Kata kunci

ANAK / REMAJA / PERKEMBANGAN USIA/ OTAK / EEG / UTARA / ADAPTASI / ANAK / REMAJA / PERKEMBANGAN OTAK / EEG / UTARA / ADAPTASI

anotasi artikel ilmiah tentang teknologi medis, penulis karya ilmiah - Soroko S.I., Rozhkov Vladimir Pavlovich, Bekshaev S.S.

Menggunakan metode asli untuk menilai struktur interaksi komponen EEG (gelombang), dinamika pembentukan pola aktivitas bioelektrik otak dan perubahan terkait usia dalam hubungan antara komponen frekuensi utama EEG, yang menjadi ciri fitur perkembangan sistem saraf pusat pada anak-anak dan remaja yang hidup dalam kondisi lingkungan yang sulit di Federasi Rusia Utara, telah dipelajari. Ditemukan bahwa struktur statistik interaksi komponen EEG mengalami perubahan signifikan seiring bertambahnya usia dan memiliki perbedaan topografi dan gender tersendiri. Dalam periode 7 hingga 18 tahun, kemungkinan interaksi gelombang dari semua rentang frekuensi ritme EEG dengan gelombang delta dan rentang theta berkurang dengan peningkatan simultan dalam interaksi dengan gelombang rentang beta dan alfa2. Sebagian besar, dinamika indikator EEG yang dianalisis dimanifestasikan di daerah parietal, temporal, dan oksipital korteks serebral. Perbedaan jenis kelamin terbesar dalam parameter EEG yang dianalisis terjadi pada masa pubertas. Pada usia 16-17 pada anak perempuan, inti fungsional dari interaksi komponen gelombang, yang mempertahankan struktur pola EEG, terbentuk dalam rentang alfa2-beta1, sedangkan pada anak laki-laki dalam rentang alfa2-alfa1. Tingkat keparahan perubahan terkait usia dalam pola EEG mencerminkan pembentukan bertahap elektrogenesis berbagai struktur otak dan memiliki karakteristik individu karena faktor genetik dan lingkungan. Indikator kuantitatif yang diperoleh dari pembentukan dengan usia hubungan dinamis dari ritme dasar memungkinkan untuk mengidentifikasi anak-anak dengan gangguan atau keterlambatan perkembangan sistem saraf pusat.

Topik-topik yang berkaitan karya ilmiah tentang teknologi medis, penulis karya ilmiah - Soroko S.I., Rozhkov Vladimir Pavlovich, Bekshaev S.S.

Aktivitas bioelektrik otak pada anak-anak dari utara 9-10 tahun dengan durasi siang hari yang berbeda
2014 / Jos Yulia Sergeevna, Gribanov A.V., Bagretsova T.V.
Perbedaan jenis kelamin dalam karakteristik spektral latar belakang EEG pada anak-anak sekolah dasar
2016 / Gribanov A.V., Jos Yu.S.
Pengaruh fotoperiodisme terhadap karakteristik spektral elektroensefalogram anak sekolah-utara 13-14 tahun
2015 / Jos Yulia Sergeevna
Fitur usia organisasi fungsional korteks serebral pada anak-anak berusia 5, 6 dan 7 tahun dengan berbagai tingkat pembentukan persepsi visual
2013 / Terebova N.N., Bezrukikh M.M.
Fitur elektroensefalogram dan distribusi tingkat potensi konstan otak pada anak-anak di utara usia sekolah dasar
2014 / Jos Yulia Sergeevna, Nekhoroshkova A.N., Gribanov A.V.
Kecerdasan dan aktivitas bioelektrik otak pada anak-anak: dinamika terkait usia dalam kondisi normal dan dalam gangguan hiperaktif defisit perhatian
2010 / Polunina A.G., Brune E.A.
Fitur aktivitas bioelektrik otak pada wanita lanjut usia dengan tingkat kecemasan pribadi yang tinggi
2014 / Jos Yulia Sergeevna, Deryabina Irina Nikolaevna, Emelyanova Tatiana Valerievna, Biryukov Ivan Sergeevich
Fitur status neurofisiologis pada anak-anak dan remaja (tinjauan literatur)
2017 / Demin Denis Borisovich
Sifat proses neurodinamik pada anak usia sekolah dasar dengan gangguan perhatian
2016 / Belova E.I., Troshina V.S.
Korelasi psikofisiologis penyajian gerak-gerak yang bersifat kreatif dan non-kreatif pada mata pelajaran dengan tingkat keterampilan menari yang berbeda
2016 / Naumova Maria Igorevna, Dikaya Lyudmila Aleksandrovna, Naumov Igor Vladimirovich, Kulkin Evgeny Sergeevich

Fitur perkembangan SSP telah diselidiki pada anak-anak dan remaja yang hidup di bawah kondisi ekologis yang parah di Rusia Utara. Metode asli untuk memperkirakan struktur waktu keterkaitan komponen frekuensi EEG digunakan untuk mempelajari dinamika pematangan pola aktivitas otak bioelektrik dan perubahan terkait usia dari interaksi antara ritme EEG utama. Ditemukan bahwa struktur statistik interaksi komponen frekuensi EEG mengalami restrukturisasi yang signifikan dengan usia dan memiliki perbedaan topografi dan gender tertentu. Periode dari usia 7 sampai 18 tahun ditandai dengan penurunan kemungkinan interaksi komponen gelombang pita frekuensi EEG utama dengan komponen pita delta dan theta sekaligus meningkatkan interaksi dengan komponen pita frekuensi beta dan alfa2. Dinamika indeks yang dipelajari EEG dimanifestasikan di daerah parietal, temporal, dan oksipital korteks serebral. Perbedaan terkait jenis kelamin terbesar dalam parameter EEG terjadi pada masa pubertas. Inti fungsional interaksi komponen gelombang yang mempertahankan struktur pola EEG frekuensi-temporal terbentuk hingga 16-18 tahun pada anak perempuan pada rentang alpha2-beta1, sedangkan pada anak laki-laki pada rentang alpha1-alpha2. Intensitas penataan ulang terkait usia dari pola EEG mencerminkan pematangan bertahap elektrogenesis dalam struktur otak yang berbeda dan memiliki fitur individu karena faktor genetik dan lingkungan. Indikator kuantitatif yang diperoleh dari pembentukan dengan usia hubungan dinamis antara ritme EEG dasar memungkinkan untuk mengungkapkan anak-anak dengan perkembangan sistem saraf pusat yang terganggu atau tertunda.

Teks karya ilmiah pada topik "Fitur organisasi frekuensi waktu dari pola EEG pada anak-anak dan remaja di Utara pada periode usia yang berbeda"

UDC 612.821-053.4 / .7 (470.1 / .2)

FITUR ORGANISASI FREKUENSI WAKTU POLA EEG PADA ANAK DAN REMAJA DI UTARA PADA PERIODE USIA BERBEDA

S.I. Soroko, V.P. Rozhkov, dan S.S. Bekshaev

Institut Fisiologi Evolusi dan Biokimia dinamai Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia I.M.Sechenov,

St. Petersburg

Menggunakan metode asli untuk menilai struktur interaksi komponen EEG (gelombang), dinamika pembentukan pola aktivitas bioelektrik otak dan perubahan terkait usia dalam hubungan antara komponen frekuensi utama EEG, yang mencirikan fitur perkembangan sistem saraf pusat pada anak-anak dan remaja yang hidup dalam kondisi lingkungan yang sulit di Federasi Rusia Utara, telah dipelajari. Ditemukan bahwa struktur statistik interaksi komponen EEG mengalami perubahan signifikan seiring bertambahnya usia dan memiliki perbedaan topografi dan gender tersendiri. Dalam periode 7 hingga 18 tahun, kemungkinan interaksi gelombang dari semua rentang frekuensi ritme EEG dengan gelombang delta dan rentang theta berkurang dengan peningkatan simultan dalam interaksi dengan gelombang rentang beta dan alfa2. Dinamika indikator EEG yang dianalisis paling menonjol di daerah parietal, temporal, dan oksipital korteks serebral. Perbedaan jenis kelamin terbesar dalam parameter EEG yang dianalisis terjadi pada masa pubertas. Pada usia 16-17 pada anak perempuan, inti fungsional dari interaksi komponen gelombang, yang mempertahankan struktur pola EEG, terbentuk dalam rentang alfa2-beta1, sedangkan pada anak laki-laki, dalam rentang alfa2-alfa1. Tingkat keparahan perubahan terkait usia dalam pola EEG mencerminkan pembentukan bertahap elektrogenesis berbagai struktur otak dan memiliki karakteristik individu karena faktor genetik dan lingkungan. Indikator kuantitatif yang diperoleh dari pembentukan dengan usia hubungan dinamis dari ritme dasar memungkinkan untuk mengidentifikasi anak-anak dengan gangguan atau keterlambatan perkembangan sistem saraf pusat.

Kata kunci: anak, remaja, perkembangan terkait usia, otak, EEG, Utara, adaptasi

KARAKTERISTIK WAKTU DAN FREKUENSI POLA EEG PADA ANAK DAN REMAJA YANG TINGGAL DI UTARA DALAM PERIODE USIA BERBEDA

S.I. Soroko, V.P., Rozhkov, S.S. Bekshaev

Institut Fisiologi Evolusi dan Biokimia I. M. Sechenov dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia,

NS. Petersburg, Rusia

Fitur perkembangan SSP telah diselidiki pada anak-anak dan remaja yang hidup di bawah kondisi ekologis yang parah di Rusia Utara. Metode asli untuk memperkirakan struktur waktu keterkaitan komponen frekuensi EEG digunakan untuk mempelajari dinamika pematangan pola aktivitas otak bioelektrik dan perubahan terkait usia dari interaksi antara ritme EEG utama. Ditemukan bahwa struktur statistik interaksi komponen frekuensi EEG mengalami restrukturisasi yang signifikan dengan usia dan memiliki perbedaan topografi dan gender tertentu. Periode dari usia 7 sampai 18 tahun ditandai dengan penurunan kemungkinan interaksi komponen gelombang pita frekuensi EEG utama dengan komponen pita delta dan theta sekaligus meningkatkan interaksi dengan komponen pita frekuensi beta dan alfa2. Dinamika indeks yang dipelajari EEG dimanifestasikan dalam daerah parietal, temporal, dan oksipital korteks serebral secara luas. Perbedaan terkait jenis kelamin terbesar dalam parameter EEG terjadi pada masa pubertas. Inti fungsional dari interaksi komponen gelombang yang mempertahankan struktur pola EEG frekuensi-temporal terbentuk hingga 16-18 tahun pada anak perempuan dalam rentang alpha2-beta1, sedangkan pada anak laki-laki - pada rentang alpha1-alpha2. Intensitas penataan ulang pola EEG terkait usia mencerminkan pematangan bertahap elektrogenesis dalam struktur otak yang berbeda dan memiliki fitur individual karena faktor genetik dan lingkungan. Indikator kuantitatif yang diperoleh dari pembentukan dengan usia hubungan dinamis antara ritme EEG dasar memungkinkan untuk mengungkapkan anak-anak dengan perkembangan sistem saraf pusat yang terganggu atau tertunda.

Kata kunci: anak, remaja, perkembangan otak, EEG, Utara, adaptasi

Soroko S.I., Rozhkov V.P., Bekshaev S.S.Fitur organisasi frekuensi waktu dari pola EEG pada anak-anak dan remaja di Utara pada periode usia yang berbeda // Ekologi Manusia. 2016. No. 5. S. 36-43.

Soroko S. I., Rozhkov V. P., Bekshaev S. S. Karakteristik Waktu dan Frekuensi Pola EEG pada Anak dan Remaja yang Tinggal di Utara pada Periode Usia yang Berbeda. Ekologiya cheloveka. 2016, 5, hal. 36-43.

Perkembangan sosial-ekonomi zona Arktik didefinisikan sebagai salah satu arah prioritas kebijakan negara Federasi Rusia. Dalam hal ini, studi komprehensif tentang masalah medis dan sosial ekonomi penduduk Utara, perlindungan kesehatan dan peningkatan kualitas hidup sangat relevan.

