariétales, temporales et occipitales du cortex cérébral. Les plus grandes différences entre les sexes dans les paramètres EEG analysés se produisent à la puberté. À l'âge de 16-17 ans chez les filles, le noyau fonctionnel de l'interaction des composantes des ondes, qui maintient la structure du schéma EEG, est formé dans la plage alpha2-beta1, tandis que chez les garçons, dans la plage alpha2-alpha1. La gravité des changements liés à l'âge dans le schéma EEG reflète la formation progressive de l'électrogenèse de diverses structures cérébrales et présente des caractéristiques individuelles dues à la fois à des facteurs génétiques et environnementaux. Les indicateurs quantitatifs obtenus de la formation avec l'âge des relations dynamiques des rythmes de base permettent d'identifier les enfants présentant un développement altéré ou retardé du système nerveux central.
Mots clés : enfants, adolescents, développement lié à l'âge, cerveau, EEG, Nord, adaptation
CARACTÉRISTIQUES DU MODÈLE EEG TEMPS ET FRÉQUENCE CHEZ LES ENFANTS ET LES ADOLESCENTS VIVANT DANS LE NORD À DIFFÉRENTES PÉRIODES D'ÂGE
S. I. Soroko, vice-président, Rozhkov, S. S. Bekshaev
Institut I. M. Sechenov de physiologie évolutive et de biochimie de l'Académie des sciences de Russie,
St. Saint-Pétersbourg, Russie
Les caractéristiques du développement du SNC ont été étudiées chez des enfants et des adolescents vivant dans des conditions écologiques sévères dans le nord de la Russie. La méthode originale pour estimer une structure temporelle des interrelations des composants de fréquence EEG a été utilisée pour étudier la dynamique de maturation du modèle d'activité cérébrale bioélectrique et les changements liés à l'âge de l'interaction entre les principaux rythmes EEG. Il a été constaté que la structure statistique de l'interaction des composantes fréquentielles de l'EEG subit une restructuration significative avec l'âge et présente certaines différences de topographie et de sexe. La période de 7 à 18 ans est marquée par une diminution de la probabilité d'interaction des composantes des ondes des principales bandes de fréquences EEG avec les composantes des bandes delta et thêta tout en augmentant simultanément l'interaction avec les composantes des bandes de fréquences bêta et alpha2. La dynamique des indices étudiés EEG manifesté dans les régions pariétales, temporales et occipitales du cortex cérébral dans la plus grande mesure. Les plus grandes différences liées au sexe dans les paramètres EEG se produisent à la puberté. Le noyau fonctionnel de l'interaction des composants d'onde qui maintient la structure du schéma EEG fréquence-temporelle est formé jusqu'à 16-18 ans chez les filles dans la plage alpha2-beta1, tandis que chez les garçons - dans la plage alpha1-alpha2. L'intensité des réarrangements liés à l'âge du schéma EEG reflète la maturation progressive de l'électrogenèse dans différentes structures cérébrales et présente des caractéristiques individuelles dues à des facteurs génétiques et environnementaux. Les indicateurs quantitatifs obtenus de la formation avec l'âge des relations dynamiques entre les rythmes EEG de base permettent de révéler des enfants avec un développement perturbé ou retardé du système nerveux central.
Mots clés : enfants, adolescents, développement cérébral, EEG, Nord, adaptation
Soroko S.I., Rozhkov V.P., Bekshaev S.S.Caractéristiques de l'organisation temps-fréquence du schéma EEG chez les enfants et les adolescents du Nord à différentes périodes d'âge // Écologie humaine. 2016. N° 5. S. 36-43.
Soroko S. I., Rozhkov V. P., Bekshaev S. S. Caractéristiques du modèle EEG temporel et fréquentiel chez les enfants et les adolescents vivant dans le Nord à différentes périodes d'âge. Ekologiya cheloveka. 2016, 5, p. 36-43.
Le développement socio-économique de la zone arctique est défini comme l'une des orientations prioritaires de la politique d'État de la Fédération de Russie. À cet égard, une étude approfondie des problèmes médicaux et socio-économiques de la population du Nord, de la protection de la santé et de l'amélioration de la qualité de vie est hautement pertinente.
On sait qu'un complexe de facteurs extrêmes de l'environnement extérieur du Nord (naturel, technogénique,
social) a des effets stressants prononcés sur le corps humain, le plus grand stress étant ressenti par la population enfantine. Les charges accrues sur les systèmes physiologiques et la tension des mécanismes centraux de régulation des fonctions chez les enfants vivant dans des conditions climatiques défavorables du Nord provoquent le développement de deux types de réactions négatives : la réduction des capacités de réserve et les retards.
le taux de développement de l'âge. Ces réactions négatives sont basées sur un niveau accru de coûts pour la régulation homéostatique et le maintien du métabolisme avec la formation d'un déficit en substrat bioénergétique. De plus, grâce aux gènes d'un ordre supérieur qui contrôlent le développement lié à l'âge, des facteurs environnementaux défavorables peuvent avoir un effet épigénétique sur le taux de développement lié à l'âge en arrêtant ou en déplaçant temporairement l'un ou l'autre stade de développement. Des écarts par rapport au développement normal qui n'ont pas été identifiés dans l'enfance peuvent par la suite entraîner une violation de certaines fonctions ou des défauts prononcés déjà à l'âge adulte, réduisant considérablement la qualité de la vie humaine.
Dans la littérature, il existe un grand nombre de travaux consacrés à l'étude du développement du système nerveux central des enfants et des adolescents en fonction de l'âge, des formes nosologiques avec des écarts de développement. Au Nord, l'impact de facteurs naturels et sociaux complexes peut déterminer les caractéristiques de la maturation en âge de l'EEG des enfants. Cependant, il n'existe toujours pas de méthodes suffisamment fiables pour la détection précoce des anomalies du développement cérébral à différents stades de l'ontogenèse postnatale. Il est nécessaire de mener une recherche fondamentale approfondie afin de rechercher des marqueurs EEG locaux et spatiaux permettant de contrôler le développement morpho-fonctionnel individuel du cerveau à différentes périodes d'âge dans des conditions de vie spécifiques.
Le but de cette étude était d'étudier les caractéristiques de la dynamique de la formation des modèles rythmiques de l'activité bioélectrique et les changements liés à l'âge dans les relations entre les principales composantes fréquentielles de l'EEG caractérisant la maturation des structures corticales et sous-corticales individuelles et les régulations. interactions sous-cortico-corticales chez des enfants en bonne santé vivant dans le nord européen de la Russie.
Le contingent des enquêtés. 44 garçons et 42 filles de 7 à 17 ans ont participé à l'étude de la formation liée à l'âge de l'activité bioélectrique du cerveau - des élèves de 1 à 11 années d'une école secondaire rurale du district de Konosha de la région d'Arkhangelsk. Les études ont été réalisées conformément aux exigences de la Déclaration d'Helsinki, approuvée par la Commission sur l'éthique de la recherche biomédicale de l'Institut de physiologie évolutive et de biochimie du nom de V.I. Protocole IM Sechenov de l'Académie des sciences de Russie. Les parents d'élèves ont été informés du but de l'enquête et ont accepté de la mener. Les étudiants se sont portés volontaires pour participer à la recherche.
Procédure d'examen EEG. L'EEG a été enregistré sur un électroencéphalographe informatique EEGA 21/26 "Encephalan-131-03" (NPKF "Medikom" MTD, Russie) en plomb 21 selon la norme internationale
système "10-20" dans la bande 0,5-70 Hz avec un taux d'échantillonnage de 250 Hz. Utilisé une sonde monopolaire avec une électrode de référence combinée sur les lobes d'oreille. L'EEG a été enregistré en position assise. Les résultats pour un état d'éveil calme avec les yeux fermés sont présentés.
Analyse EEG. Un filtrage numérique a été appliqué au préalable en limitant la gamme de fréquences EEG par une bande de 1,6 à 30 Hz. Les fragments EEG contenant des artéfacts oculomoteurs et musculaires ont été exclus. Pour l'analyse EEG, des méthodes originales d'étude de la structure dynamique de la séquence temporelle des ondes EEG ont été appliquées. L'EEG a été transformé en une séquence de périodes (ondes EEG), dont chacune, selon la durée, appartient à l'une des six gammes de fréquences de l'EEG (P2 : 17,5-30 Hz ; P1 : 12,5-17,5 Hz ; a2 : 9, 5-12,5 Hz ; a1 : 7-9,5 Hz ; 0 : 4-7 Hz et 5 : 1,5-4 Hz). La probabilité conditionnelle d'apparition de toute composante fréquentielle de l'EEG sous la condition de sa préséance immédiate par toute autre composante a été évaluée ; cette probabilité est égale à la probabilité de passage de la composante fréquentielle précédente à la suivante. Sur la base des valeurs numériques de la probabilité de transition entre toutes les plages de fréquences indiquées, une matrice de probabilités de transition 6 x 6. Pour une représentation visuelle des matrices de probabilités de transition, des graphiques probabilistes orientés ont été construits. Les composantes fréquentielles de l'EEG susmentionnées servent de sommets, les bords du graphique relient les composantes de l'EEG de différentes gammes de fréquences, l'épaisseur du bord est proportionnelle à la probabilité de la transition correspondante.
Analyse de données statistiques. Pour identifier la relation entre les changements des paramètres EEG avec l'âge, des coefficients de corrélation de Pearson ont été calculés et une analyse de régression linéaire multiple avec des estimations de crête des paramètres de régression avec inclusion progressive de prédicteurs a été utilisée. Lors de l'analyse des caractéristiques topiques des changements liés à l'âge dans les indicateurs EEG, les estimations de la probabilité de transition entre les 6 plages de fréquences (36 paramètres pour chaque dérivation EEG) ont servi de prédicteurs. Les coefficients de corrélation multiple r, les coefficients de régression et les coefficients de détermination (r2) ont été analysés.
