Возрастные изменения ЭЭГ и ВП

Возрастные изменения биоэлектрической активности мозга охва­тывают значительный период онтогенеза от рождения до юношеского возраста. На основании многих наблюдений выделены признаки, по которым можно судить о зрелости биоэлектрической активности го­ловного мозга. В их число входят: 1) особенности частотно-амплитуд­ного спектра ЭЭГ; 2) наличие устойчивой ритмической активности; 3) средняя частота доминирующих волн; 4) особенности ЭЭГ в раз­ных областях мозга; 5) особенности генерализованной и локальной вызванной активности мозга; 6) особенности пространственно-временной организации биопотенциалов мозга [173].

Наиболее изучены в этом плане возрастные изменения частотно-амплитудного спектра ЭЭГ в разных областях коры мозга. Для ново­рожденных характерна неритмичная активность с амплитудой около 20 мкВ и частотой 1-6 Гц. Первые признаки ритмической упорядочен­ности появляются в центральных зонах начиная с третьего месяца жизни. В течение первого года жизни наблюдается нарастание частоты и стабилизации основного ритма ЭЭГ ребенка. Тенденция к нараста­нию доминирующей частоты сохраняется и на дальнейших стадиях развития. К 3 годам это уже ритм с частотой 7-8 Гц, к 6 годам — 9-10 Гц и т.д. [143]. Одно время считалось, что каждая частотная поло­са ЭЭГ доминирует в онтогенезе последовательно одна за другой. По этой логике в формировании биоэлектрической активности мозга вы­делялись 4 периода: 1-й период (до 18 мес.) — доминирование дельта-активности, преимущественно в центрально-теменных отведениях; 2-й период (1, 5 года — 5 лет) — доминирование тэта-активности; 3-Й период (6—10 лет) — доминирование альфа-активности (лабиль-

ная фаза); 4-й период (после 10 лет жизни) — доминирование альфа-активности (стабильная фаза). В двух последних периодах максимум активности приходится на затылочные области. Исходя из этого, было предложено рассматривать соотношение альфа и тэта-активности как показатель (индекс) зрелости мозга [430].

Однако проблема соотношения тэта- и альфа-ритмов в онтогенезе является предметом дискуссий. По одним представлениям, тэта-ритм рассматривается как функциональный предшественник альфа-ритма, и таким образом признается, что в ЭЭГ детей младшего возраста аль­фа-ритм фактически отсутствует. Придерживающиеся такой позиции исследователи считают недопустимым рассматривать доминирующую в ЭЭГ детей раннего возраста ритмическую активность как альфа-ритм [173]; сточки зрения других, ритмическая активность младен­цев в диапазоне 6—8 Гц по своим функциональным свойствам являет­ся аналогом альфа-ритма [419].

В последние годы установлено, что альфа-диапазон неоднороден, и в нем, в зависимости от частоты, можно выделить ряд субкомпонентов, имею­щих, по-видимому, разное функциональное значение. Существенным аргумен­том в пользу выделения узкополосных поддиапазонов альфа служит онтоге­нетическая динамика их созревания. Три поддиапазона включают: альфа-1 — 7, 7-8, 9 Гц; альфа-2 — 9, 3-10, 5 Гц; альфа-3 — 10, 9-12, 5 Гц. От 4 до 8 лет доминирует альфа-1, после 10 лет — альфа-2, и к 16-17 годам в спектре пре­обладает альфа-3 [143].

Исследования возрастной динамики ЭЭГ проводятся в состоя­нии покоя, в других функциональных состояниях (сои, активное бодр­ствование и др.), а также при действии разных стимулов (зрительных, слуховых, тактильных).