Diketahui bahwa kompleks faktor ekstrim dari lingkungan eksternal Utara (alam, teknogenik,

sosial) telah menyatakan efek stres pada tubuh manusia, dengan stres terbesar dialami oleh populasi anak. Peningkatan beban pada sistem fisiologis dan ketegangan mekanisme sentral pengaturan fungsi pada anak-anak yang hidup dalam kondisi iklim yang tidak menguntungkan di Utara menyebabkan perkembangan dua jenis reaksi negatif: pengurangan kemampuan cadangan dan penundaan

tingkat perkembangan usia. Reaksi negatif ini didasarkan pada peningkatan tingkat biaya untuk pengaturan homeostatis dan pemeliharaan metabolisme dengan pembentukan defisiensi substrat bioenergi. Selain itu, melalui gen dari tingkat yang lebih tinggi yang mengontrol perkembangan terkait usia, faktor lingkungan yang merugikan dapat memiliki efek epigenetik pada tingkat perkembangan terkait usia dengan menghentikan sementara atau menggeser satu atau beberapa tahap perkembangan lainnya. Penyimpangan dari perkembangan normal yang belum diidentifikasi di masa kanak-kanak selanjutnya dapat menyebabkan pelanggaran fungsi tertentu atau cacat yang sudah jelas di masa dewasa, yang secara signifikan mengurangi kualitas hidup manusia.

Dalam literatur ada sejumlah besar karya yang ditujukan untuk mempelajari perkembangan terkait usia dari sistem saraf pusat anak-anak dan remaja, bentuk nosologis dengan penyimpangan dalam perkembangan. Di Utara, dampak faktor alam dan sosial yang kompleks dapat menentukan karakteristik kematangan usia EEG anak-anak. Namun, masih belum ada metode yang cukup andal untuk deteksi dini kelainan perkembangan otak pada berbagai tahap ontogenesis pascanatal. Diperlukan untuk melakukan penelitian mendasar yang mendalam untuk mencari penanda EEG lokal dan spasial yang memungkinkan untuk mengontrol perkembangan morfo-fungsional individu otak pada periode usia yang berbeda dalam kondisi kehidupan tertentu.

Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mempelajari fitur dinamika pembentukan pola ritmik aktivitas bioelektrik dan perubahan terkait usia dalam hubungan antara komponen frekuensi utama EEG yang mencirikan pematangan struktur kortikal dan subkortikal individu dan regulasi. interaksi subkortikal-kortikal pada anak-anak sehat yang tinggal di Eropa Utara Rusia.

Kontingen yang disurvei. 44 anak laki-laki dan 42 anak perempuan berusia 7 hingga 17 tahun mengambil bagian dalam studi pembentukan aktivitas bioelektrik otak yang berkaitan dengan usia - siswa kelas 1-11 sekolah menengah pedesaan di distrik Konosha di wilayah Arkhangelsk. Studi dilakukan sesuai dengan persyaratan Deklarasi Helsinki, disetujui oleh Komisi Etika Penelitian Biomedis dari Institut Fisiologi Evolusi dan Biokimia dinamai V.I. Protokol Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia IM Sechenov. Orang tua siswa diberitahu tentang tujuan survei dan setuju untuk melakukannya. Siswa secara sukarela berpartisipasi dalam penelitian.

prosedur pemeriksaan EEG. EEG direkam pada komputer electroencephalograph EEGA 21/26 "Encephalan-131-03" (NPKF "Medikom" MTD, Rusia) di lead 21 menurut internasional

sistem "10-20" dalam pita 0,5-70 Hz dengan laju pengambilan sampel 250 Hz. Menggunakan timah monopolar dengan elektroda referensi gabungan pada daun telinga. EEG direkam dalam posisi duduk. Hasilnya disajikan untuk keadaan terjaga yang tenang dengan mata tertutup.

analisis EEG. Penyaringan digital sebelumnya diterapkan dengan membatasi rentang frekuensi EEG dengan pita dari 1,6 hingga 30 Hz. Fragmen EEG yang mengandung artifak okulomotor dan otot dikeluarkan. Untuk analisis EEG, metode asli mempelajari struktur dinamis dari urutan temporal gelombang EEG diterapkan. EEG diubah menjadi urutan periode (gelombang EEG), yang masing-masing, tergantung pada durasinya, termasuk dalam salah satu dari enam rentang frekuensi 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 dan 5: 1,5-4 Hz). Probabilitas bersyarat munculnya komponen frekuensi EEG di bawah kondisi yang didahulukan langsung oleh komponen lain dinilai; probabilitas ini sama dengan probabilitas transisi dari komponen frekuensi sebelumnya ke komponen berikutnya. Berdasarkan nilai numerik probabilitas transisi antara semua rentang frekuensi yang ditunjukkan, matriks probabilitas transisi 6 x 6. Untuk representasi visual dari matriks probabilitas transisi, grafik probabilistik berorientasi dibangun. Komponen frekuensi EEG yang disebutkan di atas berfungsi sebagai simpul, tepi grafik menghubungkan komponen EEG dari rentang frekuensi yang berbeda, ketebalan tepi sebanding dengan probabilitas transisi yang sesuai.

Analisis data statistik. Untuk mengidentifikasi hubungan antara perubahan parameter EEG dengan usia, koefisien korelasi Pearson dihitung, dan analisis regresi linier berganda dengan estimasi punggungan parameter regresi dengan inklusi bertahap dari prediktor digunakan. Saat menganalisis fitur topikal dari perubahan terkait usia dalam indikator EEG, perkiraan probabilitas transisi antara semua 6 rentang frekuensi (36 parameter untuk setiap derivasi EEG) berfungsi sebagai prediktor. Koefisien korelasi ganda r, koefisien regresi dan koefisien determinasi (r2) dianalisis.

Untuk menilai pola pembentukan pola EEG terkait usia, semua anak sekolah (86 orang) dibagi menjadi tiga kelompok usia: yang termuda - dari 7 hingga 10,9 tahun (n = 24), menengah - dari 11 hingga 13,9 tahun (n = 25), yang tertua - dari 14 hingga 17,9 tahun (n = 37). Menggunakan analisis varians dua arah (ANOVA), pengaruh faktor "Jenis Kelamin" (2 nilai), "Usia" (3 nilai), serta pengaruh interaksi mereka pada indikator EEG dinilai. Efek (nilai kriteria F) dianalisis dengan tingkat signifikansi p< 0,01. Для оценки возможности возрастной классификации детей по описанным выше матрицам вероятностей переходов в 21-м отведении использовали классический дискриминантный анализ

dengan penyertaan prediktor selangkah demi selangkah. Pemrosesan statistik dari data yang diperoleh dilakukan dengan menggunakan paket perangkat lunak $ 1a<лз1лса-Ш.

hasil

Untuk 86 siswa, matriks probabilitas transisi dari satu komponen frekuensi EEG ke yang lain dihitung, yang digunakan untuk membangun grafik transisi yang sesuai dalam 21 turunan EEG. Contoh grafik tersebut untuk siswa berusia 7 dan 16 tahun ditunjukkan pada Gambar. 1. Grafik menunjukkan struktur transisi yang berulang di banyak sadapan, yang mencirikan algoritme tertentu untuk mengganti beberapa komponen frekuensi EEG dengan yang lain dalam urutan temporalnya. Garis (tepi) pada masing-masing graf yang berasal dari sebagian besar simpul (simpul sesuai dengan rentang frekuensi EEG utama) dari kolom kiri grafik bertemu di kolom kanan menjadi 2-3 simpul (rentang EEG). Konvergensi garis ke rentang individu ini mencerminkan pembentukan "inti fungsional" dari interaksi komponen gelombang EEG, yang memainkan peran utama dalam mempertahankan struktur pola aktivitas bioelektrik ini. Inti dari interaksi tersebut pada anak-anak dari kelas bawah (7-10 tahun) adalah rentang frekuensi theta dan alfa1, pada remaja dari kelas atas (14-17 tahun) - rentang frekuensi alfa1 dan alfa2, yaitu, ada "perubahan" fungsional inti rentang frekuensi rendah (theta) dari frekuensi tinggi (alfa1 dan alfa2).

Pada siswa sekolah dasar, struktur probabilitas transisi yang stabil adalah karakteristik dari

sadapan oksipital, parietal, dan sentral. Pada sebagian besar remaja 14-17 tahun, transisi probabilistik sudah terstruktur dengan baik tidak hanya di oksipital-parietal dan sentral, tetapi juga di wilayah temporal (T5, T6, T3, T4).

Analisis korelasi memungkinkan untuk mengukur ketergantungan perubahan dalam probabilitas transisi antar frekuensi pada usia siswa. dalam gambar. 2 dalam sel matriks (dibangun dalam kesamaan matriks probabilitas transisi, setiap matriks sesuai dengan turunan EEG tertentu), segitiga hanya mewakili koefisien korelasi yang signifikan: bagian atas segitiga ke atas mencirikan peningkatan probabilitas, bagian atas ke bawah - penurunan kemungkinan transisi ini. Perhatian tertuju pada keberadaan struktur reguler dalam matriks untuk semua turunan EEG. Jadi, di kolom yang ditunjuk 9 dan 5, hanya ada ikon dengan bagian atas mengarah ke bawah, yang mencerminkan penurunan seiring bertambahnya usia dalam kemungkinan transisi gelombang dari rentang apa pun (ditunjukkan dalam matriks secara vertikal) ke gelombang delta dan rentang theta dari EEG. Di kolom yang ditunjuk a2, p1, p2, hanya ada ikon dengan bagian atas mengarah ke atas, yang mencerminkan peningkatan seiring bertambahnya usia dalam kemungkinan gelombang dari rentang apa pun yang bergerak ke rentang frekuensi beta1, beta2- dan terutama alfa2. EEG. Dapat dilihat bahwa perubahan terkait usia yang paling menonjol, meskipun berlawanan arah, terkait dengan transisi ke rentang alfa2 dan theta. Tempat khusus ditempati oleh rentang frekuensi alfa 1. Probabilitas transisi ke kisaran ini di semua turunan EEG mengungkapkan ketergantungan usia

Gambar 1. Fitur topikal dari struktur transisi timbal balik gelombang dari rentang frekuensi EEG yang berbeda pada siswa berusia 7 (I) dan 16 (II) tahun p1, p2 - beta, a1, a2 - alpha, 9 - theta, 5 - komponen delta (gelombang) dari EEG. Transisi ditampilkan, probabilitas bersyarat yang melebihi 0,2. Fp1 ... 02 - Derivasi EEG.