Pour évaluer les modèles liés à l'âge de la formation du modèle EEG, tous les écoliers (86 personnes) ont été divisés en trois groupes d'âge : le plus jeune - de 7 à 10,9 ans (n = 24), le milieu - de 11 à 13,9 ans (n = 25), le plus âgé - de 14 à 17,9 ans (n = 37). En utilisant une analyse de variance à deux voies (ANOVA), l'influence des facteurs "Sexe" (2 grades), "Age" (3 grades), ainsi que l'effet de leur interaction sur les indicateurs EEG a été évalué. Les effets (valeurs du critère F) ont été analysés avec un niveau de significativité de p< 0,01. Для оценки возможности возрастной классификации детей по описанным выше матрицам вероятностей переходов в 21-м отведении использовали классический дискриминантный анализ
avec l'inclusion étape par étape de prédicteurs. Le traitement statistique des données obtenues a été réalisé à l'aide du progiciel $ 1a<лз1лса-Ш.
résultats
Pour 86 étudiants, des matrices de probabilités de transitions d'une composante de fréquence EEG à d'autres ont été calculées, qui ont été utilisées pour construire les graphiques de transition correspondants dans 21 dérivations EEG. Des exemples de tels graphiques pour un élève de 7 et 16 ans sont illustrés à la Fig. 1. Les graphiques montrent la structure des transitions se répétant dans de nombreuses dérivations, ce qui caractérise un certain algorithme pour remplacer certaines composantes de fréquence EEG par d'autres dans leur séquence temporelle. Les lignes (bords) sur chacun des graphiques émanant de la plupart des sommets (les sommets correspondent aux principales plages de fréquences EEG) de la colonne de gauche du graphique convergent sur la colonne de droite vers 2-3 sommets (plages EEG). Cette convergence des lignes vers des plages individuelles reflète la formation d'un "noyau fonctionnel" de l'interaction des composants de l'onde EEG, qui joue un rôle majeur dans le maintien de cette structure du modèle d'activité bioélectrique. Le noyau d'une telle interaction chez les enfants des classes inférieures (7-10 ans) est constitué par les plages de fréquences thêta et alpha1, chez les adolescents des classes supérieures (14-17 ans) - les plages de fréquences alpha1 et alpha2, c'est-à-dire, il y a un "changement" dans les noyaux fonctionnels de la gamme des basses fréquences (thêta) des hautes fréquences (alpha1 et alpha2).
Chez les élèves du primaire, une structure stable des probabilités de transition est caractéristique de
dérivations occipitale, pariétale et centrale. Chez la plupart des adolescents de 14 à 17 ans, les transitions probabilistes sont déjà bien structurées non seulement dans les régions occipito-pariétale et centrale, mais aussi dans les régions temporales (T5, T6, T3, T4).
L'analyse de corrélation permet de quantifier la dépendance des changements des probabilités de transitions inter-fréquences sur l'âge de l'élève. En figue. 2 dans les cellules des matrices (construites dans la similitude des matrices de probabilités de transition, chaque matrice correspond à une certaine dérivation EEG), seuls les coefficients de corrélation significatifs sont affichés par des triangles : le sommet du triangle vers le haut caractérise l'augmentation de probabilité, le haut vers le bas caractérise la diminution de la probabilité de cette transition. L'attention est attirée sur la présence d'une structure régulière dans les matrices pour toutes les dérivations EEG. Ainsi, dans les colonnes désignées 9 et 5, il n'y a que des icônes avec le haut dirigé vers le bas, ce qui reflète une diminution avec l'âge de la probabilité de transition d'une onde de n'importe quelle gamme (indiquée dans la matrice verticalement) aux ondes du delta et gammes thêta de l'EEG. Dans les colonnes désignées a2, p1, p2, il n'y a que des icônes avec un sommet dirigé vers le haut, ce qui reflète une augmentation avec l'âge de la probabilité qu'une onde de n'importe quelle gamme se déplace vers la gamme de fréquences bêta1, bêta2 et surtout alpha2 de l'EEG. On peut voir que les changements liés à l'âge les plus prononcés, bien que dirigés de manière opposée, sont associés à des transitions vers les plages alpha2 et thêta. Une place particulière est occupée par la gamme de fréquences alpha 1. La probabilité de transitions vers cette plage dans toutes les dérivations EEG révèle une dépendance à l'âge
Fig. 1. Caractéristiques topiques de la structure des transitions mutuelles des ondes de différentes gammes de fréquences EEG chez un étudiant de 7 (I) et 16 (II) ans p1, p2 - bêta, a1, a2 - alpha, 9 - thêta, 5 - composantes delta ( vagues) de l'EEG. Les transitions sont affichées, dont la probabilité conditionnelle dépasse 0,2. Fp1 ... 02 - Dérivations EEG.
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Riz. 2. Modifications des probabilités de transitions entre les composantes ondulatoires des principaux rythmes EEG dans différentes dérivations avec l'âge chez les écoliers (86 personnes)
5 ... p2 - Gammes de fréquences EEG, Fp1 ... 02 - Dérivations EEG. Triangle dans la cellule : de haut en bas - diminuer, de haut en haut - augmenter avec l'âge la probabilité de transitions entre les composants EEG de différentes gammes de fréquences. Niveau de signification : p< 0,05 - светлый треугольник, р < 0,01 - темный треугольник.
que dans des cas isolés. Cependant, si vous suivez le remplissage des lignes, la plage de fréquences alpha 1 de l'EEG avec l'âge chez les écoliers diminue la connexion avec les plages à ondes lentes et augmente la connexion avec la plage alpha2, agissant ainsi comme un facteur de régulation la stabilité du modèle d'onde EEG
Pour une évaluation comparative du degré de connexion entre l'âge des enfants et les changements dans le modèle d'onde dans chaque dérivation EEG, nous avons utilisé la méthode de régression multiple, qui a permis d'évaluer l'effet des réarrangements combinés des transitions mutuelles entre les composants de toutes les gammes de fréquences EEG, en tenant compte de leur corrélation mutuelle (afin de réduire la redondance des prédicteurs, nous avons appliqué la régression de crête). Coefficients de détermination caractérisant la proportion de variabilité de l'étude
Les indices EEG, qui peuvent s'expliquer par l'influence du facteur âge, varient selon différentes dérivations de 0,20 à 0,49 (tableau 1). Les changements dans la structure des transitions avec l'âge ont certaines caractéristiques d'actualité. Ainsi, les coefficients de détermination les plus élevés entre les paramètres analysés et l'âge sont détectés dans les dérivations occipitale (01, 02), pariétale (P3, Pg, P4) et temporale postérieure (T6, T5), diminuant dans les dérivations centrale et temporale (T4 , T3) mène, et aussi en F8 et F3, atteignant les valeurs les plus basses dans les dérivations frontales (p1, Fpz, Fp2, F7, F4, Fz). Sur la base des valeurs absolues des coefficients de détermination, on peut supposer que les structures neuronales des régions occipitale, temporale et pariétale se développent le plus dynamiquement à l'âge scolaire. Dans le même temps, des changements dans la structure des transitions dans les régions pariétotemporales de
l'hémisphère droit (P4, T6, T4) est plus étroitement lié à l'âge que le gauche (P3, T5, T3).
Tableau 1
Résultats de la régression multiple entre la variable « âge de l'élève » et les probabilités de transition
entre toutes les composantes fréquentielles de l'EEG (36 variables) séparément pour chaque dérivation
Dérivation EEG r F df r2
Fp1 0,504 5,47 * 5,80 0,208
Fpz 0,532 5,55 * 5,70 0,232
Fp2 0,264 4,73 * 6,79 0,208
F7 0,224 7,91 * 3,82 0,196
F3 0,383 6,91 ** 7,78 0,327
Fz 0,596 5,90 ** 7,75 0,295
F4 0,524 4,23 * 7,78 0,210
F8 0,635 5,72 ** 9,76 0,333
T3 0,632 5,01 ** 10,75 0,320
C3 0,703 7,32 ** 10,75 0,426
Cz 0,625 6,90 ** 7,75 0,335
C4 0,674 9,29 ** 7,78 0,405
T4 0,671 10,83 ** 6,79 0,409
T5 0,689 10,07 ** 7,78 0,427
P3 0,692 12,15 ** 6,79 0,440
Pz 0,682 13,40 ** 5,77 0,430
P4 0,712 11,46 ** 7,78 0,462
T6 0,723 9,26 ** 9,76 0,466
O1 0,732 12,88 ** 7,78 0,494
onces 0,675 6,14 ** 9,66 0,381
O2 0,723 9,27 ** 9,76 0,466
Noter. r - coefficient de corrélation multiple
entre la variable "âge de l'élève" et les variables indépendantes, F est la valeur correspondante du critère F, seuils de significativité : * p< 0,0005, ** p < 0,0001; r2 - скорректированный на число степеней свободы (df) коэффициент детерминации.
Le coefficient de corrélation multiple entre l'âge des écoliers et les valeurs des probabilités de transition, calculé pour l'ensemble des dérivations (dans ce cas, les transitions dont la corrélation avec l'âge n'atteignait pas un seuil de signification de 0,05 étaient auparavant exclues de l'ensemble liste des transitions) était de 0,89, r2 ajusté = 0,72 (F (21,64) = 11,3, p< 0,0001). То есть 72 % от исходной изменчивости зависимой переменной (возраст) могут быть объяснены в рамках модели множественной линейной регрессии, где предикторами являются вероятности переходов в определенном наборе отведений ЭЭГ. В числе предикторов оказались: P3 (t/t) = -0,21; O2 (b2/t) = -0,18; C3 (b 1 /t) = -0,16; F7 (a1/t) = 0,25; T6 (d/t) = -0,20; P4 (b2/a1) = -0,21; O1 (t/ t) = -0,21; T5 (a1/a2) = -0,20; F8 (t/d) = -0,18; O1 (d/t) = -0,08; F8 (t/t) = 0,22; T6 (a1/t) = -0,26; C3 (d/t) = -0,19; C3 (b2/b1) = 0,16; F8 (b2/t) = 0,19; Fp1 (a1/a2) = -0,17; P4 (t/t) = -0,15; P3 (a2/d) = 0,11; C4 (a2/a2) = 0,16;
Fp2 (b2 / b1) = 0,11 ; 02 (1 / a2) = -0,11 (entre parenthèses 1 / -transition du composant 1 au composant]). Le signe du coefficient de régression caractérise le sens de la relation entre les variables : si le signe est positif, la probabilité de cette transition augmente avec l'âge ; si le signe est négatif, la probabilité de cette transition diminue avec l'âge.
À l'aide d'une analyse discriminante en fonction des valeurs des probabilités de transitions EEG, la division des écoliers en groupes d'âge a été réalisée. Sur l'ensemble des probabilités de transition, seuls 26 paramètres ont été utilisés pour la classification - selon le nombre de prédicteurs obtenus à partir des résultats de l'analyse de régression linéaire multiple avec des estimations de crête des paramètres de régression. Les résultats de séparation sont montrés dans la Fig. 3. On constate que les ensembles obtenus pour différents groupes d'âge se chevauchent légèrement. Par le degré de déviation par rapport au centre du groupe de l'un ou l'autre écolier ou de son appartenance à un autre groupe d'âge, on peut juger du retard ou de l'avance du taux de formation du modèle d'onde EEG.
