Электрофизиологические корреляты психической деятельности

Широко распространенными и доступными, не травмирующими организм исследованиями деятельности мозга являются электроэнцефалография и метод вызванных потенциалов (ВП). Оба метода, казалось бы, недостаточно информативные, в последние десятилетия получили дальнейшее развитие (второе рождение) в связи с компьютерной обработкой элементов электроэнцефалограмм (ЭЭГ) и ВП.

Психическая деятельность и электроэнцефалограмма

Повседневная деятельность человека (разная степень активности во время физической и умственной работы, действие различных сигналов, сосредоточение внимания, решение физико-математических задач и т. п.) требует различной активности ЦНС. Метод ЭЭГ, позволяющий изучать суммарную электрическую активность, помогает также оценить по изменениям ритмов ЭЭГ психическую деятельность человека.

При интеллектуальной деятельности наблюдаются изменения определенных ритмов ЭЭГ. Многие исследователи отмечают преимущественные изменения низкочастотных составляющих спектра ЭЭГ, обнаружена тесная связь q- и D-активности с выполнением задания. Например, на ЭЭГ имеются характерные изменения при концентрации внимания испытуемого при ознакомлении его с инструкцией о предстоящей деятельности, решении арифметических задач.

Изменения ЭЭГ во время инструкции о предстоящей деятельностизаключается в существенном снижении спектральной мощности a- и q-диапазонов в большинстве областей, в лобной области нарастает мощность b₁ -ритма.

Динамика функции когерентности у испытуемых в этом состоянии наиболее выражена в спектре b₁ и b₂; отмечается резкое снижение уровня когерентности во всех парах областей, особенно - в левом полушарии. В a₂-диапазоне снижается уровень когерентности между левой теменной и височной областями. Средняя и максимальная когерентности по остальным составляющим в этот период не меняются.

Команда «внимание»,подаваемая непосредственно перед предъявлением арифметической задачи, повышает уровень готовности к предстоящей деятельности. Изменения на ЭЭГ в таких случаях более дифференцированы.

В ситуации «внимание» происходит генерализованное, но преимущественно выраженное в левом полушарии снижение мощности в a₁-диапазоне. В a₂-диапазоне, напротив, мощность не падает, а локально нарастает слева в височной и справа – в затылочной и теменной областях. Разная направленность сдвигов спектральных компонентов в a₁- и a₂-диапазоне отражает относительную независимость функционирования низко- и высокочастотных a-генераторов и их разное участие в формировании функциональных связей при данном виде деятельности. Генерализованное снижение мощности a₁ обусловлено активационными сдвигами, вызванными усилением мезенцефально-ретикулярных влияний на кору, особенно на структуры левого полушария. В то же время локальная активация, запускаемая и контролируемая высшими ассоциативными отделами коры, в первую очередь лобными структурами, проявляется в усилении синхронной активности высокочастотных α-генераторов, имеющей не только регионарную, но и полушарную специфику.

В q-диапазоне спектра ЭЭГ в ситуации «внимание» также наблюдаются разнонаправленные изменения мощности в структурах левого и правого полушарий: снижается мощность в левом полушарии и нарастает справа в теменной и височной областях. Повышение мощности q-ритма в ситуации «внимание» объясняется активацией гиппокампально-амигдалярного комплекса правого полушария.

Изменения уровня когерентности в ситуации «внимание» выражаются снижением когерентности в d-диапазоне и на b- частотах для потенциалов всех отделов левого полушария.

Процесс решения арифметических задачхарактеризуется как направленная интеллектуальная деятельность, связанная со сложными речевыми, пространственными, логическими операциями, процессами анализа и синтеза, сравнения и обобщения (Л.С. Выготский, 1960; А.Р. Лурия, 1966).

В процессе интеллектуальной деятельности формируются новые функциональные связи мозговых структур. В этот период резко падает мощность a₂-диапазона в левой теменной области, отмечается ее снижение в левой височной области. Активационные сдвиги в a₁ -диапазоне выражены меньше, чем в ситуации «внимание».

Локальные изменения мощности наблюдаются и в q-диапазоне спектра. В норме происходит нарастание мощности в лобной области справа и в теменной и височной областях – слева. Снижается мощность в задних отделах правого полушария. По-видимому, в осуществление арифметических операций вовлекаются оба полушария.

Возрастание мощности q-ритма при умственной работе рассматривается как коррелят интеллектуального напряжения (H. Gille, P. Ullsperger, B. Weickmann, 1979). Согласно данным Т. А. Корольковой и В.Д. Труша (1980), повышение когерентности по D и q- ритмам является оптимальным условием для осуществления моторной деятельности.

Функциональные перестройки в процессе деятельности проявляются и в динамике пиковой частоты a- и b-ритмов. Наибольшие сдвиги по a-ритму отмечаются в лобных и височных областях левого полушария, а по b-ритму – в обеих височных и лобных областях. Нарастание пиковой частоты на a- и b-частотах, имеющее регионарную специфику, указывает на дифференцированную активацию мозговых структур.

Когерентность увеличивается при решении задач в случае возникновения q- частот в правом полушарии и b-частот – в левом.

Важные сведения о деятельности ЦНС получают и с помощью метода вызванных потенциалов (ВП).