Изучение сенсорно-специфических реакций мозга на стимулы разных модальностей, т.е. ВП, показывает, что локальные ответы мозга в проекционных зонах коры регистрируются с момента рождения ре­бенка. Однако их конфигурация и параметры говорят о разной степе­ни зрелости и несоответствия таковым у взрослого в разных модаль­ностях [143]. Например, в проекционной зоне функционально более значимого и морфологически более зрелого к моменту рождения со-матосенсорного анализатора ВП содержат такие же компоненты, как и у взрослых, и их параметры достигают зрелости уже в первые неде­ли жизни. В то же время значительно менее зрелы у новорожденных и младенцев зрительные и слуховые ВП.

Зрительный ВП новорожденных представляет собой позитивно-негатив­ное колебание, регистрируемое в проекционной затылочной области. Наибо­лее значительные изменения конфигурации и параметров таких ВП происхо­дят в первые два года жизни. За этот период ВП на вспышку преобразуются из позитивно-негативного колебания с латентностью 150-190 мс в много­компонентную реакцию, которая в общих чертах сохраняется в дальнейшем онтогенезе. Окончательная стабилизация компонентного состава таких ВП

происходит к 5-6 годам, когда основные параметры всех компонентов зри­тельных ВП на вспышку находятся в тех же пределах, что и у взрослых. Возра­стная динамика ВП на пространственно-структурированные стимулы (шах­матные поля, решетки) отличается от ответов на вспышку. Окончательное оформление компонентного состава этих ВП происходит вплоть до 11-12 лет.

Эндогенные, или «когнитивные», компоненты ВП, отражающие обеспечение более сложных сторон познавательной деятельности, могут быть зарегистрированы у детей всех возрастов, начиная с младенче­ства [311], но в каждом возрасте они имеют свою специфику. Наибо­лее систематические факты получены при исследовании возрастных изменений компонента Р3 в ситуациях принятия решения. Установле­но, что в возрастном диапазоне от 5-6 лет до взрослости происходит сокращение латентного периода и уменьшение амплитуды этого ком­понента. Как предполагается, непрерывный характер изменений ука­занных параметров обусловлен тем, что во всех возрастах действуют общие генераторы электрической активности.

Таким образом, исследование онтогенеза ВП открывает возмож­ности для изучения природы возрастных изменений и преемственно­сти в работе мозговых механизмов перцептивной деятельности.

ОНТОГЕНЕТИЧЕСКАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ ПАРАМЕТРОВ ЭЭГ И ВП

Вариативность биоэлектрической активности мозга, как и другие индивидуальные черты, имеет две составляющих: внутрииндивиду-альную и межиндивидуальную. Внутрииндивидуальная вариативность характеризует воспроизводимость (ретестовую надежность) парамет­ров ЭЭГ и ВП в повторных исследованиях. При соблюдении постоян­ства условий воспроизводимость ЭЭГ и ВП у взрослых достаточно высока. У детей воспроизводимость тех же параметров ниже, т.е. они отличаются значительно большей внутрииндивидуальной вариатив­ностью ЭЭГ и ВП.

Индивидуальные различия между взрослыми испытуемыми (меж­индивидуальная вариативность) отражают работу устойчивых нервных образований и в значительной степени определяются факторами ге­нотипа. У детей межиндивидуальная вариативность обусловлена не только индивидуальными различиями в работе уже сложившихся не­рвных образований, но и индивидуальными различиями в темпах со­зревания ЦНС. Поэтому у детей она тесно связана с понятием он­тогенетической стабильности. Это понятие подразумевает не отсут­ствие изменений в абсолютных значениях показателей созревания, а относительное постоянство темпа возрастных преобразований. Оце­нить степень онтогенетической стабильности того или иного показа­теля можно только в лонгитюдных исследованиях, в ходе которых сравниваются одни и те же показатели у одних и тех же детей на разных этапах онтогенеза. Свидетельством онтогенетической стабильно-

15-1432 385

сти признака может служить постоянство рангового места, которое занимает ребенок в группе при повторных обследованиях. Для оценки онтогенетической стабильности нередко используют коэффициент ранговой корреляции Спирмена, желательно с поправкой па возраст. Его величина говорит не о неизменности абсолютных значений того или иного признака, а о сохранении испытуемым своего рангового места в группе.