° az A p O<к о о OfP® O ° d „° o e A o o 6 -4 -2 0 2 46 Mousse / mousse canonique 1 Riz. 3. Répartition des écoliers de différentes tranches d'âge (ml - junior, cf - middle, senior - senior) sur le champ discriminant Les probabilités transitionnelles des composantes EEG (ondes), significatives selon les résultats de la régression multiple, ont été sélectionnées comme prédicteurs en discriminant une analyse. Les caractéristiques de la dynamique liée à l'âge de la formation du modèle d'onde EEG chez les filles et les garçons sont révélées (tableau 2). Selon l'ANOVA, l'effet principal du facteur Sexe est plus prononcé dans les régions pariétotemporales que dans les régions frontales-centrales et a un accent dans les dérivations de l'hémisphère droit. L'influence du facteur genre est que chez les garçons, l'association d'alpha2- avec la gamme alpha1 à basse fréquence est plus prononcée, et chez les filles, la connexion d'alpha2- avec les gammes haute fréquence - bêta-fréquence. L'effet de l'interaction des facteurs associés à la dynamique liée à l'âge se manifeste mieux dans les paramètres EEG des zones frontale et temporale (également principalement à droite). Elle est principalement associée à une diminution à mesure que l'âge des écoliers augmente. Tableau 2 Différences dans les probabilités de transitions entre les composantes fréquentielles de l'EEG et leur dynamique d'âge chez les filles et les garçons (données ANOVA sur les dérivations EEG) Transition entre les composantes fréquentielles de l'EEG Dérivation EEG Effet principal du facteur Sexe Effet de l'interaction des facteurs Sexe * Âge Fp1 ß1-0 a1- 5 0-0 Fp2 ß2-0 a1-0 0-ß1 T4 ß2-a1 0-a1 ß2-0 a2-0 a1-0 a1-5 T6 a2-a1 a2- ß1 a1-ß1 a2-0 a1-0 P4 a2-a1 ß2-a1 a1-0 a1-5 O2 a2-a1 a2-ß1 a1-ß2 a1-a1 0-0 Noter. р2 ... 5 - Composantes EEG Les probabilités de transitions avec le niveau de signification de l'influence du facteur Sexe (interaction des facteurs Sexe et Âge) sont présentées.< 0,01. Отведения Fpz, F7, F8, F3, F4, Т3, С2, 02 в таблице не представлены из-за отсутствия значимых эффектов влияния фактора Пол и взаимодействия факторов. le nombre de transitions des gammes de fréquences alpha et bêta à la gamme thêta. Dans le même temps, une diminution plus rapide de la probabilité de transition des plages bêta et alpha à la plage de fréquences thêta chez les garçons est observée entre le groupe d'âge scolaire plus jeune et intermédiaire, tandis que chez les filles - entre les groupes d'âge moyen et plus âgés. La discussion des résultats Ainsi, sur la base de l'analyse, les composantes fréquentielles de l'EEG ont été identifiées, qui déterminent la réorganisation liée à l'âge et la spécificité des modèles d'activité bioélectrique cérébrale chez les écoliers du Nord. Des indicateurs quantitatifs de la formation avec l'âge des relations dynamiques des principaux rythmes EEG chez les enfants et les adolescents, en tenant compte des caractéristiques de genre, ont été obtenus, ce qui permet de contrôler les taux de développement liés à l'âge et les écarts possibles dans la dynamique de développement. Ainsi, chez les écoliers du primaire, une structure stable de l'organisation temporelle du rythme EEG a été trouvée dans les dérivations occipitales, pariétales et centrales. Chez la plupart des adolescents de 14 à 17 ans, le tracé EEG est bien structuré non seulement dans les régions occipito-pariétale et centrale, mais aussi dans les régions temporales. Les données obtenues confirment l'idée du développement séquentiel des structures du cerveau et de la formation par étapes de la rythmogenèse et des fonctions intégratives des zones correspondantes du cerveau. On sait que les aires sensorielles et motrices du cortex mûrissent à l'école primaire, plus tard les zones polymodales et associatives mûrissent, et la formation du cortex frontal se poursuit jusqu'à l'âge adulte. À un plus jeune âge, la structure ondulatoire du tracé EEG est moins organisée (diffuse). Progressivement, avec l'âge, la structure du schéma EEG commence à acquérir un caractère organisé et à l'âge de 17-18 ans, elle se rapproche de celle des adultes. Le noyau de l'interaction fonctionnelle des composantes des ondes EEG chez les enfants en âge d'aller à l'école primaire est constitué des plages de fréquences thêta et alpha1, chez les plus âgés - les plages de fréquences alpha1 et alpha2. Au cours de la période de 7 à 18 ans, la probabilité d'interaction des ondes de toutes les gammes de fréquences du rythme EEG avec les ondes des gammes delta et thêta diminue avec une augmentation simultanée de l'interaction avec les ondes des gammes bêta et alpha2. Dans la plus grande mesure, la dynamique des indicateurs EEG analysés se manifeste dans les régions pariétales et temporo-occipitales du cortex cérébral. Les plus grandes différences entre les sexes dans les paramètres EEG analysés se produisent à la puberté. À l'âge de 16-17 ans chez les filles, le noyau fonctionnel de l'interaction des composantes des ondes, qui maintient la structure du schéma EEG, est formé dans la plage alpha2-beta1, tandis que chez les garçons, dans la plage alpha2-alpha1. Cependant, il convient de noter que la formation liée à l'âge du schéma EEG dans différentes zones du cortex cérébral est hétérochrone, subissant une certaine désorganisation avec une augmentation de l'activité thêta pendant la puberté. Ces écarts par rapport à la dynamique générale sont les plus prononcés pendant la puberté chez les filles. Des études ont montré que les enfants de la région d'Arkhangelsk, par rapport aux enfants vivant dans la région de Moscou, ont un retard de puberté d'un à deux ans. Cela peut être dû à l'influence des conditions climatiques et géographiques de l'environnement, qui déterminent les caractéristiques du développement hormonal des enfants dans les régions du nord. L'un des facteurs du désavantage écologique de l'environnement pour l'homme au Nord est le manque ou l'excès d'éléments chimiques dans le sol et l'eau. Les habitants de la région d'Arkhangelsk manquent de calcium, de magnésium, de phosphore, d'iode, de fluor, de fer, de sélénium, de cobalt, de cuivre et d'autres éléments. Des troubles de l'équilibre des micro et macroéléments ont également été révélés chez les enfants et les adolescents, dont les données EEG sont présentées dans ce travail. Cela peut également affecter la nature du développement morphofonctionnel lié à l'âge de divers systèmes corporels, y compris le système nerveux central, car les éléments chimiques essentiels et autres font partie intégrante de nombreuses protéines et sont impliqués dans les processus moléculaires et biochimiques les plus importants, et certains d'entre eux sont toxiques. La nature des réarrangements adaptatifs et le degré leur gravité est largement déterminée par les capacités d'adaptation de l'organisme, qui dépendent des caractéristiques typologiques individuelles, de la sensibilité et de la résistance à certaines influences. L'étude des caractéristiques du développement du corps de l'enfant et de la formation de la structure EEG est une base importante pour la formation d'idées sur les différentes étapes de l'ontogenèse, la détection précoce des troubles et le développement de méthodes possibles pour leur correction. Les travaux ont été réalisés dans le cadre du programme de recherche fondamentale n° 18 du Présidium de l'Académie des sciences de Russie. Bibliographie 1. Boyko ER Fondements physiologiques et biochimiques de la vie humaine dans le Nord. Ekaterinbourg : Branche de l'Oural de l'Académie des sciences de Russie, 2005.190 p. 2. Gorbatchev AL, Dobrodeeva LK, Tedder Yu. R., Shatsova EN Caractéristiques biogéochimiques des régions du Nord. Statut en éléments traces de la population de la région d'Arkhangelsk et pronostic du développement des maladies endémiques // Ecologie humaine. 2007. N° 1. S. 4-11. 3. Gudkov AB, Lukmanova IB, Ramenskaya EB Man dans la région subpolaire du Nord européen. Aspects écologiques et physiologiques. Arkhangelsk : IPC NArFU, 2013.184 p. 4. 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Une autre circonstance importante qui permet d'utiliser de manière productive l'EEG dans l'étude de l'ontogenèse cérébrale est la possibilité d'une évaluation quantitative des changements qui se produisent. Les études de transformations ontogénétiques de l'EEG sont très nombreuses. La dynamique de l'âge de l'EEG est étudiée au repos, dans d'autres états fonctionnels (sommeil, veille active, etc.), ainsi que sous l'action de divers stimuli (visuels, auditifs, tactiles). Sur la base de nombreuses observations, des indicateurs ont été distingués, qui permettent de juger des transformations liées à l'âge tout au long de l'ontogenèse, aussi bien en cours de maturation (voir chapitre 12.1.1.) qu'au cours du vieillissement. Tout d'abord, ce sont les caractéristiques du spectre fréquence-amplitude de l'EEG local, c'est-à-dire activité enregistrée dans des points séparés du cortex cérébral. Afin d'étudier la relation de l'activité bioélectrique enregistrée à partir de différents points du cortex, une analyse de corrélation spectrale est utilisée (voir chapitre 2.1.1) avec une évaluation des fonctions de cohérence des composants rythmiques individuels. Changements liés à l'âge dans la composition rythmique de l'EEG. Les plus étudiées à cet égard sont les changements liés à l'âge dans le spectre fréquence-amplitude de l'EEG dans différentes zones du cortex cérébral. L'analyse visuelle de l'EEG montre que chez les nouveau-nés éveillés, des oscillations irrégulières lentes avec une fréquence de 1 à 3 Hz avec une amplitude de 20 V prévalent dans l'EEG. Dans le spectre de fréquences EEG, cependant, ils ont des fréquences comprises entre 0,5 et 15 Hz. Les premières manifestations de l'ordre rythmique apparaissent dans les zones centrales, à partir du troisième mois de vie. Au cours de la première année de vie, il y a une augmentation de la fréquence et une stabilisation du rythme de base de l'électroencéphalogramme de l'enfant. La tendance à l'augmentation de la fréquence dominante persiste à des stades ultérieurs de développement. À l'âge de 3 ans, c'est déjà un rythme avec une fréquence de 7 - 8 Hz, à l'âge de 6 - 9 - 10 Hz (Farber, Alferova, 1972). L'une des plus controversées est la question de savoir comment qualifier les composantes rythmiques de l'EEG des jeunes enfants, c'est-à-dire comment corréler la classification des rythmes par plages de fréquences adoptée pour les adultes (voir chapitre 2.1.1) avec les composantes rythmiques présentes dans l'EEG des enfants dans les premières années de la vie. Il existe deux