8 0 a1 a.2 P1 p2

B e a1 th p2

f A D D

p2 y V A A

5 0 a! a2 R1 (52

1 A D D

8 0 a1 a2 P1 P2

B 0 a1 a2 p2

oh Y A

8 0! a.2 P1 P2

a.2 A D

¡1 Y A A A

B 0 a1 oh (51 ¡52

0 A d A

B 0 a1 a2 P1 P2

(52 Y A A

8 0 «1 a2 p] P2 B 0 a1 OY p2

0 A D e D

A! a1 A

a.2 A a2 D

1 1 d

(52 U D R2

8 0 a1 a2 p2 B 0 a1 oe2 P1 P2

e D O

A! LA Hah! U D D

a2 A oa U D

1 1

(52 d p2 y A

8 0 a1 a2 1 2 0 а! ss2 P1 (52

8 U U B

f A A A 0 A D A

A! A A D a1 A

a.2 A A a2 A

P1 D A P1 A

2 D A P2 Y A d A

B 0 u a2 P1 (52 B 0 a1 012 P1 p2

B 8 D

B A 0 A

a1 A D a1 A

a.2 A a2 A

P1 A A D P1 A D

p2 Y D A D (52 A d A

8 0 a1 a2 P1 p2 B 0 «1 a.2 P1 p2

0 D 0 A

a1 a! A

а2 а.2

1 1

2 2

B 0 a1 th P1 p2

p2 Y L D D

B 0 a1 a.2 R1 (52

1 A d D

p2 A A A

Beras. 2. Perubahan probabilitas transisi antara komponen gelombang ritme EEG utama pada sadapan yang berbeda dengan usia pada anak sekolah (86 orang)

5 ... p2 - Rentang frekuensi EEG, Fp1 ... 02 - Derivasi EEG. Segitiga dalam sel: top down - menurun, top up - meningkat seiring bertambahnya usia dalam kemungkinan transisi antara komponen EEG dari rentang frekuensi yang berbeda. Tingkat signifikansi: p< 0,05 - светлый треугольник, р < 0,01 - темный треугольник.

hanya dalam kasus yang terisolasi. Namun, jika Anda mengikuti pengisian garis, maka rentang frekuensi alfa 1 dari EEG dengan usia pada anak sekolah mengurangi koneksi dengan rentang gelombang lambat dan meningkatkan koneksi dengan rentang alfa2, sehingga bertindak sebagai faktor yang mengatur stabilitas pola gelombang EEG

Untuk penilaian komparatif tingkat hubungan antara usia anak-anak dan perubahan pola gelombang di setiap derivasi EEG, kami menggunakan metode regresi berganda, yang memungkinkan untuk menilai efek penataan ulang gabungan transisi timbal balik antara komponen semua rentang frekuensi EEG, dengan mempertimbangkan korelasi timbal baliknya (untuk mengurangi redundansi prediktor, kami menerapkan regresi ridge). Koefisien determinasi yang mencirikan proporsi variabilitas yang diteliti

Indeks EEG, yang dapat dijelaskan oleh pengaruh faktor usia, bervariasi pada berbagai petunjuk dari 0,20 hingga 0,49 (Tabel 1). Perubahan struktur transisi dengan usia memiliki fitur topikal tertentu. Dengan demikian, koefisien determinasi tertinggi antara parameter yang dianalisis dan usia terdeteksi pada sadapan oksipital (01, 02), parietal (P3, Pg, P4) dan temporal posterior (T6, T5), menurun pada sadapan sentral dan temporal (T4 , T3) lead, dan juga di F8 dan F3, mencapai nilai terendah di lead frontal (p1, Fpz, Fp2, F7, F4, Fz). Berdasarkan nilai absolut dari koefisien determinasi, dapat diasumsikan bahwa struktur saraf daerah oksipital, temporal dan parietal berkembang paling dinamis pada usia sekolah. Pada saat yang sama, perubahan struktur transisi di daerah parietotemporal di

belahan kanan (P4, T6, T4) lebih erat kaitannya dengan usia daripada di kiri (P3, T5, T3).

Tabel 1

Hasil regresi berganda antara variabel "usia siswa" dan probabilitas transisi

antara semua komponen frekuensi EEG (36 variabel) secara terpisah untuk setiap sadapan

Derivasi 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

Oz 0,675 6,14 ** 9,66 0,381

O2 0,723 9,27 ** 9,76 0,466

Catatan. r - koefisien korelasi berganda

antara variabel "usia siswa" dan variabel independen, F adalah nilai yang sesuai dari kriteria-F, tingkat signifikansi: * p< 0,0005, ** p < 0,0001; r2 - скорректированный на число степеней свободы (df) коэффициент детерминации.

Koefisien korelasi berganda antara usia anak sekolah dan nilai probabilitas transisi, dihitung untuk seluruh rangkaian prospek (dalam hal ini, transisi yang korelasinya dengan usia tidak mencapai tingkat signifikansi 0,05 sebelumnya dikeluarkan dari keseluruhan daftar transisi) adalah 0,89, r2 yang disesuaikan = 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 (dalam kurung 1 / -transisi dari komponen 1 ke komponen]). Tanda pada koefisien regresi mencirikan arah hubungan antara variabel: jika tandanya positif, probabilitas transisi ini meningkat seiring bertambahnya usia; jika tandanya negatif, probabilitas transisi ini menurun seiring bertambahnya usia.

Dengan bantuan analisis diskriminan sesuai dengan nilai probabilitas transisi EEG, pembagian anak sekolah ke dalam kelompok umur dilakukan. Dari seluruh rangkaian probabilitas transisi, hanya 26 parameter yang digunakan untuk klasifikasi - sesuai dengan jumlah prediktor yang diperoleh dari hasil analisis regresi linier berganda dengan estimasi ridge dari parameter regresi. Hasil pemisahan ditunjukkan pada Gambar. 3. Dapat dilihat bahwa himpunan yang diperoleh untuk kelompok umur yang berbeda sedikit tumpang tindih. Dengan tingkat penyimpangan dari pusat kelompok satu atau anak sekolah lain atau jatuh ke kelompok usia lain, seseorang dapat menilai tentang penundaan atau kemajuan dalam laju pembentukan pola gelombang EEG.

° az A p O<к о о

OfP® O ° d ° o e A o o

6 -4 -2 0 2 46 Buih / buih kanonik 1

Beras. 3. Distribusi anak sekolah dari kelompok umur yang berbeda (ml - junior, cf - middle, senior - senior) pada bidang diskriminan Probabilitas transisi komponen EEG (gelombang), signifikan menurut hasil regresi berganda, dipilih sebagai prediktor dalam diskriminan analisis.

Fitur dalam dinamika terkait usia pembentukan pola gelombang EEG pada anak perempuan dan anak laki-laki terungkap (Tabel 2). Menurut ANOVA, efek utama dari faktor Sex lebih menonjol di daerah parietotemporal daripada di daerah frontal-tengah dan memiliki aksen di sadapan belahan kanan. Pengaruh faktor Gender adalah bahwa pada anak laki-laki, hubungan antara alpha2- dan frekuensi rendah alpha1-range lebih jelas, dan pada anak perempuan, hubungan antara alpha2- dan frekuensi tinggi - rentang frekuensi beta.

Efek interaksi faktor-faktor yang terkait dengan dinamika terkait usia lebih baik dimanifestasikan dalam parameter EEG di area frontal dan temporal (juga terutama di kanan). Hal ini terutama terkait dengan penurunan seiring bertambahnya usia anak sekolah.

Meja 2

Perbedaan dalam probabilitas transisi antara komponen frekuensi EEG dan dinamika usia mereka pada anak perempuan dan laki-laki (data ANOVA pada turunan EEG)

Transisi antara komponen frekuensi EEG

Derivasi EEG Pengaruh utama faktor Jenis Kelamin Pengaruh interaksi faktor Jenis Kelamin * Usia

Fp1 1-0 a1- 5 0-0

Fp2 2-0 a1-0 0-ß1

T4 2-a1 0-a1 2-0 a2-0 a1-0 a1-5

T6 a2-a1 a2- 1 a1-ß1 a2-0 a1-0

P4 a2-a1 2-a1 a1-0 a1-5

O2 a2-a1 a2-ß1 a1-ß2 a1-a1 0-0

Catatan. 2 ... 5 - Komponen EEG Probabilitas transisi dengan tingkat signifikansi pengaruh faktor Gender (interaksi faktor Gender dan Usia) disajikan.< 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.

jumlah transisi dari rentang frekuensi alfa dan beta ke rentang theta. Pada saat yang sama, penurunan yang lebih cepat dalam kemungkinan transisi dari rentang beta dan alfa ke rentang frekuensi teta pada anak laki-laki diamati antara kelompok usia sekolah yang lebih muda dan menengah, sedangkan pada anak perempuan - antara kelompok usia menengah dan lebih tua.

Pembahasan hasil

Dengan demikian, berdasarkan analisis yang dilakukan, komponen frekuensi EEG diidentifikasi, yang menentukan reorganisasi terkait usia dan kekhususan pola aktivitas bioelektrik otak pada anak sekolah-utara. Indikator kuantitatif pembentukan dengan usia hubungan dinamis ritme EEG utama pada anak-anak dan remaja, dengan mempertimbangkan karakteristik gender, diperoleh, yang memungkinkan untuk mengontrol laju perkembangan terkait usia dan kemungkinan penyimpangan dalam dinamika perkembangan.

Jadi, pada anak sekolah dasar, struktur stabil dari organisasi temporal ritme EEG ditemukan di sadapan oksipital, parietal, dan sentral. Pada sebagian besar remaja 14-17 tahun, pola EEG terstruktur dengan baik tidak hanya di oksipital-parietal dan sentral, tetapi juga di daerah temporal. Data yang diperoleh mengkonfirmasi gagasan tentang perkembangan berurutan dari struktur otak dan pembentukan bertahap dari ritmeogenesis dan fungsi integratif dari area otak yang sesuai. Diketahui bahwa area sensorik dan motorik korteks

matang pada periode sekolah dasar, kemudian zona polimodal dan asosiatif matang, dan pembentukan korteks frontal berlanjut hingga dewasa. Pada usia yang lebih muda, struktur gelombang dari pola EEG kurang terorganisir (diffuse). Secara bertahap, seiring bertambahnya usia, struktur pola EEG mulai memperoleh karakter yang terorganisir dan pada usia 17-18 mendekati struktur orang dewasa.

Inti interaksi fungsional komponen gelombang EEG pada anak usia sekolah dasar adalah rentang frekuensi theta dan alfa1, pada usia sekolah yang lebih tua rentang frekuensi alfa1 dan alfa2. Dalam periode 7 hingga 18 tahun, kemungkinan interaksi gelombang dari semua rentang frekuensi ritme EEG dengan gelombang delta dan rentang theta berkurang dengan peningkatan simultan dalam interaksi dengan gelombang rentang beta dan alfa2. Dinamika indikator EEG yang dianalisis paling menonjol di daerah parietal dan temporo-oksipital korteks serebral. Perbedaan jenis kelamin terbesar dalam parameter EEG yang dianalisis terjadi pada masa pubertas. Pada usia 16-17 pada anak perempuan, inti fungsional dari interaksi komponen gelombang, yang mempertahankan struktur pola EEG, terbentuk dalam kisaran alpha2-beta1, sedangkan pada anak laki-laki - dalam kisaran alpha2-alpha1. Namun, perlu dicatat bahwa pembentukan pola EEG terkait usia di berbagai zona korteks serebral adalah heterokronis, mengalami beberapa disorganisasi dengan peningkatan aktivitas theta selama masa pubertas. Penyimpangan dari dinamika umum ini paling menonjol selama masa pubertas pada anak perempuan.

Penelitian telah menunjukkan bahwa anak-anak di wilayah Arkhangelsk, dibandingkan dengan anak-anak yang tinggal di wilayah Moskow, memiliki keterlambatan pubertas satu hingga dua tahun. Ini mungkin karena pengaruh kondisi iklim dan geografis lingkungan, yang menentukan karakteristik perkembangan hormonal anak-anak di wilayah utara.

Salah satu faktor kerugian ekologis lingkungan bagi manusia di Utara adalah kekurangan atau kelebihan unsur kimia dalam tanah dan air. Penduduk wilayah Arkhangelsk kekurangan kalsium, magnesium, fosfor, yodium, fluor, besi, selenium, kobalt, tembaga, dan elemen lainnya. Gangguan keseimbangan mikro dan makro juga terungkap pada anak-anak dan remaja, yang data EEG-nya disajikan dalam karya ini. Ini juga dapat mempengaruhi sifat perkembangan morfofungsional terkait usia dari berbagai sistem tubuh, termasuk sistem saraf pusat, karena unsur-unsur kimia esensial dan lainnya merupakan bagian integral dari banyak protein dan terlibat dalam proses biokimia molekuler yang paling penting, dan beberapa di antaranya beracun.

Sifat penataan ulang adaptif dan derajat

keparahannya sangat ditentukan oleh kemampuan adaptif organisme, yang bergantung pada karakteristik tipologis individu, sensitivitas dan ketahanan terhadap pengaruh tertentu. Studi tentang fitur perkembangan tubuh anak dan pembentukan struktur EEG merupakan dasar penting untuk pembentukan ide tentang berbagai tahap ontogenesis, deteksi dini gangguan dan pengembangan metode yang mungkin untuk koreksi mereka.

Pekerjaan itu dilakukan di bawah Program Penelitian Dasar No. 18 dari Presidium Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia.