Таким образом, индивидуальные различия параметров ЭЭГ и ВП детей и подростков по сравнению с индивидуальными различиями взрослых имеют, условно говоря, «двойную» природу. Они отражают, во-первых, индивидуально устойчивые особенности работы нервных образований и, во-вторых, различия в темпах созревания мозгового субстрата и психофизиологических функций.

Экспериментальных данных, свидетельствующих об онтогенети­ческой стабильности ЭЭГ, мало. Однако некоторые сведения об этом можно получить из работ, посвященных исследованию возрастных изменений ЭЭГ. В широко известной работе Линдсли [цит. по: 33] ис­следовались дети от 3 месяцев до 16 лет, причем ЭЭГ каждого ребен­ка прослеживалась в течение трех лет. Хотя стабильность индивидуаль­ных особенностей специально не оценивалась, анализ данных позво­ляет заключить, что, несмотря на естественные возрастные изменения, ранговое место испытуемого примерно сохраняется.

Показано [33], что некоторые характеристики ЭЭГ оказываются устойчи­выми в течение длительных периодов времени, невзирая на процесс созре­вания ЭЭГ. У одной и той же группы детей (13 чел.) дважды, с интервалом в 8 лет, регистрировалась ЭЭГ и ее изменения при ориентировочной и услов­но-рефлекторной реакциях в виде депрессии альфа-ритма. Во время первой регистрации средний возраст испытуемых в группе составлял 8, 5 лет; во время второй — 16, 5 лет, Коэффициенты ранговой корреляции для суммар­ных энергий составили: в полосах дельта- и тэта-ритмов — 0, 59 и 0, 56; в полосе альфа-ритма —0, 36, в полосе бета-ритма —0, 78. Аналогичные корре­ляции для частот оказались не ниже, однако наиболее высокая стабильность была выявлена для частоты альфа-ритма (R = 0, 84).

У другой группы детей оценка онтогенетической стабильности таких же показателей фоновой ЭЭГ проводилась с перерывом 6 лет — в 15 лет и 21 год. В этом случае наиболее стабильными оказались суммарные энергий медленных ритмов (дельта- и тэта-) и альфа-ритма (коэффициенты корреля­ции для всех — около 0, 6). По частоте максимальную стабильность вновь продемонстрировал альфа-ритм (Я = 0, 47).

Таким образом, судя по коэффициентам ранговой корреляции между двумя рядами данных (1-е и 2-е обследования), полученным в этих исследованиях, можно констатировать, что такие параметры, как частота альфа-ритма, сум­марные энергии дельта- и тэта-ритмов и ряд других показателей, ЭЭГ оказы­ваются индивидуально стабильными.

Межиндивидуальная и внутрииндивидуальная вариативность ВП в онтогенезе изучена сравнительно мало. Однако один факт не вызы­вает сомнений: с возрастом вариабельность этих реакций уменьшает-

ся и нарастает индивидуальная специфичность конфигурации и пара­метров ВП [143]. Имеющиеся оценки ретестовой надежности ампли­туд и латентных периодов зрительных ВП [107], эндогенного компо­нента Р3 [430], а также потенциалов мозга, связанных с движением [124], в общем говорят об относительно невысоком уровне воспроиз­водимости параметров этих реакций у детей по сравнению со взрос­лыми. Соответствующие коэффициенты корреляции варьируют в ши­роком диапазоне, но не поднимаются выше 0, 5-0, 6. Данное обстоя­тельство существенно увеличивает ошибку измерения, которая, в свою очередь, может повлиять на результаты генетико-статистического ана­лиза; как уже отмечалось, ошибка измерения включена в оценку ин­дивидуальной среды. Тем не менее использование некоторых статис­тических приемов позволяет в таких случаях ввести необходимые по­правки и повысить надежность результатов.