approches alternatives pour résoudre ce problème. La première suppose que les gammes de fréquences delta, thêta, alpha et bêta ont des origines et une signification fonctionnelle différentes. Dans la petite enfance, l'activité lente s'avère plus puissante et, dans l'ontogenèse ultérieure, la dominance de l'activité passe des composantes rythmiques à fréquence lente à rapide. En d'autres termes, chaque bande de fréquence de l'EEG domine successivement dans l'ontogénie (Garshe, 1954). Selon cette logique, 4 périodes ont été identifiées dans la formation de l'activité bioélectrique du cerveau : 1 période (jusqu'à 18 mois) - dominance de l'activité delta, principalement dans les dérivations centrales-pariétales ; Période 2 (1,5 ans - 5 ans) - dominance de l'activité thêta ; 3 période (6 - 10 ans) - dominance de l'activité alpha (phase labile); 4 période (après 10 ans de vie) dominance de l'activité alpha (phase stable). Au cours des deux dernières périodes, l'activité maximale se produit dans les régions occipitales. Sur cette base, il a été proposé de considérer le rapport entre l'activité alpha et l'activité thêta comme un indicateur (indice) de la maturité cérébrale (Matousek, Petersen, 1973). Une autre approche considère la principale, c'est-à-dire le rythme dominant dans l'électroencéphalogramme, quels que soient ses paramètres de fréquence, comme un analogue ontogénétique du rythme alpha. Les motifs de cette interprétation sont contenus dans les caractéristiques fonctionnelles du rythme dominant dans l'EEG. Ils ont trouvé leur expression dans le « principe de topographie fonctionnelle » (Kuhlman, 1980). Conformément à ce principe, l'identification de la composante fréquentielle (rythme) s'effectue sur la base de trois critères : 1) la fréquence de la composante rythmique ; 2) la localisation spatiale de son maximum dans certaines zones du cortex cérébral; 3) Réactivité EEG aux charges fonctionnelles. Appliquant ce principe à l'analyse de l'EEG des nourrissons, T.A. Stroganova a montré que la composante fréquentielle de 6 à 7 Hz, enregistrée dans la région occipitale, peut être considérée comme un analogue fonctionnel du rythme alpha ou comme le rythme alpha lui-même. Étant donné que cette composante fréquentielle a une faible densité spectrale dans l'état d'attention visuelle, mais devient dominante avec un champ de vision sombre uniforme, qui, comme on le sait, caractérise le rythme alpha d'un adulte (Stroganova et al., 1999). La position énoncée semble argumentée de façon convaincante. Néanmoins, le problème dans son ensemble reste entier, car la signification fonctionnelle du reste des composantes rythmiques de l'EEG du nourrisson et leur relation avec les rythmes de l'EEG d'un adulte : delta, thêta et bêta, n'ont pas été clarifiées. De ce qui précède, il devient clair pourquoi le problème du rapport des rythmes thêta et alpha dans l'ontogenèse est un sujet de discussion. Thêta est encore souvent considéré comme un précurseur fonctionnel de l'alpha, et il est donc reconnu qu'il n'y a pratiquement pas d'alpha dans l'EEG des jeunes enfants. Les chercheurs qui adhèrent à cette position ne considèrent pas possible de considérer l'activité rythmique dominante dans l'EEG des jeunes enfants comme un rythme alpha (Shepovalnikov et al., 1979). Cependant, quelle que soit la manière dont ces composantes fréquentielles de l'EEG sont interprétées, la dynamique liée à l'âge, indiquant un décalage progressif de la fréquence du rythme dominant vers des valeurs plus élevées dans la plage allant du rythme thêta à l'alpha haute fréquence, est un élément indiscutable. fait (par exemple, Fig. 13.1). Hétérogénéité du rythme alpha. Il a été constaté que la plage alpha est hétérogène et, selon la fréquence, un certain nombre de sous-composants peuvent y être distingués, qui ont apparemment une signification fonctionnelle différente. La dynamique ontogénétique de leur maturation sert d'argument important en faveur de l'identification de sous-bandes alpha à bande étroite. Les trois sous-bandes comprennent : alpha 1 - 7,7 - 8,9 Hz ; alpha-2 - 9,3 - 10,5 Hz ; alpha-3 - 10,9 - 12,5 Hz (Alferova, Farber, 1990). De 4 à 8 ans, alpha-1 domine, après 10 ans - alpha-2, et à 16 - 17 ans, alpha-3 prédomine dans le spectre. Les composantes du rythme alpha ont également une topographie différente : le rythme alpha-1 est plus prononcé dans les parties postérieures du cortex, principalement dans le pariétal. Il est considéré comme local, contrairement à l'alpha-2, qui est répandu dans le cortex, avec un maximum dans la région occipitale. Le troisième composant, alpha, appelé murhythm, a un foyer d'activité dans les régions antérieures : le cortex sensorimoteur. Elle a également un caractère local, puisque son épaisseur diminue fortement avec l'éloignement des zones centrales. La tendance générale aux changements des principales composantes rythmiques se manifeste par une diminution avec l'âge de la sévérité de la composante lente de l'alpha-1. Cette composante du rythme alpha se comporte comme les plages thêta et delta, dont la puissance diminue avec l'âge, tandis que la puissance des composantes alpha-2 et alpha-3, comme la plage bêta, augmente. Cependant, l'activité bêta chez les enfants normaux en bonne santé est faible en amplitude et en puissance, et dans certaines études, cette plage de fréquences n'est même pas traitée en raison de son apparition relativement rare dans un échantillon normal. Caractéristiques de l'EEG à la puberté. La dynamique progressive des caractéristiques fréquentielles de l'EEG à l'adolescence disparaît. Aux premiers stades de la puberté, lorsque l'activité de la région hypothalamo-hypophysaire dans les structures profondes du cerveau augmente, l'activité bioélectrique du cortex cérébral change de manière significative. Dans l'EEG, la puissance des composantes à ondes lentes, y compris l'alpha-1, augmente et la puissance de l'alpha-2 et de l'alpha-3 diminue. À la puberté, des différences d'âge biologique sont perceptibles, notamment entre les sexes. Par exemple, chez les filles de 12 à 13 ans (passant par les stades II et III de la puberté), l'EEG se caractérise par une plus grande intensité du rythme thêta et de la composante alpha-1 par rapport aux garçons. A 14 - 15 ans, le tableau inverse est observé. Les filles ont la finale ( TU et Y) le stade de la puberté, lorsque l'activité de la région hypothalamo-hypophysaire diminue et que les tendances négatives de l'EEG disparaissent progressivement. Chez les garçons de cet âge, les stades II et III de la puberté prévalent et les signes de régression énumérés ci-dessus sont observés. À 16 ans, ces différences entre les sexes disparaissent pratiquement, puisque la plupart des adolescents entrent dans la phase finale de la puberté. La direction progressive du développement est en train d'être rétablie. La fréquence du rythme EEG principal augmente à nouveau et acquiert des valeurs proches du type adulte. Caractéristiques de l'EEG au cours du vieillissement. Au cours du processus de vieillissement, des changements importants se produisent dans la nature de l'activité électrique du cerveau. Il a été constaté qu'après 60 ans, il y a un ralentissement de la fréquence des principaux rythmes EEG, principalement dans la gamme du rythme alpha. Chez les personnes âgées de 17 à 19 ans et de 40 à 59 ans, la fréquence du rythme alpha est la même et est d'environ 10 Hz. À 90 ans, il tombe à 8,6 Hz. La décélération de la fréquence du rythme alpha est appelée le "symptôme EEG" le plus stable du vieillissement cérébral (Frolkis, 1991). Parallèlement, l'activité lente (rythmes delta et thêta) augmente et le nombre d'ondes thêta est plus important chez les personnes à risque de développer une psychologie vasculaire. Parallèlement à cela, chez les personnes de plus de 100 ans - foies longs avec un état de santé satisfaisant et des fonctions mentales intactes - le rythme dominant dans la région occipitale est compris entre 8 et 12 Hz. Dynamiques régionales de maturation. Jusqu'à présent, en discutant de la dynamique d'âge de l'EEG, nous n'avons pas spécifiquement analysé le problème des différences régionales, c'est-à-dire différences qui existent entre les indicateurs EEG de différentes zones du cortex dans les deux hémisphères. En attendant, de telles différences existent et il est possible de distinguer une certaine séquence de maturation de zones individuelles du cortex selon les indicateurs EEG. Par exemple, cela est mis en évidence par les données des physiologistes américains Hudspeth et Pribram, qui ont tracé les trajectoires de maturation (de 1 à 21 ans) du spectre de fréquences EEG de différentes zones du cerveau humain. Selon les indicateurs EEG, ils ont identifié plusieurs stades de maturation. Ainsi, par exemple, le premier couvre la période de 1 à 6 ans, se caractérise par une vitesse de maturation rapide et synchrone de toutes les zones du cortex. Le deuxième stade dure de 6 à 10,5 ans, et le pic de maturation est atteint dans les parties postérieures du cortex à 7,5 ans, après quoi les parties antérieures du cortex commencent à se développer rapidement, qui sont associées à la mise en place d'une régulation volontaire. et le contrôle du comportement. Après 10,5 ans, la synchronicité de la maturation est violée et 4 trajectoires de maturation indépendantes sont distinguées. Selon les indices EEG, les régions centrales du cortex cérébral sont la zone de maturation la plus précoce du développement, tandis que la zone frontale gauche, au contraire, mûrit plus récemment ; sa maturation est associée à la formation du rôle prépondérant des régions antérieures du l'hémisphère gauche dans l'organisation du traitement de l'information (Hudspeth et Pribram, 1992). La maturation relativement tardive de la zone frontale gauche du cortex a également été notée à plusieurs reprises dans les travaux de D.A. Farber et ses collègues. Les changements liés à l'âge dans l'activité bioélectrique du cerveau couvrent une période significative d'ontogenèse de la naissance à l'adolescence. Sur la base de nombreuses observations, les caractéristiques sont identifiées par lesquelles on peut juger de la maturité de l'activité bioélectrique du cerveau. Ceux-ci incluent : 1) les caractéristiques du spectre fréquence-amplitude de l'EEG ; 2) la présence d'une activité rythmique stable; 3) la fréquence moyenne des ondes dominantes ; 4) caractéristiques de l'EEG dans différentes zones du cerveau ; 5) caractéristiques de l'activité cérébrale évoquée généralisée et locale ; 6) caractéristiques de l'organisation spatio-temporelle des biopotentiels cérébraux. Les