Bibliografi

1. Boyko ER Fondasi fisiologis dan biokimia dari kehidupan manusia di Utara. Yekaterinburg: Cabang Ural dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, 2005.190 hal.

2. Gorbachev AL, Dobrodeeva LK, Tedder Yu.R., Shatsova EN Karakteristik biogeokimia wilayah Utara. Melacak status elemen populasi wilayah Arkhangelsk dan prognosis perkembangan penyakit endemik // Ekologi Manusia. 2007. No. 1. S. 4-11.

3. Gudkov AB, Lukmanova IB, Ramenskaya EB Man di wilayah Subpolar Eropa Utara. Aspek ekologi dan fisiologis. Arkhangelsk: IPC NArFU, 2013.184 hal.

4. Demin DB, Poskotinova LV, Krivonogova EV Varian pembentukan struktur EEG remaja terkait usia di wilayah Subpolar dan Kutub Utara Eropa // Buletin Universitas Federal Utara (Arktik). Seri "Ilmu Kehidupan". 2013. Nomor 1. S.41-45.

5. Jos Yu.S., Nekhoroshkova AN, Gribanov AV Fitur elektroensefalogram dan distribusi tingkat potensi konstan otak di utara usia sekolah dasar // Ekologi Manusia. 2014. Nomor 12.P. 15-20.

6. Kubasov R.V., Demin D. B., Tipisova E. V., Tkachev A. V. Pasokan hormon oleh sistem kelenjar pituitari - kelenjar tiroid - gonad pada anak laki-laki dalam proses pubertas yang tinggal di distrik Konosha di wilayah Arkhangelsk // Orang ekologi. 2004. Aplikasi. T. 1, No. 4. S. 265-268.

7. Kudrin AV, Gromova OA Melacak elemen dalam neurologi. M.: GEOTAR-Media, 2006.304 hal.

8. Lukmanova NB, Volokitina TV, Gudkov AB, Safonova OA Dinamika parameter perkembangan psikomotorik pada anak-anak berusia 7 - 9 tahun // Ekologi Manusia. 2014. Nomor 8. S. 13-19.

9. Nifontova OL, Gudkov AB, Shcherbakova AE Karakteristik parameter detak jantung pada anak-anak dari populasi asli Okrug Otonom Khanty-Mansiysk // Ekologi Manusia. 2007. No. 11. S. 41-44.

10. Novikova LA, Farber DA Pematangan fungsional korteks dan struktur subkortikal pada periode yang berbeda menurut studi elektroensefalografi // Manual fisiologi / ed. Chernigovsky V.N.L.: Nauka, 1975.S. 491-522.

11. Keputusan Pemerintah Federasi Rusia 21 April 2014 No. 366 "Atas persetujuan program Negara Federasi Rusia" Pengembangan sosial dan ekonomi zona Arktik Federasi Rusia untuk periode hingga 2020 ". Akses dari sistem referensi-hukum "ConsultantPlus".

12. Soroko S.I., Burykh E.A., Bekshaev S.S., Sid-

Renko G.V., Sergeeva E.G., Khovanskikh A.E., Kormilitsyn B.N., Moralev S.N., Yagodina O.V., Dobrodeeva L.K., Maksimova I.A., Protasova O V. Fitur pembentukan aktivitas sistemik otak pada anak-anak di bawah kondisi Eropa Utara (artikel masalah ) // Jurnal Fisiologi Rusia. I.M.Sechenov. 2006. T.92, No.8, hlm. 905-929.

13. Soroko SI, Maksimova IA, Protasova OV Karakteristik usia dan jenis kelamin dari kandungan unsur makro dan mikro dalam tubuh anak-anak di Eropa Utara // Fisiologi Manusia. 2014.T.40.No.6.P.23-33.

14. Tkachev AV Pengaruh faktor alam Utara pada sistem endokrin manusia // Masalah ekologi manusia. Arkhangelsk, 2000.S. 209-224.

15. Tsitseroshin MN, Shepovalnikov AN Pembentukan fungsi otak integratif. SPb. : Nauka, 2009.250 hal.

16. Baars, B. J. Hipotesis akses sadar: Asal-usul dan bukti terbaru // Tren dalam Ilmu Kognitif. 2002. Jil. 6, No. 1.P.47-52.

17. Clarke A. R., Barry R. J., Dupuy F. E., McCarthy R., Selikowitz M., Heaven P. C. L. Childhood EEG sebagai prediktor gangguan perhatian-defisit / hiperaktif dewasa // Neurofisiologi Klinis. 2011. Jil. 122. Hal. 73-80.

18. Loo S. K., Makeig S. Utilitas klinis EEG dalam gangguan attention-deficit / hyperactivity: pembaruan penelitian // Neurotherapeutics. 2012. Jil. 9, No. 3. Hal. 569-587.

19. Sowell E. R., Trauner D. A., Gamst A., Jernigan T. L. Pengembangan struktur otak kortikal dan subkortikal pada masa kanak-kanak dan remaja: studi MRI struktural // Kedokteran Perkembangan dan Neurologi Anak. 2002. Jil. 44, No. 1. Hal. 4-16.

1. Bojko E. R. Fiziologo-biochimicheskie osnovy zhiznedeyatelnosti cheloveka na Parah. Yekaterinburg, 2005.190 hal.

2. Gorbachev A. L., Dobrodeeva L. K., Tedder Yu. R., Shacova E. N. Karakteristik biogeokimia wilayah utara. Melacak status elemen populasi wilayah Arkhangelsk dan perkiraan penyakit endemik. Ekologiya cheloveka. 2007, 1, hal. 4-11.

3. Gudkov A. B., Lukmanova I. B., Ramenskaya E. B. Chelovek v Pripolyarnom regione Evropejskogo Severa. Ekologo-fiziologicheskie aspekty. Arkhangelsk, 2013, 184 hal.

4. Demin D. B., Poskotinova L. V., Krivonogova E. V. Varian Pembentukan EEG pada Remaja yang Tinggal di Daerah Subpolar dan Kutub Rusia Utara. Vestnik Severnogo (Arkticheskogo) federalnogo universiteta, seriya "Mediko-biologicheskie nauki". 2013, 1, hal. 41-45.

5. Dzhos Yu. S., Nekhoroshkova A. N., Gribanov A. V. Keunikan EEG dan Potensi DC Otak pada Anak Sekolah Utara. Ekologiya cheloveka. 2014, 12, hal. 15-20.

6. Kubasov R. V., Demin D. B., Tipisova E. V, Tkachev A. V. Pemberian hormonal sistem kelenjar pituitari-tiroid-gonad pada anak laki-laki selama masa pubertas yang tinggal di Distrik Konosha di Wilayah Arkhangelsk. Ekologiya cheloveka. 2004, 1 (4), hal. 265-268.

7. Kudrin A.V., Gromova O.A. Mikroelementyi v nevro-logii. Moskow, 2006, 304 hal.

8. Lukmanova N. B., Volokitina T. V., Gudkov A. B., Safonova O. A. Perubahan parameter perkembangan psikomotor dalam 7-9 tahun. Hai. anak-anak. Ekologiya cheloveka. 2014, 8, hal. 13-19.

9. Nifontova O. L., Gudkov A. B., Shherbakova A. Je. Deskripsi parameter irama jantung pada anak-anak pribumi di daerah otonom Khanty-Mansiisky. Ekologiya cheloveka. 2007, 11, hal. 41-44.

10. Novikova L. A., Farber D. A. Funkcionalnoe sozrevanie kory i podkorkovych struktur v razlichnye periody po dannym elektroencefalograficheskich issledovanij. Rukovodstvo po fiziologii. Ed. V.N. Chernigovsky. Leningrad, 1975, hal. 491-522.

11. Postanovlenie Pravitelstva RF pada 21.04.2014 g. 366 "Ob utverzhdenii Gosudarstvennoj programmy Rossijskoj Federacii" Socialno-ekonomicheskoe razvitie Arkticheskoj zony Rossijskoj Federacii periode 2020 goda "Dostup iz sprav.- pravovoj sistemy" KonsultantPlyus ".

12. Soroko SI, Burykh EA, Bekshaev SS, Sidorenko GV, Sergeeva EG, Khovanskich AE, Kormilicyn BN, Moralev SN, Yagodina OV, Dobrodeeva LK, Maksimova IA, Protasova OV Karakteristik aktivitas sistem otak dan pembentukan fungsi vegetatif pada anak di bawah kondisi utara Eropa (studi masalah). Rossiiskii fiziologicheskii jurnal imeni I.M. Sechenova / Rossiiskaia akademiia nauk. 2006, 92 (8), hal. 905-929.

13. Soroko S. I., Maksimova I. A., Protasova O. V Karakteristik usia dan jenis kelamin dari kandungan unsur makro dan jejak dalam organisme anak-anak dari Eropa Utara. Fiziologiya cheloveka. 2014, 40 (6), hal. 23-33.

14. Tkachev A. V. Vliyanie prirodnych faktorov Severa dan endokrinnuyu sistemu cheloveka. Soal ekologii cheloveka. Arkhangelsk. 2000, hal. 209-224.

15. Ciceroshin M. N., Shepovalnikov A. N. Stanovlenie integrativnojfunkcii mozga. NS. Petersburg, 2009, 250 hal.

16. Baars B. J. Hipotesis akses sadar: Asal-usul dan bukti terbaru. Tren dalam Ilmu Kognitif. 2002, 6 (1), hal. 47-52.

17. Clarke A. R., Barry R. J., Dupuy F. E., McCarthy R., Selikowitz M., Heaven P. C. L. Childhood EEG sebagai prediktor gangguan perhatian-defisit / hiperaktif dewasa. Neurofisiologi Klinis. 2011, 122, hal. 73-80.

18. Loo S. K., Makeig S. Utilitas klinis EEG dalam gangguan perhatian-defisit / hiperaktif: pembaruan penelitian. Neuroterapi. 2012, 9 (3), hal. 569-587.

19. Sowell E. R., Trauner D. A., Gamst A., Jernigan T. L. Pengembangan struktur otak kortikal dan subkortikal pada masa kanak-kanak dan remaja: studi MRI struktural. Kedokteran Perkembangan dan Neurologi Anak. 2002, 44 (1), hlm. 4-16.

Kontak informasi:

Rozhkov Vladimir Pavlovich - Kandidat Ilmu Biologi, Peneliti Terkemuka FGBUN “Institut Fisiologi dan Biokimia Evolusi dinamai V.I. Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia I. M. Sechenov "

Alamat: 194223, St. Petersburg, Toreza Ave., 44

Fitur utama EEG, yang menjadikannya alat yang sangat diperlukan untuk psikofisiologi terkait usia, adalah sifatnya yang spontan dan otonom. Aktivitas listrik otak yang teratur dapat direkam pada janin, dan berhenti hanya dengan timbulnya kematian. Pada saat yang sama, perubahan terkait usia dalam aktivitas bioelektrik otak mencakup seluruh periode ontogenesis dari saat kemunculannya pada tahap perkembangan intrauterin otak tertentu (dan belum ditetapkan secara pasti) dan hingga kematian. dari seseorang. Keadaan penting lainnya yang memungkinkan penggunaan EEG secara produktif dalam studi ontogenesis otak adalah kemungkinan penilaian kuantitatif dari perubahan yang terjadi.

Studi tentang transformasi ontogenetik dari EEG sangat banyak. Dinamika usia EEG dipelajari saat istirahat, dalam keadaan fungsional lainnya (tidur, bangun aktif, dll.), Serta di bawah aksi berbagai rangsangan (visual, pendengaran, taktil). Berdasarkan banyak pengamatan, indikator telah dipilih, yang digunakan untuk menilai transformasi terkait usia di seluruh ontogenesis, baik dalam proses pematangan (lihat Bab 12.1.1.) Dan selama penuaan. Pertama-tama, ini adalah fitur spektrum amplitudo frekuensi dari EEG lokal, yaitu. aktivitas dicatat di titik-titik terpisah dari korteks serebral. Untuk mempelajari hubungan aktivitas bioelektrik yang direkam dari berbagai titik korteks, digunakan analisis korelasi spektral (lihat Bab 2.1.1) dengan penilaian fungsi koherensi masing-masing komponen ritmik.

