МЕЖПОЛУШАРНАЯ АСИММЕТРИЯ ЭЭГ ПРИ ПИЩЕВОЙ МОТИВАЦИИ
Р.А. Павлыгина, А.В. Сулимов, Ю.В. Любимова.
Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН
Одна из основных проблем высшей нервной деятельности – выяснение принципов организации целенаправленного поведения. В этой связи особое место занимают исследования состояния голода, которое является мощным рычагом, направляющем поведение животного и человека на удовлетворение имеющейся потребности. В литературе много работ, особенно на животных, посвящённых исследованию ЭЭГ при пищевой мотивации, но нет должного внимания проблеме межполушарного взаимоотношения электрических процессов мозга.
При анализе ЭЭГ во время состояния голода у человека применяли спектрально-корреляционный анализ. Электроды располагали по системе 10-20. Для оценки межполушарной асимметрии использовали коэффициенты межполушарной асимметрии (Кмпа), вычисляемые по формуле Ког(лев)-Ког(прав)/ Ког(лев)+Ког(прав), где Ког(лев) – уровень когерентности левого полушария, Ког(прав) – уровень когерентности правого полушария (Жаворонкова, Болдырева, 1988). Кмпа рассчитывали для отдельных частотных диапазонов всех областей неокортекса по средним уровням когерентности, а также интегральные Кмпа с учётом всех диапазонов (d, q, a, b1, b2) частот и всех пар внутриполушарных когерентностей. Усреднённые для группы (9 испытуемых) значения интегрального Кмпа вычисляли в двух состояниях испытуемого: насыщения и пищевой депривации (8-12 ч).
Анализ когерентных характеристик ЭЭГ (в частности, интегральных Кмпа) выявил в фоне преобладание левосторонней асимметрии. Усреднённые для группы значения интегрального Кмпа были положительными (0.53±0.83). При пищевой депривации наблюдалось нарастание левосторонней асимметрии (1.74±1.12). Изменения Кмпа были достоверны по сравнению с фоновыми показателями (p≤0.05). Анализ специфики регионарных и частотных показателе асимметрии Ког ЭЭГ в состоянии пищевой депривации показал, что максимальное нарастание Ког происходит в центрально-лобных областях коры, особенно в левом полушарии, по сравнению с фоном, что находило отражение в максимальном увеличении значения Кмпа в этих областях (0.87±0.48). Это, возможно, обусловлено развитыми связями этих областей с лимбической системой и гипоталамусом, отвечающими за передачу и интеграцию ощущений голода и насыщения. В теменно-височно-затылочных областях коры изменения были менее выражены (0.63±0.53). Максимальные изменения происходили в дельта-диапазоне и в целом для группы составили 1.94±1.13, в то время как в фоне они были значительно ниже (0.68±0.92). Значения средних уровней межполушарных когерентностей при депривации возрастали в лобных отделах и снижались во всех остальных по сравнению с фоном. Таким образом, при пищевой депривации у человека максимальное нарастание когерентности происходило в левом полушарии, наиболее выражено в лобно-центральных отделах в дельта-диапазоне частот.
Интересно сравнить полученные данные на человеке с результатами исследования ЭЭГ у кролика при пищевой депривации (Павлыгина, Любимова, 1994). Исследовали ЭЭГ симметричных точек орбитофронтальной и сенсомоторной зон коры правого и левого полушария при наличия доступа животного к пище (фон) и при суточной пищевой депривации (с сохранением доступа к воде). Оценки функции спектральной плотности осуществляли по алгоритму быстрого преобразования Фурье в диапазоне 0.4-20 Гц. Усреднение производили по пяти реализациям, время одной реализации – 2.5 с. В ЭВМ вводили 12.5-секундные отрезки одновременной записи ЭЭГ по четырём каналам. Для статистической обработки спектральных функций использовали критерий Вилкоксона. Сравнительные оценки функций спектральной плотности показали, что при состоянии голода мощность спектра снижается по всем диапазонам частот. Сравнение изменения спектральных характеристик биопотенциалов правого и левого полушария неокортекса выявило наличие асимметрии за счёт более закономерного статистически достоверного снижения мощности спектра ЭЭГ в левом по сравнению с правым полушарием. До пищевой депривации спектральные характеристики ЭЭГ правого и левого полушария были сходными. Максимальное и достоверное (p≤0.05) снижение оценок функции спектральной мощности ЭЭГ происходило в орбитофронтальной области коры, особенно в дельта-диапазоне частот. В ЭЭГ сенсомоторной коры в тета-диапазоне, хотя и имелась тенденция к снижению мощности спектра, но она была недостоверной.
Полученные данные как у человека, так и у кролика при состоянии пищевой депривации сходны и свидетельствуют о бóльшей реактивности левого полушария на данное состояние. Сходство проявляется и в локализации максимального реагирования: передние зоны коры большого мозга, а также по частотному диапазону ЭЭГ (дельта-диапазон). По-видимому, наличие межполушарной асимметрии в ЭЭГ кролика при пищевой депривации можно рассматривать как проявление филогенетической основы для формировании асимметрии в ЭЭГ человека в том же состоянии.
Считается, что правое полушарие у высших млекопитающих связано преимущественно с реализацией врождённых и приобретённых автоматизмов, в то время как левое вовлекается в деятельность, когда требуется анализ новой ситуации и поиск оптимальных в этой ситуации решений (Симонов, 1993). Возможно, этот механизм включается при возникновении состояния голода, которое требует реализации целенаправленного поведения для удовлетворения имеющейся потребности, что и приводит к возникновению левосторонней асимметрии в ЭЭГ.
Работа выполнена при поддержке РФФИ (грант №02-0448238).