plus étudiées à cet égard sont les changements liés à l'âge dans le spectre fréquence-amplitude de l'EEG dans différentes zones du cortex cérébral. Les nouveau-nés se caractérisent par une activité irrégulière d'une amplitude d'environ 20 V et fréquence 1-6 Hz. Les premiers signes d'ordre rythmique apparaissent dans les zones centrales à partir du troisième mois de vie. Au cours de la première année de vie, il y a une augmentation de la fréquence et une stabilisation du rythme principal de l'EEG de l'enfant. La tendance à l'augmentation de la fréquence dominante persiste à des stades ultérieurs de développement. A 3 ans, c'est déjà un rythme avec une fréquence de 7-8 Hz,à l'âge de 6 - 9-10 Hz etc. ... À un moment donné, on croyait que chaque bande de fréquence de l'EEG domine séquentiellement l'une après l'autre dans l'ontogénie. Selon cette logique, 4 périodes ont été distinguées dans la formation de l'activité bioélectrique du cerveau : 1ère période (jusqu'à 18 mois) - dominance de l'activité delta, principalement dans les dérivations pariétales centrales ; 2ème période (1,5 ans - 5 ans) - dominance de l'activité thêta ; 3ème période (6-10 ans) - dominance de l'activité alpha (labile phase); 4ème période (après 10 ans de vie) - dominance de l'activité alpha (phase stable). Au cours des deux dernières périodes, l'activité maximale se produit dans les régions occipitales. Sur cette base, il a été proposé de considérer le rapport d'activité alpha et thêta comme un indicateur (indice) de maturité cérébrale. Cependant, le problème de la relation entre les rythmes thêta et alpha dans l'ontogenèse est un sujet de discussion. Selon certains points de vue, le rythme thêta est considéré comme un précurseur fonctionnel du rythme alpha, et il est donc reconnu que dans l'EEG des jeunes enfants, le rythme alpha est pratiquement absent. Les chercheurs qui adhèrent à cette position considèrent qu'il est inacceptable de considérer l'activité rythmique dominante dans l'EEG des jeunes enfants comme un rythme alpha ; du point de vue des autres, l'activité rythmique des nourrissons dans la gamme de 6-8 Hz ses propriétés fonctionnelles sont analogues au rythme alpha. Ces dernières années, il a été établi que la plage alpha n'est pas homogène et, en fonction de la fréquence, on peut y distinguer un certain nombre de sous-composants, qui ont apparemment une signification fonctionnelle différente. La dynamique ontogénétique de leur maturation sert d'argument important en faveur de l'identification de sous-gammes alpha à bande étroite. Les trois sous-bandes comprennent : alpha 1 - 7,7-8,9 Hz ; alpha-2 - 9,3-10,5 Hz; alpha-3 - 10,9-12,5 Hz. De 4 à 8 ans, l'alpha-1 domine, après 10 ans - alpha-2, et à l'âge de 16-17 ans, l'alpha-3 prédomine dans le spectre. Des études de la dynamique EEG liée à l'âge sont réalisées au repos, dans d'autres états fonctionnels (soja, veille active, etc.), ainsi que sous l'action de divers stimuli (visuels, auditifs, tactiles). Étude des réponses cérébrales sensorielles spécifiques à des stimuli de différentes modalités, c'est-à-dire EP montre que les réponses cérébrales locales dans les zones de projection du cortex sont enregistrées dès la naissance d'un enfant. Cependant, leur configuration et leurs paramètres indiquent un degré différent de maturité et d'incohérence avec ceux d'un adulte dans différentes modalités. Par exemple, dans la zone de projection de l'analyseur somatosensoriel fonctionnellement plus significatif et morphologiquement plus mature au moment de la naissance, les PE contiennent les mêmes composants que chez les adultes, et leurs paramètres atteignent leur maturité dès les premières semaines de vie. Dans le même temps, les PE visuels et auditifs sont beaucoup moins matures chez les nouveau-nés et les nourrissons. La PE visuelle des nouveau-nés est une oscillation positive-négative enregistrée dans la région occipitale de projection. Les changements les plus importants dans la configuration et les paramètres de ces espaces aériens se produisent au cours des deux premières années de vie. Au cours de cette période, les PE en une épidémie sont convertis d'une fluctuation positive-négative avec une latence de 150-190 Mme en une réaction à plusieurs composants, qui, en termes généraux, persiste dans l'ontogenèse ultérieure. Stabilisation finale de la composition des composants d'un tel PV se produit vers l'âge de 5 à 6 ans, lorsque les principaux paramètres de toutes les composantes de la PE visuelle d'une épidémie se situent dans les mêmes limites que chez les adultes. La dynamique EP liée à l'âge aux stimuli spatialement structurés (champs en damier, réseaux) diffère des réponses à une explosion. La conception finale de la composition des composants de ces EP a lieu jusqu'à 11-12 ans. Les composants EP endogènes, ou "cognitifs", reflétant la fourniture d'aspects plus complexes de l'activité cognitive, peuvent être enregistrés chez les enfants de tous âges, à partir de la petite enfance, mais à chaque âge, ils ont leurs propres spécificités. Les faits les plus systématiques ont été obtenus dans l'étude des changements liés à l'âge dans la composante PPP dans les situations de prise de décision. Il a été constaté que dans la tranche d'âge de 5-6 ans à l'âge adulte, il y a une réduction de la période de latence et une diminution de l'amplitude de cette composante. On suppose que la nature continue des changements de ces paramètres est due au fait que les générateurs communs d'activité électrique fonctionnent à tous les âges. Ainsi, l'étude de l'ontogenèse EP ouvre des perspectives pour étudier la nature des changements liés à l'âge et la continuité dans le travail des mécanismes cérébraux de l'activité perceptive. STABILITÉ ONTOGÉNÉTIQUE DES PARAMÈTRES EEG ET EP La variabilité de l'activité bioélectrique du cerveau, comme d'autres traits individuels, a deux composantes : intraindividuelle et interindividuelle. La variabilité intraindividuelle caractérise la reproductibilité (fiabilité du retest) des paramètres EEG et EP dans des études répétées. Si les conditions sont constantes, la reproductibilité de l'EEG et de l'EP chez l'adulte est assez élevée. Chez les enfants, la reproductibilité des mêmes paramètres est plus faible, c'est-à-dire ils se distinguent par une variabilité intraindividuelle significativement plus importante de l'EEG et de l'EP. Les différences individuelles entre sujets adultes (variabilité interindividuelle) reflètent le travail de formations nerveuses stables et sont largement déterminées par des facteurs génotypiques. Chez les enfants, la variabilité interindividuelle est due non seulement à des différences individuelles dans le travail de formations nerveuses déjà établies, mais également à des différences individuelles dans les taux de maturation du système nerveux central. Par conséquent, chez les enfants, il est étroitement lié au concept de stabilité ontogénétique. Ce concept n'implique pas l'absence de changements dans les valeurs absolues des indicateurs de maturation, mais la constance relative du taux de transformations liées à l'âge. Il n'est possible d'évaluer le degré de stabilité ontogénétique d'un indicateur particulier que dans des études longitudinales, au cours desquelles les mêmes indicateurs sont comparés chez les mêmes enfants à différents stades de l'ontogenèse. Preuve d'une stabilité ontogénétique La constance de la place de rang que l'enfant occupe dans le groupe lors des examens répétés peut servir de signe. Pour évaluer la stabilité ontogénétique, le coefficient de corrélation de rang de Spearman est souvent utilisé, de préférence avec une correction pour l'âge. Sa valeur ne parle pas de l'invariabilité des valeurs absolues d'une caractéristique particulière, mais du sujet conservant sa place de classement dans le groupe. Ainsi, les différences individuelles des paramètres EEG et EP des enfants et des adolescents par rapport aux différences individuelles des adultes ont, relativement parlant, un caractère « double ». Ils reflètent, d'une part, des caractéristiques individuellement stables du travail des formations nerveuses et, d'autre part, des différences dans les taux de maturation du substrat cérébral et des fonctions psychophysiologiques. Il existe peu de données expérimentales indiquant la stabilité ontogénétique de l'EEG. Cependant, certaines informations à ce sujet peuvent être obtenues à partir de travaux consacrés à l'étude des modifications de l'EEG liées à l'âge. Dans l'ouvrage bien connu de Lindsley [cit. selon : 33], des enfants de 3 mois à 16 ans ont été étudiés, et l'EEG de chaque enfant a été tracé pendant trois ans. Bien que la stabilité des caractéristiques individuelles n'ait pas été spécifiquement évaluée, l'analyse des données permet de conclure que, malgré les changements naturels liés à l'âge, le rang du sujet est approximativement conservé. Il a été démontré que certaines caractéristiques EEG sont stables sur de longues périodes de temps, quel que soit le processus de maturation EEG. Dans le même groupe d'enfants (13 personnes) à deux reprises, avec un intervalle de 8 ans, l'EEG et ses modifications ont été enregistrées au cours de réactions réflexes d'orientation et conditionnées sous forme de dépression du rythme alpha. Lors de la première inscription, l'âge moyen des sujets du groupe était de 8,5 ans ; pendant la seconde - 16,5 années Les coefficients de corrélation de rang pour les énergies totales étaient : dans les bandes de rythmes delta et thêta - 0,59 et 0,56 ; dans la bande alpha -0,36, dans la bande bêta -0,78. Des corrélations similaires pour les fréquences n'étaient pas plus faibles, mais la stabilité la plus élevée a été trouvée pour la fréquence du rythme alpha (R = 0,84). Dans un autre groupe d'enfants, l'évaluation de la stabilité ontogénétique des mêmes indicateurs de l'EEG de fond a été réalisée avec une pause de 6 ans - à 15 ans et 21 ans. Dans ce cas, les plus stables étaient les énergies totales des rythmes lents (delta et thêta) et du rythme alpha (coefficients de corrélation pour tous - environ 0,6). En termes de fréquence, le rythme alpha a à nouveau démontré la stabilité maximale (R = 0,47). Ainsi, à en juger par les coefficients de corrélation de rang entre les deux séries de données (1er et 2e relevés) obtenus dans ces études, on peut affirmer que des paramètres tels que la fréquence du rythme alpha, les énergies totales des rythmes delta et thêta, et un certain nombre d'autres indicateurs, EEG sont individuellement stables. La variabilité interindividuelle et intraindividuelle de l'EP dans l'ontogenèse a été relativement peu