Perubahan terkait usia dalam komposisi ritmik EEG. Yang paling banyak dipelajari dalam hal ini adalah perubahan terkait usia dalam spektrum frekuensi-amplitudo EEG di berbagai area korteks serebral. Analisis visual EEG menunjukkan bahwa pada bayi baru lahir yang sadar, osilasi tidak teratur lambat dengan frekuensi 1 - 3 Hz dengan amplitudo 20 V berlaku di EEG. Dalam spektrum frekuensi EEG, bagaimanapun, mereka memiliki frekuensi dalam kisaran 0,5 hingga 15 Hz. Manifestasi pertama dari tatanan ritmik muncul di zona tengah, mulai dari bulan ketiga kehidupan. Selama tahun pertama kehidupan, ada peningkatan frekuensi dan stabilisasi ritme dasar elektroensefalogram anak. Kecenderungan ke arah peningkatan frekuensi dominan tetap ada pada tahap perkembangan selanjutnya. Pada usia 3 tahun, ini sudah menjadi ritme dengan frekuensi 7 - 8 Hz, pada usia 6 - 9 - 10 Hz (Farber, Alferova, 1972).

Salah satu yang paling kontroversial adalah pertanyaan tentang bagaimana mengkualifikasi komponen ritmik EEG anak kecil, mis. bagaimana mengkorelasikan klasifikasi ritme berdasarkan rentang frekuensi yang diadopsi untuk orang dewasa (lihat Bab 2.1.1) dengan komponen ritme yang ada pada EEG anak-anak pada tahun-tahun pertama kehidupan. Ada dua pendekatan alternatif untuk memecahkan masalah ini.

Yang pertama mengasumsikan bahwa rentang frekuensi delta, theta, alfa dan beta memiliki asal dan signifikansi fungsional yang berbeda. Pada masa bayi, aktivitas lambat ternyata lebih kuat, dan pada ontogenesis lebih lanjut, dominasi aktivitas berubah dari komponen ritmik frekuensi lambat ke cepat. Dengan kata lain, setiap pita frekuensi EEG mendominasi dalam ontogeni satu demi satu (Garshe, 1954). Menurut logika ini, 4 periode diidentifikasi dalam pembentukan aktivitas bioelektrik otak: 1 periode (hingga 18 bulan) - dominasi aktivitas delta, terutama di sadapan parietal sentral; Periode 2 (1,5 tahun - 5 tahun) - dominasi aktivitas theta; 3 periode (6 - 10 tahun) - dominasi aktivitas alfa (fase labil); 4 periode (setelah 10 tahun kehidupan) dominasi aktivitas alfa (fase stabil). Dalam dua periode terakhir, aktivitas maksimum terjadi di daerah oksipital. Berdasarkan hal tersebut, diusulkan untuk mempertimbangkan rasio aktivitas alfa terhadap theta sebagai indikator (indeks) kematangan otak (Matousek, Petersen, 1973).

Pendekatan lain melihat yang utama, yaitu. ritme dominan dalam elektroensefalogram, terlepas dari parameter frekuensinya, sebagai analog ontogenetik dari ritme alfa. Alasan untuk interpretasi ini terkandung dalam fitur fungsional dari ritme dominan di EEG. Mereka menemukan ekspresi mereka dalam "prinsip topografi fungsional" (Kuhlman, 1980). Sesuai dengan prinsip ini, identifikasi komponen frekuensi (irama) dilakukan berdasarkan tiga kriteria: 1) frekuensi komponen ritmik; 2) lokasi spasial maksimumnya di area korteks serebral tertentu; 3) reaktivitas EEG terhadap beban fungsional.

Menerapkan prinsip ini pada analisis EEG bayi, T.A. Stroganova menunjukkan bahwa komponen frekuensi 6 - 7 Hz, yang direkam di daerah oksipital, dapat dianggap sebagai analog fungsional dari ritme alfa atau sebagai ritme alfa itu sendiri. Karena komponen frekuensi ini memiliki kerapatan spektral yang rendah dalam keadaan perhatian visual, tetapi menjadi dominan dengan bidang penglihatan gelap yang seragam, yang, seperti diketahui, mencirikan ritme alfa orang dewasa (Stroganova et al., 1999).

Posisi yang dinyatakan tampaknya masuk akal secara meyakinkan. Namun demikian, masalah secara keseluruhan tetap belum terselesaikan, karena signifikansi fungsional dari sisa komponen ritmik EEG bayi dan hubungannya dengan ritme EEG orang dewasa: delta, theta, dan beta, belum diklarifikasi.

Dari uraian di atas, menjadi jelas mengapa masalah rasio ritme theta dan alfa dalam ontogeni menjadi bahan diskusi. Theta masih sering dipandang sebagai prekursor fungsional alfa, dan dengan demikian diakui bahwa hampir tidak ada alfa dalam EEG anak kecil. Para peneliti yang berpegang pada posisi ini tidak menganggap mungkin untuk mempertimbangkan aktivitas ritmik dominan dalam EEG anak kecil sebagai ritme alfa (Shepovalnikov et al., 1979).

Namun, terlepas dari bagaimana komponen frekuensi EEG ini ditafsirkan, dinamika terkait usia, yang menunjukkan pergeseran bertahap dalam frekuensi ritme dominan menuju nilai yang lebih tinggi dalam rentang dari ritme theta ke alfa frekuensi tinggi, adalah hal yang tak terbantahkan. fakta (misalnya, Gambar 13.1).

Heterogenitas ritme alfa. Ditemukan bahwa rentang alfa heterogen, dan tergantung pada frekuensinya, sejumlah subkomponen dapat dibedakan di dalamnya, yang tampaknya memiliki signifikansi fungsional yang berbeda. Dinamika ontogenetik dari pematangan mereka berfungsi sebagai argumen yang signifikan dalam mendukung mengidentifikasi subrange alfa pita sempit. Tiga sub-band meliputi: alpha 1 - 7.7 - 8.9 Hz; alfa-2 - 9,3 - 10,5 Hz; alpha-3 - 10,9 - 12,5 Hz (Alferova, Farber, 1990). Dari 4 hingga 8 tahun, alfa-1 mendominasi, setelah 10 tahun - alfa-2, dan pada 16 - 17 tahun, alfa-3 mendominasi dalam spektrum.

Komponen ritme alfa juga memiliki topografi yang berbeda: ritme alfa-1 lebih menonjol di bagian posterior korteks, terutama di parietal. Ini dianggap lokal, berbeda dengan alfa-2, yang tersebar luas di korteks, dengan maksimum di daerah oksipital. Komponen ketiga, alfa, yang disebut murhythm, memiliki fokus aktivitas di daerah anterior: area sensorimotor korteks. Ini juga memiliki karakter lokal, karena ketebalannya berkurang tajam dengan jarak dari zona pusat.

Kecenderungan umum perubahan komponen ritmik utama dimanifestasikan dalam penurunan seiring bertambahnya usia dalam tingkat keparahan komponen lambat alfa-1. Komponen ritme alfa ini berperilaku seperti rentang teta dan delta, yang kekuatannya menurun seiring bertambahnya usia, sedangkan kekuatan komponen alfa-2 dan alfa-3, seperti rentang beta, meningkat. Namun, aktivitas beta pada anak-anak sehat yang normal memiliki amplitudo dan kekuatan yang rendah, dan dalam beberapa penelitian rentang frekuensi ini bahkan tidak diproses karena kemunculannya yang relatif jarang pada sampel normal.

Fitur EEG pada masa pubertas. Dinamika progresif dari karakteristik frekuensi EEG pada masa remaja menghilang. Pada tahap awal pubertas, ketika aktivitas daerah hipotalamus-hipofisis di struktur dalam otak meningkat, aktivitas bioelektrik korteks serebral berubah secara signifikan. Dalam EEG, kekuatan komponen gelombang lambat, termasuk alpha-1, meningkat, dan kekuatan alpha-2 dan alpha-3 menurun.

Selama masa pubertas, perbedaan usia biologis terlihat, terutama antara jenis kelamin. Misalnya, pada anak perempuan berusia 12 - 13 tahun (melalui pubertas tahap II dan III), EEG dicirikan oleh intensitas ritme theta dan komponen alfa-1 yang lebih besar dibandingkan dengan anak laki-laki. Pada usia 14 - 15 tahun, gambar sebaliknya diamati. Gadis-gadis memiliki final ( TU dan Y) tahap pubertas, ketika aktivitas daerah hipotalamus-hipofisis menurun, dan tren negatif pada EEG secara bertahap menghilang. Pada anak laki-laki pada usia ini, tahap II dan III pubertas mendominasi dan tanda-tanda regresi yang tercantum di atas diamati.

Pada usia 16 tahun, perbedaan antara jenis kelamin ini praktis menghilang, karena sebagian besar remaja memasuki tahap akhir pubertas. Arah progresif pembangunan sedang dipulihkan. Frekuensi ritme EEG utama meningkat lagi dan memperoleh nilai yang mendekati tipe dewasa.

Fitur EEG selama penuaan. Selama proses penuaan, perubahan signifikan terjadi pada sifat aktivitas listrik otak. Ditemukan bahwa setelah 60 tahun, ada penurunan frekuensi ritme EEG utama, terutama di kisaran ritme alfa. Pada orang berusia 17 - 19 tahun dan 40 - 59 tahun, frekuensi ritme alfa adalah sama dan kira-kira 10 Hz. Pada usia 90, turun menjadi 8,6 Hz. Deselerasi frekuensi ritme alfa disebut "gejala EEG" paling stabil dari penuaan otak (Frolkis, 1991). Seiring dengan ini, aktivitas lambat (ritme delta dan theta) meningkat, dan jumlah gelombang theta lebih besar pada orang yang berisiko mengalami psikologi vaskular.

Bersamaan dengan ini, pada orang yang berusia di atas 100 tahun - hati yang panjang dengan kondisi kesehatan yang memuaskan dan fungsi mental yang utuh - ritme dominan di daerah oksipital adalah dalam 8 - 12 Hz.

Dinamika pematangan regional. Sampai saat ini, ketika membahas dinamika usia EEG, kami belum secara khusus menganalisis masalah perbedaan regional, yaitu. perbedaan yang ada antara indikator EEG dari zona korteks yang berbeda di kedua belahan otak. Sementara itu, perbedaan seperti itu ada, dan dimungkinkan untuk membedakan urutan pematangan zona individu korteks tertentu menurut indikator EEG.

Misalnya, ini dibuktikan oleh data ahli fisiologi Amerika Hudspeth dan Pribram, yang melacak lintasan pematangan (dari 1 hingga 21 tahun) dari spektrum frekuensi EEG di berbagai area otak manusia. Menurut indikator EEG, mereka mengidentifikasi beberapa tahap pematangan. Jadi, misalnya, yang pertama mencakup periode 1 hingga 6 tahun, ditandai dengan tingkat pematangan yang cepat dan sinkron dari semua zona korteks. Tahap kedua berlangsung dari 6 hingga 10,5 tahun, dan puncak pematangan dicapai di bagian posterior korteks pada 7,5 tahun, setelah itu bagian anterior korteks mulai berkembang pesat, yang terkait dengan penerapan regulasi sukarela dan pengendalian perilaku.

Setelah 10,5 tahun, sinkronisitas pematangan dilanggar, dan 4 lintasan pematangan independen dibedakan. Menurut indikator EEG, daerah pusat korteks serebral adalah zona pematangan paling awal perkembangan, sedangkan zona frontal kiri, sebaliknya, matang paling baru; pematangannya dikaitkan dengan pembentukan peran utama daerah anterior belahan kiri dalam mengatur pemrosesan informasi (Hudspeth dan Pribram, 1992). Pematangan yang relatif terlambat dari zona frontal kiri korteks juga dicatat berulang kali dalam karya D.A. Farber dan rekan.

