Количественная оценка динамики созревания по показателям

ЭЭГ.Неоднократно предпринимались попытки количественного анализа параметров ЭЭГ с целью выявления имеющих математическое выражение закономерностей их онтогенетической динамики. Как правило, использовались различные варианты регрессионного анализа (линейная, нелинейная и множественная регрессии), которые применялись для оценки возрастной динамики спектров плотности мощности отдельных спектральных диапазонов (от дельта- до бета-) (например, Gasser et al., 1988). Полученные результаты в целом говорят о том, что изменения относительной и абсолютной мощности спектров и выраженности отдельных ритмов ЭЭГ в онтогенезе носят нелинейный характер. Наиболее адекватное описание экспериментальные данные получают при использовании в регрессионном анализе полиномов второй – пятой степени.

Перспективным оказывается применение многомерного шкалирования. Так, например, в одном из недавних исследований была предпринята попытка усовершенствовать метод количественной оценки возрастных изменений ЭЭГ в диапазоне от 0,7 до 78 лет. Многомерное шкалирование спектральных данных из 40 точек коры позволило обнаружить присутствие особого «возрастного фактора», который оказался связан с хронологическим возрастом нелинейно. В результате анализа возрастных изменений спектрального состава ЭЭГ была предложена Шкала Созревания Электрической Активности мозга, определяемая на основе логарифма отношения возраста, предсказываемого по данным ЭЭГ, и хронологического возраста (Wackerman, Matousek, 1998).

В целом, оценка уровня зрелости коры и других структур мозга с использованием метода ЭЭГ имеет очень важный клинико-диагностический аспект, и особую невосполнимую статистическими методами роль в этом по-прежнему играет визуальный анализ индивидуальных записей ЭЭГ. С целью стандартизованной и унифицированной оценки ЭЭГ у детей был разработан особый метод анализа ЭЭГ, базирующийся на структурировании экспертных знаний в области визуального анализа (Мачинская с соавт., 1995).

На рисунке 13.2 представлена общая схема, отражающая ею основные компоненты. Созданная на основе структурной организации знаний специалистов-экспертов данная схема описания ЭЭГ может

быть использована для индивидуальной диагностики состояния ЦНС детей, а также в исследовательских целях при определении характерных особенностей ЭЭГ различных групп испытуемых.

Возрастные особенности пространственной организации ЭЭГ.Эти особенности изучены меньше, чем возрастная динамика отдельных ритмов ЭЭГ. Между тем значение исследований пространственной организации биотоков очень велико по следующим причинам.

Еще в 70-е годы выдающимся отечественным физиологом М.Н.Ливановым было сформулировано положение о высоком уровне синхронности (и когерентности) колебаний биопотенциалов мозга как условии, благоприятствующем возникновению функциональной связи между структурами мозга, которые непосредственно участвуют в системном взаимодействии. Изучение особенностей пространственной синхронизации биопотенциалов коры мозга при разных видах деятельности у взрослых людей показало, что степень дистантной синхронизации биопотенциалов различных зон коры в условиях деятельности возрастает, но довольно избирательно. Увеличивается синхронность биопотенциалов тех зон коры, которые образуют функциональные объединения, участвующие в обеспечении конкретной деятельности.

Следовательно, изучение показателей дистантной синхронизации, отражающих возрастные особенности межзонального взаимодействия в онтогенезе, могут дать новые основания для понимания системных механизмов функционирования мозга, которые, несомненно, играют большую роль в психическом развитии на каждой стадии онтогенеза.

Количественная оценка пространственной синхронизации, т.е. степени совпадения динамики биотоков мозга, регистрируемых в разных зонах коры (взятых попарно), позволяет судить о том, как осуществляется взаимодействие между этими зонами. Изучение пространственной синхронизации (и когерентности) биопотенциалов мозга у новорожденных и младенцев показало, что уровень межзонального взаимодействия в этом возрасте очень низкий. Предполагается, что механизм, обеспечивающий пространственную организацию поля биопотенциалов у детей раннего возраста, еще не развит и постепенно формируется по мере созревания мозга (Шеповальников с соавт., 1979). Из этого следует, что возможности системного объединения коры мозга в раннем возрасте относительно небольшие и постепенно возрастают по мере взросления.

В настоящее время степень межзональной синхронности биопотенциалов оценивают, вычисляя функции когерентности биопотенциалов соответствующих зон коры, причем оценка проводится, как правило, для каждого частотного диапазона отдельно. Так, например, у детей 5-ти лет когерентность вычисляют в тета-полосе, поскольку тета-ритм в этом возрасте является доминирующим ритмом ЭЭГ. В школьном возрасте и старше когерентность вычисляют в полосе альфа-ритма в целом или отдельно для каждой из его составляющих. По мере формирования межзонального взаимодействия начинает отчетливо проявляться общее правило расстояния: уровень когерентности относительно высок между близкими точками коры и снижается при увеличении расстояния между зонами.

Однако на этом общем фоне существуют некоторые особенности. Средний уровень когерентности с возрастом увеличивается, но неравномерно. Нелинейный характер этих изменений иллюстрируют следующие данные: в передних отделах коры уровень когерентности увеличивается от 6 к 9 – 10 годам, затем наблюдается его спад к 12 – 14 годам (в период полового созревания) и вновь увеличение к 16 – 17 годам (Алферова, Фарбер, 1990). Перечисленным, однако, не исчерпываются все особенности формирования межзонального взаимодействия в онтогенезе.

Изучение дистантной синхронизации и функций когерентности в онтогенезе имеет много проблем, одна из них в том, что синхронизация потенциалов мозга (и уровень когерентности) зависит не только от возраста, но и от целого ряда других факторов: 1) функционального состояния испытуемого; 2) характера выполняемой деятельности; 3) индивидуальных особенностей межполушарной асимметрии (профиля латеральной организации) ребенка и взрослого. Исследования в этом направлении немногочисленны, и пока отсутствует четкая картина, описывающая возрастную динамику в формировании дистантной синхронизации и межцентрального взаимо действия зон коры больших полушарий в процессе той или иной деятельности. Однако имеющихся данных достаточно, чтобы утверждать, что системные механизмы межцентрального взаимодействия, необходимые для обеспечения любой психической деятельности, проходят в онтогенезе длительный путь формирования. Его генеральная линия заключается в переходе от относительно малосогласованных региональных проявлений активности, которые, благодаря незрелости проводящих систем мозга, характерны для детей еще в возрасте 7 – 8 лет, к возрастанию степени синхронизации и специфической (в зависимости от характера задания) согласованности в межцентральном взаимодействии зон коры больших полушарий в юношеском возрасте.