étudiée. Cependant, un fait ne fait aucun doute : avec l'âge, la variabilité de ces réactions diminue La spécificité individuelle de la configuration et des paramètres de l'espace aérien augmente. Les évaluations disponibles de la fiabilité du retest des amplitudes et des périodes de latence de la PE visuelle, de la composante endogène P3 et des potentiels cérébraux associés au mouvement, en général, indiquent un niveau de reproductibilité relativement faible des paramètres de ces réactions chez les enfants par rapport aux adultes. Les coefficients de corrélation correspondants varient sur une large plage, mais ne dépassent pas 0,5-0,6. Cette circonstance augmente considérablement l'erreur de mesure, qui, à son tour, peut affecter les résultats de l'analyse génétique et statistique; comme déjà noté, l'erreur de mesure est incluse dans l'évaluation de l'environnement individuel. Néanmoins, l'utilisation de certaines techniques statistiques permet dans de tels cas d'introduire les corrections nécessaires et d'augmenter la fiabilité des résultats. En psychophysiologie liée à l'âge, on utilise presque toutes les méthodes utilisées lorsqu'on travaille avec un contingent de sujets adultes (voir chapitre 2). Cependant, dans l'utilisation des méthodes traditionnelles, il existe une spécificité d'âge, qui est déterminée par un certain nombre de circonstances. Premièrement, les indicateurs obtenus à l'aide de ces méthodes présentent de grandes différences d'âge. Par exemple, un électroencéphalogramme et, en conséquence, les indicateurs obtenus avec son aide changent de manière significative au cours de l'ontogenèse. Deuxièmement, ces changements (dans leurs termes qualitatifs et quantitatifs) peuvent agir en parallèle à la fois comme objet de recherche, et comme moyen d'évaluer la dynamique de la maturation cérébrale, et comme outil/moyen d'étude de l'émergence et du fonctionnement des conditions physiologiques. du développement mental. C'est d'ailleurs cette dernière qui présente le plus d'intérêt pour la psychophysiologie liée à l'âge. Les trois aspects de l'étude de l'EEG dans l'ontogenèse sont sans aucun doute appariés et se complètent, mais ils diffèrent considérablement par leur contenu et, par conséquent, ils peuvent être considérés séparément les uns des autres. Pour cette raison, tant dans la recherche scientifique spécifique que dans la pratique, l'accent est souvent mis sur un ou deux aspects seulement. Cependant, malgré le fait que pour la psychophysiologie liée à l'âge, le troisième aspect est de la plus grande importance, à savoir. comment les indicateurs EEG peuvent être utilisés pour évaluer les prérequis physiologiques et / ou les conditions de développement mental, la profondeur de l'étude et la compréhension de ce problème dépendent de manière décisive du degré d'élaboration des deux premiers aspects de l'étude EEG. La caractéristique principale de l'EEG, qui en fait un outil indispensable pour la psychophysiologie liée à l'âge, est son caractère spontané et autonome. L'activité électrique régulière du cerveau peut déjà être enregistrée chez le fœtus et ne s'arrête qu'avec le début de la mort. Dans le même temps, les modifications de l'activité bioélectrique du cerveau liées à l'âge couvrent toute la période de l'ontogenèse à partir du moment de son apparition à un certain stade (et pas encore précisément établi) du développement intra-utérin du cerveau et jusqu'à la mort. d'une personne. Une autre circonstance importante qui permet d'utiliser de manière productive l'EEG dans l'étude de l'ontogenèse cérébrale est la possibilité d'une évaluation quantitative des changements qui se produisent. Les études de transformations ontogénétiques de l'EEG sont très nombreuses. La dynamique de l'âge de l'EEG est étudiée au repos, dans d'autres états fonctionnels (sommeil, veille active, etc.), ainsi que sous l'action de divers stimuli (visuels, auditifs, tactiles). Sur la base de nombreuses observations, des indicateurs ont été distingués, qui permettent de juger des transformations liées à l'âge tout au long de l'ontogenèse, aussi bien en cours de maturation (voir chapitre 12.1.1.) qu'au cours du vieillissement. Tout d'abord, ce sont les caractéristiques du spectre fréquence-amplitude de l'EEG local, c'est-à-dire activité enregistrée dans des points séparés du cortex cérébral. Afin d'étudier la relation de l'activité bioélectrique enregistrée à partir de différents points du cortex, une analyse de corrélation spectrale est utilisée (voir chapitre 2.1.1) avec une évaluation des fonctions de cohérence des composants rythmiques individuels. Changements liés à l'âge dans la composition rythmique de l'EEG. Les plus étudiées à cet égard sont les changements liés à l'âge dans le spectre fréquence-amplitude de l'EEG dans différentes zones du cortex cérébral. L'analyse visuelle de l'EEG montre que chez les nouveau-nés éveillés, des oscillations irrégulières lentes avec une fréquence de 1 à 3 Hz avec une amplitude de 20 V prévalent dans l'EEG. Dans le spectre de fréquences EEG, cependant, ils ont des fréquences comprises entre 0,5 et 15 Hz. Les premières manifestations de l'ordre rythmique apparaissent dans les zones centrales, à partir du troisième mois de vie. Au cours de la première année de vie, il y a une augmentation de la fréquence et une stabilisation du rythme de base de l'électroencéphalogramme de l'enfant. La tendance à l'augmentation de la fréquence dominante persiste à des stades ultérieurs de développement. À l'âge de 3 ans, c'est déjà un rythme avec une fréquence de 7 - 8 Hz, à l'âge de 6 - 9 - 10 Hz (Farber, Alferova, 1972). L'une des plus controversées est la question de savoir comment qualifier les composantes rythmiques de l'EEG des jeunes enfants, c'est-à-dire comment corréler la classification des rythmes par plages de fréquences adoptée pour les adultes (voir chapitre 2.1.1) avec les composantes rythmiques présentes dans l'EEG des enfants dans les premières années de la vie. Il existe deux approches alternatives pour résoudre ce problème. La première suppose que les gammes de fréquences delta, thêta, alpha et bêta ont des origines et une signification fonctionnelle différentes. Dans la petite enfance, l'activité lente s'avère plus puissante et, dans l'ontogenèse ultérieure, la dominance de l'activité passe des composantes rythmiques à fréquence lente à rapide. En d'autres termes, chaque bande de fréquence de l'EEG domine successivement dans l'ontogénie (Garshe, 1954). Selon cette logique, 4 périodes ont été identifiées dans la formation de l'activité bioélectrique du cerveau : 1 période (jusqu'à 18 mois) - dominance de l'activité delta, principalement dans les dérivations centrales-pariétales ; Période 2 (1,5 ans - 5 ans) - dominance de l'activité thêta ; 3 période (6 - 10 ans) - dominance de l'activité alpha (phase labile); 4 période (après 10 ans de vie) dominance de l'activité alpha (phase stable). Au cours des deux dernières périodes, l'activité maximale se produit dans les régions occipitales. Sur cette base, il a été proposé de considérer le rapport entre l'activité alpha et l'activité thêta comme un indicateur (indice) de la maturité cérébrale (Matousek, Petersen, 1973). Une autre approche considère la principale, c'est-à-dire le rythme dominant dans l'électroencéphalogramme, quels que soient ses paramètres de fréquence, comme un analogue ontogénétique du rythme alpha. Les motifs de cette interprétation sont contenus dans les caractéristiques fonctionnelles du rythme dominant dans l'EEG. Ils ont trouvé leur expression dans le « principe de topographie fonctionnelle » (Kuhlman, 1980). Conformément à ce principe, l'identification de la composante fréquentielle (rythme) s'effectue sur la base de trois critères : 1) la fréquence de la composante rythmique ; 2) la localisation spatiale de son maximum dans certaines zones du cortex cérébral; 3) Réactivité EEG aux charges fonctionnelles. Appliquant ce principe à l'analyse de l'EEG des nourrissons, T.A. Stroganova a montré que la composante fréquentielle de 6 à 7 Hz, enregistrée dans la région occipitale, peut être considérée comme un analogue fonctionnel du rythme alpha ou comme le rythme alpha lui-même. Étant donné que cette composante fréquentielle a une faible densité spectrale dans l'état d'attention visuelle, mais devient dominante avec un champ de vision sombre uniforme, qui, comme on le sait, caractérise le rythme alpha d'un adulte (Stroganova et al., 1999). La position énoncée semble argumentée de façon convaincante. Néanmoins, le problème dans son ensemble reste entier, car la signification fonctionnelle du reste des composantes rythmiques de l'EEG du nourrisson et leur relation avec les rythmes de l'EEG d'un adulte : delta, thêta et bêta, n'ont pas été clarifiées. De ce qui précède, il devient clair pourquoi le problème du rapport des rythmes thêta et alpha dans l'ontogenèse est un sujet de discussion. Thêta est encore souvent considéré comme un précurseur fonctionnel de l'alpha, et il est donc reconnu qu'il n'y a pratiquement pas d'alpha dans l'EEG des jeunes enfants. Les chercheurs qui adhèrent à cette position ne considèrent pas possible de considérer l'activité rythmique dominante dans l'EEG des jeunes enfants comme un rythme alpha (Shepovalnikov et al., 1979). Cependant, quelle que soit la manière dont ces composantes fréquentielles de l'EEG sont interprétées, la dynamique liée à l'âge, indiquant un décalage progressif de la fréquence du rythme dominant vers des valeurs plus élevées dans la plage allant du rythme thêta à l'alpha haute fréquence, est un élément indiscutable. fait (par exemple, Fig. 13.1). Hétérogénéité du rythme alpha. Il a été constaté que la plage alpha est hétérogène et, selon la fréquence, un certain nombre de sous-composants peuvent y être distingués, qui ont apparemment une signification fonctionnelle différente. La dynamique ontogénétique de leur maturation sert d'argument important en faveur de l'identification de sous-bandes alpha à bande étroite. Les trois sous-bandes comprennent : alpha 1 - 7,7 - 8,9 Hz ; alpha-2 - 9,3 - 10,5 Hz ; alpha-3 - 10,9 - 12,5 Hz (Alferova, Farber, 1990). De 4 à 8 ans, alpha-1 domine, après 10 ans - alpha-2, et à 16 - 17 ans, alpha-3 prédomine dans le spectre. Les composantes du rythme alpha ont également une topographie différente : le rythme alpha-1 est plus prononcé dans les parties postérieures du cortex, principalement dans le pariétal. Il est considéré comme local, contrairement à l'alpha-2, qui est répandu dans le cortex, avec un maximum dans la région occipitale. Le troisième composant, alpha, appelé murhythm, a un foyer