Perubahan terkait usia dalam aktivitas bioelektrik otak mencakup periode ontogenesis yang signifikan dari lahir hingga remaja. Berdasarkan banyak pengamatan, tanda-tanda telah diidentifikasi yang dapat digunakan untuk menilai kematangan aktivitas bioelektrik otak. Ini termasuk: 1) fitur spektrum frekuensi-amplitudo EEG; 2) adanya aktivitas berirama yang stabil; 3) frekuensi rata-rata gelombang dominan; 4) fitur EEG di berbagai area otak; 5) fitur aktivitas otak yang dibangkitkan secara umum dan lokal; 6) fitur organisasi spatio-temporal biopotensial otak.

Yang paling banyak dipelajari dalam hal ini adalah perubahan terkait usia dalam spektrum frekuensi-amplitudo EEG di berbagai area korteks serebral. Bayi baru lahir ditandai dengan aktivitas tidak teratur dengan amplitudo sekitar 20 V dan frekuensi 1-6 Hz. Tanda-tanda pertama tatanan ritmik muncul di zona tengah mulai dari bulan ketiga kehidupan. Selama tahun pertama kehidupan, ada peningkatan frekuensi dan stabilisasi ritme utama EEG anak. Kecenderungan ke arah peningkatan frekuensi dominan tetap ada pada tahap perkembangan selanjutnya. Pada usia 3 tahun, ini sudah menjadi ritme dengan frekuensi 7-8 hz, pada usia 6 - 9-10 Hz dll. ... Pada suatu waktu diyakini bahwa setiap pita frekuensi EEG mendominasi ontogeni secara berurutan satu demi satu. Menurut logika ini, 4 periode dibedakan dalam pembentukan aktivitas bioelektrik otak: periode pertama (hingga 18 bulan) - dominasi aktivitas delta, terutama di sadapan parietal pusat; Periode ke-2 (1,5 tahun - 5 tahun) - dominasi aktivitas theta; Periode ke-3 (6-10 tahun) - dominasi aktivitas alfa (labil

fase); Periode ke-4 (setelah 10 tahun kehidupan) - dominasi aktivitas alfa (fase stabil). Dalam dua periode terakhir, aktivitas maksimum terjadi di daerah oksipital. Berdasarkan hal tersebut, diusulkan untuk mempertimbangkan rasio aktivitas alpha dan theta sebagai indikator (indeks) kematangan otak.

Namun, masalah rasio ritme theta dan alfa dalam ontogeni menjadi bahan diskusi. Satu pandangan adalah bahwa ritme theta dilihat sebagai prekursor fungsional dari ritme alfa, dan dengan demikian diakui bahwa hampir tidak ada ritme alfa pada EEG anak kecil. Para peneliti yang berpegang pada posisi ini menganggap tidak dapat diterima untuk mempertimbangkan aktivitas ritmik yang dominan dalam EEG anak-anak kecil sebagai ritme alfa; dari sudut pandang orang lain, aktivitas berirama bayi di kisaran 6-8 Hz sifat fungsionalnya analog dengan ritme alfa.

Dalam beberapa tahun terakhir, telah ditetapkan bahwa rentang alfa tidak homogen, dan di dalamnya, tergantung pada frekuensi, sejumlah subkomponen dapat dibedakan, yang tampaknya memiliki signifikansi fungsional yang berbeda. Dinamika ontogenetik dari pematangannya berfungsi sebagai argumen signifikan yang mendukung mengidentifikasi sub-pita alfa pita sempit. Tiga sub-band meliputi: alpha 1 - 7.7-8.9 Hz; alfa-2 - 9,3-10,5 Hz; alfa-3 - 10,9-12,5 Hz. Dari 4 hingga 8 tahun, alfa-1 mendominasi, setelah 10 tahun - alfa-2, dan pada usia 16-17, alfa-3 mendominasi dalam spektrum.

Studi tentang dinamika EEG terkait usia dilakukan saat istirahat, dalam keadaan fungsional lainnya (kedelai, terjaga aktif, dll.), Serta di bawah aksi berbagai rangsangan (visual, pendengaran, taktil).

Studi respons otak sensorik spesifik terhadap rangsangan dari berbagai modalitas, mis. EP menunjukkan bahwa respons otak lokal di zona proyeksi korteks dicatat sejak seorang anak lahir. Namun, konfigurasi dan parameternya menunjukkan tingkat kematangan dan inkonsistensi yang berbeda dengan orang dewasa dalam modalitas yang berbeda. Misalnya, di zona proyeksi penganalisis somatosensori yang secara fungsional lebih signifikan dan lebih matang secara morfologis pada saat lahir, EP mengandung komponen yang sama seperti pada orang dewasa, dan parameternya sudah mencapai kematangan pada minggu-minggu pertama kehidupan. Pada saat yang sama, EP visual dan auditori jauh kurang matang pada bayi baru lahir dan bayi.

EP visual bayi baru lahir adalah osilasi positif-negatif yang direkam di daerah proyeksi oksipital. Perubahan paling signifikan dalam konfigurasi dan parameter VP tersebut terjadi dalam dua tahun pertama kehidupan. Selama periode ini, EP ke wabah dikonversi dari fluktuasi positif-negatif dengan latensi 150-190 MS menjadi reaksi multikomponen, yang secara umum bertahan dalam ontogenesis lebih lanjut. Stabilisasi akhir dari komposisi komponen VP . tersebut

terjadi pada usia 5-6 tahun, ketika parameter utama dari semua komponen EP visual per flash berada dalam batas yang sama seperti pada orang dewasa. Dinamika EP terkait usia hingga rangsangan terstruktur spasial (bidang kotak-kotak, kisi) berbeda dari respons terhadap ledakan. Desain akhir komposisi komponen EP ini berlangsung hingga 11-12 tahun.

Komponen EP endogen, atau "kognitif", yang mencerminkan penyediaan aspek aktivitas kognitif yang lebih kompleks, dapat didaftarkan pada anak-anak dari segala usia, mulai dari masa bayi, tetapi pada setiap usia mereka memiliki kekhususannya sendiri. Fakta paling sistematis diperoleh dalam studi perubahan terkait usia dalam komponen P3 dalam situasi pengambilan keputusan. Ditemukan bahwa pada rentang usia 5-6 tahun hingga dewasa terjadi penurunan periode latensi dan penurunan amplitudo komponen ini. Diasumsikan bahwa sifat terus menerus dari perubahan parameter ini disebabkan oleh fakta bahwa generator umum dari aktivitas listrik beroperasi di segala usia.

Dengan demikian, studi ontogenesis EP membuka peluang untuk mempelajari sifat perubahan terkait usia dan kontinuitas dalam kerja mekanisme serebral aktivitas persepsi.

STABILITAS ONTOGENETIK PARAMETER EEG DAN EP

Keragaman aktivitas bioelektrik otak, seperti sifat individu lainnya, memiliki dua komponen: intraindividual dan interindividual. Variabilitas intraindividual mencirikan reproduktifitas (keandalan tes ulang) parameter EEG dan EP dalam studi berulang. Jika kondisinya konstan, reproduktifitas EEG dan EP pada orang dewasa cukup tinggi. Pada anak-anak, reproduktifitas parameter yang sama lebih rendah, mis. mereka dibedakan oleh variabilitas intraindividual yang jauh lebih besar dari EEG dan EP.

Perbedaan individu antara subjek dewasa (variabilitas antarindividu) mencerminkan kerja pembentukan saraf yang stabil dan sangat ditentukan oleh faktor genotipe. Pada anak-anak, variabilitas antarindividu tidak hanya disebabkan oleh perbedaan individu dalam pekerjaan formasi saraf yang sudah terbentuk, tetapi juga karena perbedaan individu dalam tingkat pematangan sistem saraf pusat. Oleh karena itu, pada anak-anak erat kaitannya dengan konsep stabilitas ontogenetik. Konsep ini tidak menyiratkan tidak adanya perubahan dalam nilai absolut indikator pematangan, tetapi keteguhan relatif dari tingkat transformasi terkait usia. Dimungkinkan untuk menilai tingkat stabilitas ontogenetik dari indikator tertentu hanya dalam studi longitudinal, di mana indikator yang sama dibandingkan pada anak yang sama pada tahap ontogenesis yang berbeda. Bukti kestabilan ontogenetik

Keteguhan tempat peringkat yang ditempati anak dalam kelompok selama ujian berulang dapat berfungsi sebagai tanda. Untuk menilai stabilitas ontogenetik, koefisien korelasi peringkat Spearman sering digunakan, lebih disukai dengan koreksi untuk usia. Nilainya tidak berbicara tentang invariabilitas nilai absolut dari fitur tertentu, tetapi tentang subjek yang mempertahankan posisi peringkatnya dalam grup.

Dengan demikian, perbedaan individu dalam parameter EEG dan EP anak-anak dan remaja dibandingkan dengan perbedaan individu pada orang dewasa, secara relatif, memiliki sifat "ganda". Mereka mencerminkan, pertama, fitur stabil individual dari kerja formasi saraf dan, kedua, perbedaan dalam tingkat pematangan substrat otak dan fungsi psikofisiologis.

Ada beberapa data eksperimental yang menunjukkan stabilitas ontogenetik EEG. Namun, beberapa informasi tentang ini dapat diperoleh dari karya-karya yang ditujukan untuk mempelajari perubahan terkait usia pada EEG. Dalam karya terkenal Lindsley [cit. menurut: 33], anak-anak dari 3 bulan hingga 16 tahun dipelajari, dan EEG setiap anak dilacak selama tiga tahun. Meskipun stabilitas karakteristik individu tidak dievaluasi secara khusus, analisis data memungkinkan kita untuk menyimpulkan bahwa, terlepas dari perubahan alami terkait usia, peringkat subjek tetap kurang lebih sama.

Telah ditunjukkan bahwa beberapa karakteristik EEG stabil dalam jangka waktu yang lama, terlepas dari proses pematangan EEG. Pada kelompok anak-anak yang sama (13 orang), dua kali, dengan interval 8 tahun, EEG dan perubahannya dicatat selama reaksi refleks orientasi dan terkondisi dalam bentuk depresi ritme alfa. Pada saat pendaftaran pertama, rata-rata usia subjek dalam kelompok adalah 8,5 tahun; selama tahun kedua - 16,5 Koefisien korelasi peringkat untuk energi total adalah: di pita ritme delta dan theta - 0,59 dan 0,56; di pita alfa -0,36, di pita beta -0,78. Korelasi serupa untuk frekuensi tidak lebih rendah, tetapi stabilitas tertinggi ditemukan untuk frekuensi ritme alfa (R = 0,84).

Pada kelompok anak-anak lain, penilaian stabilitas ontogenetik dari indikator latar belakang EEG yang sama dilakukan dengan jeda 6 tahun - pada 15 tahun dan 21 tahun. Dalam hal ini, yang paling stabil adalah energi total ritme lambat (delta dan theta) dan ritme alfa (koefisien korelasi untuk semua - sekitar 0,6). Dalam hal frekuensi, ritme alfa kembali menunjukkan stabilitas maksimum (R = 0,47).

Dengan demikian, dilihat dari koefisien korelasi peringkat antara dua seri data (survei ke-1 dan ke-2) yang diperoleh dalam studi ini, dapat dinyatakan bahwa parameter seperti frekuensi ritme alfa, energi total ritme delta dan theta, dan sejumlah indikator lainnya, EEG secara individual stabil.

Variabilitas EP antarindividu dan intraindividual dalam ontogenesis telah dipelajari relatif sedikit. Namun, satu fakta tidak diragukan: seiring bertambahnya usia, variabilitas reaksi ini menurun

Kekhususan individu dari konfigurasi dan parameter wilayah udara meningkat. Penilaian yang tersedia dari keandalan tes ulang amplitudo dan periode laten EP visual, komponen P3 endogen, dan potensi otak yang terkait dengan gerakan, secara umum, menunjukkan tingkat reproduktifitas yang relatif rendah dari parameter reaksi ini pada anak-anak dibandingkan dengan orang dewasa. Koefisien korelasi yang sesuai bervariasi pada rentang yang luas, tetapi tidak naik di atas 0,5-0,6. Keadaan ini secara signifikan meningkatkan kesalahan pengukuran, yang, pada gilirannya, dapat mempengaruhi hasil analisis statistik genetik; seperti yang telah dicatat, kesalahan pengukuran termasuk dalam penilaian lingkungan individu. Namun demikian, penggunaan beberapa teknik statistik memungkinkan dalam kasus tersebut untuk memperkenalkan koreksi yang diperlukan dan meningkatkan keandalan hasil.