d'activité dans les régions antérieures : le cortex sensorimoteur. Elle a également un caractère local, puisque son épaisseur diminue fortement avec l'éloignement des zones centrales. La tendance générale aux changements des principales composantes rythmiques se manifeste par une diminution avec l'âge de la sévérité de la composante lente de l'alpha-1. Cette composante du rythme alpha se comporte comme les plages thêta et delta, dont la puissance diminue avec l'âge, tandis que la puissance des composantes alpha-2 et alpha-3, comme la plage bêta, augmente. Cependant, l'activité bêta chez les enfants normaux en bonne santé est faible en amplitude et en puissance, et dans certaines études, cette plage de fréquences n'est même pas traitée en raison de son apparition relativement rare dans un échantillon normal. Caractéristiques de l'EEG à la puberté. La dynamique progressive des caractéristiques fréquentielles de l'EEG à l'adolescence disparaît. Aux premiers stades de la puberté, lorsque l'activité de la région hypothalamo-hypophysaire dans les structures profondes du cerveau augmente, l'activité bioélectrique du cortex cérébral change de manière significative. Dans l'EEG, la puissance des composantes à ondes lentes, y compris l'alpha-1, augmente et la puissance de l'alpha-2 et de l'alpha-3 diminue. À la puberté, des différences d'âge biologique sont perceptibles, notamment entre les sexes. Par exemple, chez les filles de 12 à 13 ans (passant par les stades II et III de la puberté), l'EEG se caractérise par une plus grande intensité du rythme thêta et de la composante alpha-1 par rapport aux garçons. A 14 - 15 ans, le tableau inverse est observé. Les filles ont la finale ( TU et Y) le stade de la puberté, lorsque l'activité de la région hypothalamo-hypophysaire diminue et que les tendances négatives de l'EEG disparaissent progressivement. Chez les garçons de cet âge, les stades II et III de la puberté prévalent et les signes de régression énumérés ci-dessus sont observés. À 16 ans, ces différences entre les sexes disparaissent pratiquement, puisque la plupart des adolescents entrent dans la phase finale de la puberté. La direction progressive du développement est en train d'être rétablie. La fréquence du rythme EEG principal augmente à nouveau et acquiert des valeurs proches du type adulte. Caractéristiques de l'EEG au cours du vieillissement. Au cours du processus de vieillissement, des changements importants se produisent dans la nature de l'activité électrique du cerveau. Il a été constaté qu'après 60 ans, il y a un ralentissement de la fréquence des principaux rythmes EEG, principalement dans la gamme du rythme alpha. Chez les personnes âgées de 17 à 19 ans et de 40 à 59 ans, la fréquence du rythme alpha est la même et est d'environ 10 Hz. À 90 ans, il tombe à 8,6 Hz. La décélération de la fréquence du rythme alpha est appelée le "symptôme EEG" le plus stable du vieillissement cérébral (Frolkis, 1991). Parallèlement, l'activité lente (rythmes delta et thêta) augmente et le nombre d'ondes thêta est plus important chez les personnes à risque de développer une psychologie vasculaire. Parallèlement à cela, chez les personnes de plus de 100 ans - foies longs avec un état de santé satisfaisant et des fonctions mentales intactes - le rythme dominant dans la région occipitale est compris entre 8 et 12 Hz. Dynamiques régionales de maturation. Jusqu'à présent, en discutant de la dynamique d'âge de l'EEG, nous n'avons pas spécifiquement analysé le problème des différences régionales, c'est-à-dire différences qui existent entre les indicateurs EEG de différentes zones du cortex dans les deux hémisphères. En attendant, de telles différences existent et il est possible de distinguer une certaine séquence de maturation de zones individuelles du cortex selon les indicateurs EEG. Par exemple, cela est mis en évidence par les données des physiologistes américains Hudspeth et Pribram, qui ont tracé les trajectoires de maturation (de 1 à 21 ans) du spectre de fréquences EEG de différentes zones du cerveau humain. Selon les indicateurs EEG, ils ont identifié plusieurs stades de maturation. Ainsi, par exemple, le premier couvre la période de 1 à 6 ans, se caractérise par une vitesse de maturation rapide et synchrone de toutes les zones du cortex. Le deuxième stade dure de 6 à 10,5 ans, et le pic de maturation est atteint dans les parties postérieures du cortex à 7,5 ans, après quoi les parties antérieures du cortex commencent à se développer rapidement, qui sont associées à la mise en place d'une régulation volontaire. et le contrôle du comportement. Après 10,5 ans, la synchronicité de la maturation est violée et 4 trajectoires de maturation indépendantes sont distinguées. Selon les indices EEG, les régions centrales du cortex cérébral sont la zone de maturation la plus précoce du développement, tandis que la zone frontale gauche, au contraire, mûrit plus récemment ; sa maturation est associée à la formation du rôle prépondérant des régions antérieures du l'hémisphère gauche dans l'organisation du traitement de l'information (Hudspeth et Pribram, 1992). La maturation relativement tardive de la zone frontale gauche du cortex a également été notée à plusieurs reprises dans les travaux de D.A. Farber et ses collègues. Quantification de la dynamique de maturation par des indicateurs EEG. Plusieurs tentatives ont été faites pour analyser quantitativement les paramètres EEG afin d'identifier les modèles exprimés mathématiquement de leur dynamique ontogénétique. En règle générale, diverses variantes d'analyse de régression (linéaire, non linéaire et régression multiple) ont été utilisées, qui ont été utilisées pour évaluer la dynamique d'âge des spectres de densité de puissance des gammes spectrales individuelles (de delta à bêta) (par exemple, Gasser et al., 1988). Les résultats obtenus indiquent généralement que les changements dans la puissance relative et absolue des spectres et la sévérité des rythmes EEG individuels dans l'ontogenèse sont non linéaires. La description la plus adéquate des données expérimentales est obtenue lorsque des polynômes du deuxième au cinquième degré sont utilisés dans l'analyse de régression. L'utilisation de la mise à l'échelle multidimensionnelle est prometteuse. Par exemple, dans l'une des études récentes, une tentative a été faite pour améliorer la méthode de quantification des changements liés à l'âge dans l'EEG dans la plage de 0,7 à 78 ans. La mise à l'échelle multidimensionnelle des données spectrales de 40 points du cortex a permis de détecter la présence d'un «facteur d'âge» spécial, qui s'est avéré être lié de manière non linéaire à l'âge chronologique. À la suite de l'analyse des changements liés à l'âge dans la composition spectrale de l'EEG, l'échelle de maturation de l'activité électrique du cerveau a été proposée, déterminée sur la base du logarithme du rapport de l'âge prédit à partir des données EEG et âge chronologique (Wackerman et Matousek, 1998). En général, l'évaluation du niveau de maturité du cortex et d'autres structures cérébrales à l'aide de la méthode EEG a un aspect clinique et diagnostique très important, et l'analyse visuelle des enregistrements EEG individuels joue toujours un rôle statistique irremplaçable à cet égard. Dans le but d'une évaluation EEG standardisée et unifiée chez les enfants, une méthode spéciale d'analyse EEG a été développée, basée sur la structuration des connaissances d'experts dans le domaine de l'analyse visuelle (Machinskaya et al., 1995). La figure 13.2 est un schéma général montrant les principaux composants. Créé sur la base de l'organisation structurelle des connaissances des spécialistes, ce schéma de description de l'EEG peut être utilisé pour le diagnostic individuel de l'état du système nerveux central des enfants, ainsi qu'à des fins de recherche pour déterminer les caractéristiques de l'EEG de divers groupes de sujets. Caractéristiques d'âge de l'organisation spatiale de l'EEG. Ces caractéristiques ont été moins étudiées que la dynamique liée à l'âge des rythmes EEG individuels. Parallèlement, l'importance des études sur l'organisation spatiale des biocourants est très grande pour les raisons suivantes. Dans les années 70, l'éminent physiologiste russe M.N. Livanov a formulé une position sur un niveau élevé de synchronicité (et de cohérence) des oscillations du biopotentiel cérébral comme condition propice à l'émergence d'une connexion fonctionnelle entre les structures cérébrales directement impliquées dans l'interaction systémique. L'étude des caractéristiques de la synchronisation spatiale des biopotentiels du cortex cérébral au cours de différents types d'activité chez l'adulte a montré que le degré de synchronisation à distance des biopotentiels des différentes zones du cortex dans les conditions d'activité augmente, mais plutôt sélectivement . La synchronicité des biopotentiels des zones du cortex qui forment des associations fonctionnelles participant à la fourniture d'activités spécifiques augmente. Par conséquent, l'étude des indicateurs de synchronisation à distance, reflétant les caractéristiques liées à l'âge de l'interaction interzonale dans l'ontogenèse, peut fournir de nouvelles bases pour comprendre les mécanismes systémiques du fonctionnement cérébral, qui jouent sans aucun doute un rôle important dans le développement mental à chaque étape de l'ontogenèse. . Quantifier la synchronisation spatiale, c'est-à-dire le degré de coïncidence de la dynamique des biocourants cérébraux enregistrés dans différentes zones du cortex (pris deux à deux) permet de juger comment s'effectue l'interaction entre ces zones. L'étude de la synchronisation spatiale (et de la cohérence) des biopotentiels cérébraux chez les nouveau-nés et les nourrissons a montré que le niveau d'interaction interzonale à cet âge est très faible. On suppose que le mécanisme assurant l'organisation spatiale du champ biopotentiel chez les jeunes enfants n'est pas encore développé et se forme progressivement au fur et à mesure que le cerveau mûrit (Shepovalnikov et al., 1979). Il s'ensuit que les possibilités d'unification systémique du cortex cérébral à un âge précoce sont relativement faibles et augmentent progressivement avec l'âge. Actuellement, le degré de synchronicité interzonale des biopotentiels est estimé en calculant les fonctions de cohérence des biopotentiels des zones correspondantes du cortex, et l'évaluation est effectuée, en règle générale, pour chaque plage de fréquences séparément. Par exemple, chez les enfants de 5 ans, la cohérence est calculée dans la bande thêta, puisque le rythme thêta à