2.1.3. Pemetaan topografi aktivitas listrik di otak

2.1.4. CT scan

2.1.5. Aktivitas saraf

2.1.6. Metode untuk mempengaruhi otak

2.2. Aktivitas listrik kulit

2.3. Indikator sistem kardiovaskular

2.4. Indikator aktivitas sistem otot

2.5. Indikator aktivitas sistem pernapasan (pneumografi)

2.6. Reaksi mata

2.7. Pendeteksi kebohongan

2.8. Pemilihan metode dan indikator

Kesimpulan

Bacaan yang direkomendasikan

Bagian II. Psikofisiologi keadaan fungsional dan emosi Bab. 3. Psikofisiologi keadaan fungsional

3.1. Masalah menentukan status fungsional

3.1.1. Pendekatan yang berbeda untuk menentukan fs

3.1.2. Mekanisme neurofisiologis regulasi terjaga

Perbedaan Utama dalam Efek Aktivasi Batang Otak dan Talamus

3.1.3. Metode diagnostik untuk status fungsional

Efek aksi sistem simpatis dan parasimpatis

3.2. Psikofisiologi tidur

3.2.1. Fitur fisiologis tidur

3.2.2. Teori tidur

3.3. Psikofisiologi stres

3.3.1. Kondisi untuk stres

3.3.2. Sindrom adaptasi umum

3.4. Nyeri dan mekanisme fisiologisnya

3.5. Umpan balik dalam regulasi status fungsional

3.5.1. Jenis umpan balik buatan dalam psikofisiologi

3.5.2. Nilai umpan balik dalam mengatur perilaku

Bab 4. Psikofisiologi bidang kebutuhan emosional

4.1. Psikofisiologi kebutuhan

4.1.1. Pengertian dan klasifikasi kebutuhan

4.1.2. Mekanisme psikofisiologis munculnya kebutuhan

4.2. Motivasi sebagai faktor dalam mengatur perilaku

4.3. Psikofisiologi emosi

4.3.1. Substrat morfofungsional emosi

4.3.2. teori emosi

4.3.3. Metode untuk mempelajari dan mendiagnosis emosi

Bacaan yang direkomendasikan

Bagian III. Psikofisiologi ranah kognitif Bab 5. Psikofisiologi persepsi

5.1. Informasi pengkodean dalam sistem saraf

5.2. Model Persepsi Saraf

5.3. Studi elektroensefalografi tentang persepsi

5.4. Aspek topografi persepsi

Perbedaan antara belahan dalam persepsi visual (L. Ileushina et al., 1982)

Bab 6. Psikofisiologi perhatian

6.1. Tanggapan indikatif

6.2. Mekanisme perhatian neurofisiologis

6.3. Metode untuk mempelajari dan mendiagnosis perhatian

Bab 7. Psikofisiologi memori

7.1. Klasifikasi jenis memori

7.1.1. Jenis memori dan pembelajaran dasar

7.1.2. Jenis memori tertentu

7.1.3. Organisasi memori sementara

7.1.4. Mekanisme pencetakan

7.2. Teori fisiologis memori

7.3. Studi biokimia memori

Bab 8. Psikofisiologi proses bicara

8.1. Bentuk komunikasi non-verbal

8.2. Pidato sebagai sistem pensinyalan

8.3. Sistem pendukung ucapan periferal

8.4. Pusat bicara otak

8.5. Bicara dan asimetri hemisfer

8.6. Perkembangan bicara dan spesialisasi belahan dalam ontogenesis

8.7. Korelasi elektrofisiologis dari proses bicara

Bab 9. Psikofisiologi aktivitas mental

9.1. Korelasi elektrofisiologis dari pemikiran

9.1.1. Korelasi saraf berpikir

9.1.2. Korelasi elektroensefalografik dari pemikiran

9.2. Aspek psikofisiologis dari pengambilan keputusan

9.3. Pendekatan psikofisiologis untuk kecerdasan

Bab 10. Kesadaran sebagai fenomena psikofisiologis

10.1. Pendekatan psikofisiologis untuk definisi kesadaran

10.2. Kondisi fisiologis untuk kesadaran rangsangan

10.3. Pusat otak dan kesadaran

10.4. Kondisi kesadaran yang berubah

10.5. Pendekatan informasi untuk masalah kesadaran

Bab 11. Psikofisiologi aktivitas motorik

11.1. Struktur sistem motorik

11.2. Klasifikasi gerakan

11.3. Organisasi fungsional gerakan sukarela

11.4. Korelasi elektrofisiologis dari organisasi gerakan

11.5. Kompleks potensi otak yang terkait dengan gerakan

11.6. Aktivitas saraf

Bacaan yang direkomendasikan

Bagian Iy. Psikofisiologi terkait usia Bab 12. Konsep dasar, ide dan masalah

12.1. Konsep umum pematangan

12.1.1. Kriteria pematangan

12.1.2. norma usia

12.1.3. Masalah periodisasi perkembangan

12.1.4. Kesinambungan proses pematangan

12.2. Plastisitas dan sensitivitas sistem saraf pusat dalam ontogenesis

12.2.1. Efek pengayaan dan penipisan lingkungan

12.2.2. Periode perkembangan yang kritis dan sensitif

Bab 13. Metode dasar dan arah penelitian

13.1. Penilaian efek usia

13.2. Metode elektrofisiologis untuk mempelajari dinamika perkembangan mental

13.2.1. Perubahan elektroensefalogram dalam ontogenesis

13.2.2. Perubahan terkait usia dalam potensi yang ditimbulkan

13.3. Reaksi mata sebagai metode untuk mempelajari aktivitas kognitif di awal ontogenesis

13.4. Jenis utama penelitian empiris dalam psikofisiologi perkembangan

Bab 14. Pematangan otak dan perkembangan mental

14.1. Pematangan sistem saraf dalam embriogenesis

14.2. Pematangan blok utama otak dalam ontogenesis pascanatal

14.2.1 Pendekatan evolusioner untuk analisis pematangan otak

14.2.2. Kortikolisasi fungsi dalam ontogenesis

14.2.3. Lateralisasi fungsi dalam ontogenesis

14.3. Pematangan otak sebagai syarat untuk perkembangan mental

Bab 15. Penuaan organisme dan involusi mental

15.1. Usia biologis dan penuaan

15.2. Perubahan tubuh seiring bertambahnya usia

15.3. Teori penuaan

15.4. Vitaukt

Bacaan yang direkomendasikan

Daftar pustaka

Isi

13.2. Metode elektrofisiologis untuk mempelajari dinamika perkembangan mental

Dalam psikofisiologi yang berkaitan dengan usia, hampir semua metode yang digunakan saat bekerja dengan kontingen subjek dewasa digunakan (lihat Bab 2). Namun, dalam penggunaan metode tradisional, ada kekhususan usia, yang ditentukan oleh sejumlah keadaan. Pertama, indikator yang diperoleh dengan menggunakan metode tersebut memiliki perbedaan usia yang besar. Misalnya, elektroensefalogram dan, karenanya, indikator yang diperoleh dengan bantuannya berubah secara signifikan selama ontogenesis. Kedua, perubahan ini (dalam istilah kualitatif dan kuantitatif) dapat bertindak secara paralel baik sebagai subjek penelitian, dan sebagai cara untuk menilai dinamika pematangan otak, dan sebagai alat / sarana untuk mempelajari munculnya dan berfungsinya kondisi fisiologis. dari perkembangan mental. Selain itu, yang terakhir adalah yang paling menarik untuk psikofisiologi terkait usia.

Ketiga aspek studi EEG dalam ontogeni tidak diragukan lagi cocok satu sama lain dan saling melengkapi, tetapi mereka berbeda secara signifikan dalam konten, dan, oleh karena itu, mereka dapat dipertimbangkan secara terpisah satu sama lain. Untuk alasan ini, baik dalam penelitian ilmiah tertentu maupun dalam praktik, penekanannya seringkali hanya pada satu atau dua aspek. Namun, terlepas dari kenyataan bahwa untuk psikofisiologi terkait usia, aspek ketiga adalah yang paling penting, yaitu. bagaimana indikator EEG dapat digunakan untuk menilai prasyarat fisiologis dan / atau kondisi perkembangan mental, kedalaman studi dan pemahaman masalah ini sangat tergantung pada tingkat elaborasi dari dua aspek pertama studi EEG.

13.2.1. Perubahan elektroensefalogram dalam ontogenesis

Kuantifikasi dinamika pematangan dengan indikator

EEG. Beberapa upaya telah dilakukan untuk menganalisis parameter EEG secara kuantitatif untuk mengidentifikasi pola dinamika ontogenetik yang diekspresikan secara matematis. Sebagai aturan, berbagai varian analisis regresi (linier, nonlinier, dan regresi berganda) digunakan, yang digunakan untuk menilai dinamika usia spektrum densitas daya rentang spektral individu (dari delta ke beta) (misalnya, Gasser et al., 1988). Hasil yang diperoleh umumnya menunjukkan bahwa perubahan kekuatan relatif dan absolut dari spektrum dan tingkat keparahan ritme EEG individu dalam ontogeni adalah nonlinier. Deskripsi data eksperimen yang paling memadai diperoleh ketika menggunakan polinomial derajat kedua hingga kelima dalam analisis regresi.

Penggunaan penskalaan multidimensi cukup menjanjikan. Misalnya, dalam salah satu studi terbaru, upaya dilakukan untuk meningkatkan metode untuk mengukur perubahan terkait usia pada EEG dalam rentang 0,7 hingga 78 tahun. Penskalaan multidimensi data spektral dari 40 titik korteks memungkinkan untuk mendeteksi keberadaan "faktor usia" khusus, yang ternyata secara nonlinier terkait dengan usia kronologis. Sebagai hasil dari analisis perubahan terkait usia dalam komposisi spektral EEG, Skala Pematangan Aktivitas Listrik Otak diusulkan, ditentukan berdasarkan logaritma rasio usia yang diprediksi dari data EEG dan usia kronologis (Wackerman dan Matousek, 1998).

Secara umum, penilaian tingkat kematangan korteks dan struktur otak lainnya menggunakan metode EEG memiliki aspek klinis dan diagnostik yang sangat penting, dan analisis visual catatan EEG individu masih memainkan peran statistik khusus yang tak tergantikan dalam hal ini. Untuk tujuan penilaian EEG standar dan terpadu pada anak-anak, metode khusus untuk analisis EEG dikembangkan, berdasarkan penataan pengetahuan ahli di bidang analisis visual (Machinskaya et al., 1995).

Gambar 13.2 adalah skema umum yang menunjukkan komponen utama. Dibuat berdasarkan organisasi struktural pengetahuan spesialis ahli, skema untuk menggambarkan EEG ini dapat

digunakan untuk diagnostik individu keadaan sistem saraf pusat anak-anak, serta untuk tujuan penelitian dalam menentukan fitur karakteristik EEG dari berbagai kelompok subjek.

Fitur usia organisasi spasial EEG. Fitur-fitur ini telah dipelajari kurang dari dinamika ritme EEG individu yang berkaitan dengan usia. Sementara itu, pentingnya studi tentang organisasi spasial arus biologis sangat besar karena alasan berikut.

Kembali di tahun 70-an, ahli fisiologi Rusia yang luar biasa M.N. Livanov merumuskan posisi tingkat tinggi sinkronisitas (dan koherensi) dari osilasi biopotensial otak sebagai kondisi yang kondusif untuk munculnya koneksi fungsional antara struktur otak yang terlibat langsung dalam interaksi sistemik. Studi tentang fitur sinkronisasi spasial dari biopotensial korteks serebral selama berbagai jenis aktivitas pada orang dewasa telah menunjukkan bahwa tingkat sinkronisasi jauh biopotensial dari berbagai zona korteks dalam kondisi aktivitas meningkat, tetapi lebih selektif. . Sinkronisitas biopotensial zona korteks yang membentuk asosiasi fungsional yang berpartisipasi dalam penyediaan aktivitas spesifik meningkat.

Akibatnya, studi tentang indikator sinkronisasi jauh, yang mencerminkan karakteristik interaksi interzonal terkait usia dalam ontogenesis, dapat memberikan dasar baru untuk memahami mekanisme sistemik fungsi otak, yang tidak diragukan lagi memainkan peran besar dalam perkembangan mental pada setiap tahap ontogenesis. .

Mengukur sinkronisasi spasial, mis. tingkat kebetulan dinamika arus biologis otak yang direkam di berbagai zona korteks (diambil berpasangan) memungkinkan untuk menilai bagaimana interaksi antara zona-zona ini dilakukan. Studi tentang sinkronisasi spasial (dan koherensi) biopotensi otak pada bayi baru lahir dan bayi telah menunjukkan bahwa tingkat interaksi interzonal pada usia ini sangat rendah. Diasumsikan bahwa mekanisme yang menyediakan organisasi spasial bidang biopotensial pada anak kecil belum berkembang dan secara bertahap terbentuk saat otak matang (Shepovalnikov et al., 1979). Dari sini dapat disimpulkan bahwa kemungkinan penyatuan sistemik korteks serebral pada usia dini relatif kecil dan secara bertahap meningkat seiring bertambahnya usia.

Saat ini, tingkat sinkronisitas interzonal biopotensial diperkirakan dengan menghitung fungsi koherensi biopotensial dari zona korteks yang sesuai, dan penilaian dilakukan, sebagai suatu peraturan, untuk setiap rentang frekuensi secara terpisah. Jadi, misalnya, pada anak berusia 5 tahun, koherensi dihitung dalam pita theta, karena ritme theta pada usia ini adalah ritme EEG yang dominan. Pada usia sekolah ke atas, koherensi dihitung dalam pita ritme alfa secara keseluruhan atau terpisah untuk masing-masing komponennya. Saat interaksi interzonal terbentuk, aturan umum tentang jarak mulai terlihat dengan jelas: tingkat koherensi relatif tinggi antara titik-titik dekat kerak dan menurun dengan meningkatnya jarak antar zona.

Namun, dengan latar belakang umum ini, ada beberapa keanehan. Tingkat koherensi rata-rata meningkat seiring bertambahnya usia, tetapi tidak merata. Sifat nonlinier dari perubahan ini diilustrasikan oleh data berikut: di bagian anterior korteks, tingkat koherensi meningkat dari 6 menjadi 9-10 tahun, kemudian penurunannya diamati pada 12-14 tahun (selama pubertas) dan lagi meningkat 16-17 tahun (Alferova, Farber, 1990). Namun, ini tidak menghabiskan semua fitur pembentukan interaksi interzonal dalam ontogenesis.

Studi tentang fungsi sinkronisasi dan koherensi jauh dalam ontogenesis memiliki banyak masalah, salah satunya adalah bahwa sinkronisasi potensi otak (dan tingkat koherensi) tidak hanya tergantung pada usia, tetapi juga pada sejumlah faktor lain: 1) fungsional keadaan subjek; 2) sifat kegiatan yang dilakukan; 3) karakteristik individu asimetri interhemispheric (profil organisasi lateral) seorang anak dan orang dewasa. Ada beberapa penelitian ke arah ini, dan sejauh ini tidak ada gambaran jelas yang menggambarkan dinamika terkait usia dalam pembentukan sinkronisasi jarak jauh dan interaksi antarpusat zona korteks serebral dalam proses aktivitas ini atau itu. Namun, data yang tersedia cukup untuk menegaskan bahwa mekanisme sistemik interaksi antar-pusat, yang diperlukan untuk penyediaan aktivitas mental apa pun, melalui jalur panjang pembentukan dalam ontogenesis. Garis umumnya terdiri dari transisi dari manifestasi aktivitas regional yang relatif kurang terkoordinasi, yang, karena ketidakmatangan sistem konduksi otak, merupakan karakteristik anak-anak bahkan pada usia 7-8 tahun, ke peningkatan derajat sinkronisasi dan koordinasi spesifik (tergantung pada sifat tugas) dalam interaksi antar-pusat zona korteks serebral pada masa remaja.

Saat mempelajari proses neurofisiologis

metode berikut digunakan:

Metode refleks terkondisi,

Metode pendaftaran aktivitas formasi otak (EEG),

membangkitkan potensi: optik dan elektrofisiologis

metode pendaftaran aktivitas multiseluler kelompok neuron.

Studi tentang proses otak yang menyediakan

perilaku proses mental menggunakan

teknologi komputasi elektronik.

Metode neurokimia untuk menentukan

perubahan kecepatan pembentukan dan jumlah neurohormon,

memasuki darah.

1. Metode implantasi elektroda,

2. Metode otak terbelah,

3. Metode mengamati orang dengan

lesi organik pada sistem saraf pusat,

4. Pengujian,

5. Pengamatan.

Saat ini, metode studi yang digunakan

aktivitas sistem fungsional, yang menyediakan

pendekatan sistematis untuk studi GNI. Jadi isinya

VND - studi tentang aktivitas refleks terkondisi

dalam interaksi + dan - refleks terkondisi satu sama lain

Sejak saat menentukan kondisi untuk ini

interaksi terjadi transisi dari normal

dengan keadaan patologis fungsi sistem saraf:

keseimbangan antara proses saraf terganggu dan kemudian

kemampuan untuk merespons pengaruh secara memadai terganggu

memperkenalkan lingkungan atau proses internal yang memprovokasi

sikap mental dan perilaku.

Fitur usia EEG.

Aktivitas listrik otak janin

muncul pada usia 2 bulan, amplitudonya rendah,

memiliki karakter intermiten, tidak teratur.

Kumpulan EEG interhemispheric diamati.

EEG bayi baru lahir juga

fluktuasi aritmik, reaksi diamati

aktivasi untuk rangsangan yang cukup kuat - suara, cahaya.

EEG bayi dan balita ditandai dengan:

kehadiran ritme phi, ritme gamma.

Amplitudo gelombang mencapai 80mkV.

EEG anak prasekolah didominasi oleh

dua jenis gelombang: ritme alfa dan phi, yang terakhir direkam

dalam bentuk kelompok osilasi amplitudo tinggi.

EEG anak sekolah dari 7 hingga 12 tahun. Stabilisasi dan akselerasi

ritme EEG utama, stabilitas ritme alfa.

Pada usia 16-18, EEG anak-anak identik dengan EEG orang dewasa. No. 31. Medula oblongata dan jembatan: struktur, fungsi, karakteristik usia.

Medula oblongata adalah kelanjutan langsung dari sumsum tulang belakang. Batas bawahnya dianggap sebagai titik keluar dari akar saraf tulang belakang leher ke-1 atau persimpangan piramida, batas atas adalah tepi posterior jembatan. Panjang medula oblongata sekitar 25 mm, bentuknya mendekati kerucut terpotong, dengan pangkal menghadap ke atas. Medula oblongata dibangun dari materi putih dan abu-abu Materi abu-abu medula oblongata diwakili oleh inti dari IX, X, XI, XII pasang saraf kranial, zaitun, formasi reticular, pusat respirasi dan sirkulasi darah . Materi putih dibentuk oleh serabut saraf yang membentuk jalur yang sesuai. Jalur motorik (turun) terletak di daerah anterior medula oblongata, yang sensitif (naik) terletak lebih ke punggung. Formasi retikuler merupakan kumpulan sel, gugus sel dan serabut saraf yang membentuk jaringan yang terletak di batang otak (medulla oblongata, pons dan otak tengah). Formasi retikuler berhubungan dengan semua organ indera, area motorik dan sensorik dari korteks serebral, talamus dan hipotalamus, dan sumsum tulang belakang. Ini mengatur tingkat rangsangan dan nada berbagai bagian sistem saraf, termasuk korteks serebral, berpartisipasi dalam pengaturan tingkat kesadaran, emosi, tidur dan terjaga, fungsi otonom, gerakan yang bertujuan.Jembatan ini terletak di atas medula oblongata, dan serebelum terletak di belakangnya. Menjembatani (Jembatan Varoliev) terlihat seperti punggungan menebal melintang, dari sisi lateral di mana kaki serebelar tengah memanjang ke kanan dan kiri. Permukaan posterior pons, ditutupi oleh serebelum, berpartisipasi dalam pembentukan fossa rhomboid. Di bagian belakang jembatan (ban) adalah formasi reticular, di mana inti pasangan saraf kranial V, VI, VII, VIII terletak, jalur menaik jembatan lewat. Bagian anterior jembatan terdiri dari serabut saraf yang membentuk jalur, di antaranya adalah inti materi abu-abu. Jalur bagian anterior jembatan menghubungkan korteks serebral dengan sumsum tulang belakang, dengan inti motorik saraf kranial dan korteks serebelum.Medulla oblongata dan jembatan melakukan fungsi yang paling penting. Inti sensorik saraf kranial yang terletak di bagian otak ini menerima impuls saraf dari kulit kepala, selaput lendir mulut dan rongga hidung, faring dan laring, dari organ pencernaan dan pernapasan, dari organ penglihatan dan organ pendengaran. pendengaran, dari alat vestibular, jantung dan pembuluh darah ... Di sepanjang akson sel-sel motorik dan nukleus otonom (parasimpatis) medula oblongata dan jembatan, impuls mengikuti tidak hanya ke otot rangka kepala (pengunyahan, wajah, lidah dan faring), tetapi juga ke otot polos. pencernaan, pernapasan dan sistem kardiovaskular, ke kelenjar ludah dan banyak kelenjar lainnya. Melalui inti medula oblongata, banyak tindakan refleks dilakukan, termasuk yang protektif (batuk, berkedip, merobek, bersin). Pusat saraf (inti) medula oblongata terlibat dalam tindakan refleks menelan, fungsi sekresi kelenjar pencernaan. Nuklei vestibular (vestibular), di mana jalur vestibular-spinal berasal, melakukan tindakan refleks kompleks redistribusi tonus otot rangka, keseimbangan, dan memberikan "postur berdiri". Refleks ini disebut refleks sikap. Pusat pernapasan dan vasomotor (kardiovaskular) yang paling penting yang terletak di medula oblongata terlibat dalam pengaturan fungsi pernapasan (ventilasi paru-paru), aktivitas jantung dan pembuluh darah. Kerusakan pada pusat-pusat ini menyebabkan kematian. Dengan kerusakan pada medula oblongata, gangguan pernapasan, aktivitas jantung, tonus pembuluh darah, gangguan menelan - gangguan bulbar yang dapat menyebabkan kematian dapat diamati. Medula oblongata pada saat lahir sepenuhnya berkembang dan matang secara fungsional. Massanya bersama-sama dengan jembatan pada bayi baru lahir adalah 8 g, yang merupakan 2℅ massa otak. Sel saraf bayi baru lahir memiliki proses yang panjang, dan sitoplasmanya mengandung zat tigroid. Pigmentasi sel dimanifestasikan secara intens dari usia 3 hingga 4 tahun dan meningkat hingga pubertas. Pada satu setengah tahun kehidupan seorang anak, jumlah sel di pusat saraf vagus meningkat dan sel-sel medula oblongata berdiferensiasi dengan baik. Panjang proses neuron meningkat secara signifikan. Pada usia 7 tahun, inti saraf vagus terbentuk dengan cara yang sama seperti pada orang dewasa.
Jembatan pada bayi baru lahir terletak lebih tinggi dibandingkan dengan posisinya pada orang dewasa, dan pada usia 5 tahun terletak pada tingkat yang sama seperti pada orang dewasa. Perkembangan pons dikaitkan dengan pembentukan batang otak kecil dan pembentukan koneksi antara otak kecil dan bagian lain dari sistem saraf pusat. Struktur internal jembatan pada anak tidak memiliki ciri khas dibandingkan dengan strukturnya pada orang dewasa. Inti saraf yang terletak di dalamnya dibentuk pada saat kelahiran.