cet âge est le rythme EEG dominant. À l'âge scolaire et plus, la cohérence est calculée dans la bande du rythme alpha dans son ensemble ou séparément pour chacune de ses composantes. Au fur et à mesure que l'interaction interzonale se forme, la règle générale de la distance commence à se manifester clairement : le niveau de cohérence est relativement élevé entre les points proches de la croûte et diminue avec l'augmentation de la distance entre les zones. Cependant, dans ce contexte général, il y a quelques particularités. Le niveau moyen de cohérence augmente avec l'âge, mais de manière inégale. Le caractère non linéaire de ces changements est illustré par les données suivantes : dans les parties antérieures du cortex, le niveau de cohérence augmente de 6 à 9-10 ans, puis son déclin est observé vers 12-14 ans (pendant la puberté) et à nouveau augmente de 16 à 17 ans (Alferova, Farber , 1990). Ceux-ci, cependant, n'épuisent pas toutes les caractéristiques de la formation de l'interaction interzonale dans l'ontogenèse. L'étude des fonctions de synchronisation et de cohérence à distance dans l'ontogenèse pose de nombreux problèmes, l'un d'eux est que la synchronisation des potentiels cérébraux (et le niveau de cohérence) dépend non seulement de l'âge, mais aussi d'un certain nombre d'autres facteurs : 1) la fonction état du sujet; 2) la nature des activités exercées ; 3) caractéristiques individuelles de l'asymétrie interhémisphérique (profil d'organisation latérale) d'un enfant et d'un adulte. Il existe peu d'études dans ce sens, et jusqu'à présent il n'y a pas d'image claire décrivant la dynamique liée à l'âge dans la formation de la synchronisation à distance et de l'interaction intercentrale des zones du cortex cérébral au cours de telle ou telle activité. Cependant, les données disponibles sont suffisantes pour affirmer que les mécanismes systémiques d'interaction inter-centrale, nécessaires à la fourniture de toute activité mentale, passent par un long chemin de formation dans l'ontogenèse. Sa ligne générale consiste en la transition de manifestations régionales d'activité relativement mal coordonnées, qui, en raison de l'immaturité des systèmes conducteurs du cerveau, sont caractéristiques des enfants même à l'âge de 7-8 ans, à une augmentation du degré de synchronisation et de coordination spécifique (selon la nature de la tâche) dans l'interaction intercentrique des zones du cortex cérébral à l'adolescence. Lors de l'étude des processus neurophysiologiques les méthodes suivantes sont utilisées : Méthode réflexe conditionnée, Méthode d'enregistrement de l'activité des formations cérébrales (EEG), potentiel évoqué : optique et électrophysiologique les méthodes de l'enregistrement de l'activité multicellulaire des groupes des neurones. Étude des processus cérébraux qui fournissent comportement des processus mentaux utilisant technologie informatique électronique. Méthodes neurochimiques pour déterminer changements dans le taux de formation et la quantité de neurohormones, entrer dans le sang. 1. Méthode d'implantation d'électrodes, 2. Méthode du cerveau divisé, 3. La méthode d'observation des personnes lésions organiques du système nerveux central, 4. Essais, 5. Observation. Actuellement, la méthode d'étude est utilisée l'activité des systèmes fonctionnels, qui fournit approche systématique de l'étude du RNB. Donc le contenu VND - étude de l'activité réflexe conditionnée dans l'interaction des réflexes conditionnés + et - les uns avec les autres Depuis lors de la détermination des conditions de cette l'interaction se produit une transition de la normale à l'état pathologique des fonctions du système nerveux : l'équilibre entre les processus nerveux est perturbé puis la capacité de répondre adéquatement aux influences est altérée environnement introduit ou des processus internes qui provoquent attitude mentale et comportement. Caractéristiques d'âge de l'EEG. Activité électrique du cerveau fœtal apparaît à l'âge de 2 mois, il est de faible amplitude, a un caractère intermittent et irrégulier. Un assemblage EEG interhémisphérique est observé. L'EEG d'un nouveau-né est également fluctuations arythmiques, une réaction est observée activation pour des stimuli suffisamment forts - son, lumière. L'EEG des nourrissons et des tout-petits est caractérisé par la présence de rythmes phi, de rythmes gamma. L'amplitude des ondes atteint 80mkV. L'EEG des enfants d'âge préscolaire est dominé par deux types d'ondes : rythme alpha et phi, ce dernier est enregistré sous forme de groupes d'oscillations de grande amplitude. EEG d'écoliers de 7 à 12 ans. Stabilisation et accélération le rythme EEG principal, la stabilité du rythme alpha. À l'âge de 16-18 ans, l'EEG des enfants est identique à l'EEG des adultes. N° 31. La moelle allongée et le pont : structure, fonctions, caractéristiques d'âge. La moelle allongée est une continuation directe de la moelle épinière. Son bord inférieur est considéré comme le point de sortie des racines du 1er nerf spinal cervical ou l'intersection des pyramides, le bord supérieur est le bord postérieur du pont. La longueur de la moelle allongée est d'environ 25 mm, sa forme se rapproche d'un cône tronqué, avec sa base tournée vers le haut. La moelle allongée est constituée de matière blanche et grise.La matière grise de la moelle allongée est représentée par les noyaux IX, X, XI, XII paires de nerfs crâniens, olives, formation réticulaire, centres de respiration et de circulation sanguine. La substance blanche est formée de fibres nerveuses qui constituent les voies correspondantes. Les voies motrices (descendantes) sont situées dans les régions antérieures du bulbe rachidien, les plus sensibles (ascendantes) se situent plus dorsalement. La formation réticulaire est un ensemble de cellules, d'amas cellulaires et de fibres nerveuses qui forment un réseau situé dans le tronc cérébral (medulla oblongata, pons et mésencéphale). La formation réticulaire est associée à tous les organes des sens, les zones motrices et sensorielles du cortex cérébral, le thalamus et l'hypothalamus, et la moelle épinière. Il régule le niveau d'excitabilité et le tonus de diverses parties du système nerveux, dont le cortex cérébral, participe à la régulation du niveau de conscience, des émotions, du sommeil et de l'éveil, des fonctions autonomes, des mouvements intentionnels.Le pont est situé au-dessus de la moelle oblongata, et le cervelet est situé derrière. Pont (Pont de Varoliev) ressemble à une crête allongée transversalement épaissie, du côté latéral de laquelle les pattes cérébelleuses médianes s'étendent à droite et à gauche. La face postérieure du pont, recouverte par le cervelet, participe à la formation d'une fosse rhomboïde. Dans la partie arrière du pont (pneu) se trouve la formation réticulaire, où se trouvent les noyaux des paires de nerfs crâniens V, VI, VII, VIII, les voies ascendantes du pont passent. La partie antérieure du pont est constituée de fibres nerveuses qui forment des voies, parmi lesquelles se trouvent les noyaux de la matière grise. Les voies de la partie antérieure du bridge relient le cortex cérébral à la moelle épinière, aux noyaux moteurs des nerfs crâniens et au cortex cérébelleux.La moelle allongée et le bridge remplissent les fonctions les plus importantes. Les noyaux sensoriels des nerfs crâniens situés dans ces parties du cerveau reçoivent des impulsions nerveuses du cuir chevelu, des muqueuses de la bouche et des fosses nasales, du pharynx et du larynx, des organes digestifs et respiratoires, de l'organe de la vision et de l'organe de audition, de l'appareil vestibulaire, du cœur et des vaisseaux sanguins ... Le long des axones des cellules des noyaux moteurs et autonomes (parasympathiques) de la moelle allongée et du pont, les impulsions suivent non seulement les muscles squelettiques de la tête (masticatoire, facial, langue et pharynx), mais aussi les muscles lisses du système digestif, respiratoire et cardiovasculaire, aux glandes salivaires et à de nombreuses autres glandes. À travers les noyaux de la moelle allongée, de nombreux actes réflexes sont effectués, y compris protecteurs (toux, clignement des yeux, larmoiement, éternuement). Les centres nerveux (noyaux) de la moelle allongée sont impliqués dans les actes réflexes de déglutition, la fonction sécrétoire des glandes digestives. Les noyaux vestibulaires (vestibulaires), à l'origine du trajet vestibulo-spinal, effectuent des actes réflexes complexes de redistribution du tonus musculaire squelettique, de l'équilibre et fournissent une "posture debout". Ces réflexes sont appelés réflexes comportementaux. Les centres respiratoires et vasomoteurs (cardiovasculaires) les plus importants situés dans la moelle allongée sont impliqués dans la régulation de la fonction respiratoire (ventilation des poumons), de l'activité du cœur et des vaisseaux sanguins. Les lésions de ces centres entraînent la mort. Avec des lésions de la moelle allongée, des troubles respiratoires, de l'activité cardiaque, du tonus vasculaire, des troubles de la déglutition - des troubles bulbaires pouvant entraîner la mort peuvent être observés. La moelle allongée au moment de la naissance est complètement développée et mûri fonctionnellement. Sa masse avec le pont chez un nouveau-né est de 8 g, soit 2 de la masse du cerveau. Les cellules nerveuses d'un nouveau-né ont de longs processus et leur cytoplasme contient une substance tigroïde. La pigmentation cellulaire se manifeste intensément de 3 à 4 ans et augmente jusqu'à la puberté. À un an et demi de la vie d'un enfant, le nombre de cellules au centre du nerf vague augmente et les cellules de la moelle allongée sont bien différenciées. La longueur des processus neuronaux augmente considérablement. À l'âge de 7 ans, les noyaux du nerf vague se forment de la même manière que chez l'adulte. 13.2. Méthodes électrophysiologiques pour étudier la dynamique du développement mental
13.2.1. Modifications de l'électroencéphalogramme dans l'ontogenèse
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Le pont chez un nouveau-né est situé plus haut par rapport à sa position chez un adulte, et à 5 ans, il est situé au même niveau que chez un adulte. Le développement du pont est associé à la formation des pédoncules cérébelleux et à l'établissement de connexions entre le cervelet et d'autres parties du système nerveux central. La structure interne du pont chez un enfant n'a pas de particularités par rapport à sa structure chez un adulte. Les noyaux des nerfs qui s'y trouvent sont formés au moment de la naissance.
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