Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Формирование временной организации электроэнцефалограммы детей школьного возраста

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Формирование временной организации электроэнцефалограммы детей школьного возраста"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ИНСТИТУТ ЭВОЛЮЦИОННОЙ ФИЗИОЛОГИИ И БИОХИМИИ им. И.М.СЕЧЕНОВА

1

.■1

На правах рукописи УДК 612.822.3

ВЕДЕНЕЕВА Людмила Сергеевна

У

« • ■ ». t I и . . . » • »"А « » Г"» Ж - 1 4 1Т1111Г

VUnvmrUDAniib DrtiTlbnilUn ur I ЛПШЛЦ»Ш

ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАММЫ ДЕТЕЙ ШКОЛЬНОГО ВОЗРАСТА

Специальность 03.00.13 - Физиология человека и жттотпых

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой сгспеии кандидата биологических наук

Санкт-Петербург 1998

Работа выполнена в лаборатории нейрофизиологии ребенка (заведующий -доктор биологических наук, профессор А.Н.Шеновалышков) Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН.

Научный руководитель:

Член-корр. НАН Киргизской Республики, доктор мед. наук, профессор СЛ.Сороко

Официальные оппоненты:

заслуженный деятель науки РФ,

доктор биол. наук, профессор Ю.Е.Москаленко

доктор мед. наук, профессор В .Н .Цыган

Ведущая организация: Институт мозга человека РАН

Защита состоится " & " г. в часов на заседании

Диссертационного совета Д 002.89.01 при Институте эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН по адресу: 194223, Санкт-Петербург, пр. М.Тореза, 44.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института эволюционной физиологии и биохимии им. И.М.Сеченова РАН.

Автореферат разослан " " Апреля' 1998 года.

Ученый секретарь Диссертационного совета доктор биол. наук, профессор

пл..»«..

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Несмотря на огромное число работ по зрастной физиолога«, поиск объективных критериев постнатального рфо-функционального развития головного мозга ребенка и рмирования его системной деятельности до сих пор не утратил своей гуальности. Это, с одной стороны, связано с необычайной сложностью лого объекта изучения - головного мозга, с другой - известной раниченностью тех средств и методов, которыми мы располагаем настоящее время. Показано, что морфологическое созревание цельных структур мозга в процессе индивидуального развития степенно меняет характер межцентральных взаимодействий, лежащих основе системной организации интегративной деятельности мозга, ределяя специфику осуществления психофизиологических функций эенка на разных этапах развития (Шевченко, 1972; Дзугаева, 1975; фбер, 1982; Шеповальников и соавт., 1991; Лукашевич и соавт., 1994).

Выявлены определенные этапы возрастного развития ЦНС, растеризующиеся как количественными перестройками пдитудно-частопшх параметров биоэлектрической активности зличиых зон мозга, их пространственной организации (Roy, /7; Шеповальников и соавт., 1979; Князева, Фарбер, 1991; Рожков, 1994;), к и качественными изменениями сенсорной и интегративной ггельности (Бетелева, 1977; Фарбер, Дубровинская, 1997). Наиболее основанными являются работы, связанные с изучением постнатального рмирования основных параметров биоэлектрической активности мозга

аа гтл/>тои/"Г1)«тлп лтлготп «л гтгг* runiw ittjy nnVij t ятртгрн о

V^/ UilV X UW1UIVU UiUU ULV U^J VU/Uil, J ж IUI» UV »V4-. 4/u« IM1.VX1 w

j ценностями рефлекторной и мнестической деятельности (Козлов, фбер, 1978; Katada et al., 1981; Соколова, 1991; Князева, Фарбер, 1996). едует, однако, отметить, что использованные при этом астральный, корреляционный, кросскорреляционный, когерентный ализ, метод изучения биопотенциальных полей дают усредненную эактеристику амплитудно-частотных параметров ЭЭГ, их остранственных фазовых сдвигов или некую статистическую >уктуру (ансамбль, констелляцию) распределения биопотенциального ия по конвекситальной поверхности головы, т.е. все эти показатели не :ут информации о возможных алгоритмах временной организации гтерна ЭЭГ, взаимосвязи и взаимообусловленности всех ипонентов (волн) частотного спектра электроэнцефалограммы на одолжительном отрезке времени (I -2 мин.). Для раскрытия механизмов «центрального взаимодействия это имеет принципиальное значите, с как регуляционные и модулирующие влияния, обеспечивающие мнение и поддержание определенных функциональных состояний, :буют не секундных, а минутных периодов времени (Браннее, ечинский., 1968; Анохин, 1971).

С помощью методов дискретной математики (комбинаторный анализ) эроко, Бекшаев, 1981; Сороко и соавт., 1990) было показано, что ;меш!ая организация паттерна ЭЭГ взрослого человека не

случайна, а имеет определенные закономерности. Выделено типа (алгоритма) взаимодействия дельта-, тега-, альфа- и бе компонентов (волн), характерных для состояния спокойн бодрствования (Сороко и соавт., 1990). Обнаружена тесная связь п структуры взаимодействия компонентов ЭЭГ с пластичное! нейродянамических процессов, способностью к адаптивн перестройкам, склонностью к тому или иному виду деятельное устойчивостью к стрессогенным воздействиям

дезадаптационным срывам, развитию определенных ф< психопатологии, с индивидуальными чертами личности ( Сидор et 1987; Мусуралиев, 1995; Сороко, Сидоренко, 1993). Учиты генетическую обусловленность большинства параметров отделы ритмов ЭЭГ (в частности, альфа- и бета- ритма), найденнук исследованиях на близнецах (Vogel, 1970; Хамаганова, 1975 и др.), мо5 предположить, что основной тип взаимодействия ритмов 2 генетически детерминирован и постепенно формируется

период постнатального онтогенеза. Однако исследования становлеш онтогенезе столь важной характеристики функционирования мозга, статистическая структура взаимодействия волновых компонентов ЭЭГ, сих пор не проводилось.

В то же время глобальность этой задачи не позволяет сразу реш проблему становления временной организации, типа взаимодействия в ЭЭГ у детей всех возрастов, начиная с рождения. С другой стороны, име школьный возраст является периодом появления наибольшего киличес отклонений в поведении ребенка, проявления особенностей когнитивной деятельности, а также становления характерологичес признаков. Поскольку наиболее существенные изменения в анатоми физиологии мозга ребенка происходят на первых жизненных эта (Дзугаева, 1975), исследователи возрастных особенностей мозго деятельности уделяют пристальное внимание формирова! энцефалограммы в дошкольном возрасте (Фарбер, 1978; Фар Дубровинская, 1997; Duffy, 1990). Тонкая же регуляция межцентраль взаимоотношений наблюдается на более поздних сроках развь (Шеповальников и соавт., 1991; Шеповальников и соавт., 1997). В свя вышесказанным, вопрос об особенностях деятельности мозга ребенк школьном возрасте остается достаточно актуальным как фундаментальном, так и практическом отношении.

Диссертация выполнена в рамках плановой темы НИР Ис им. И.М.Сеченова РАН "Исследование корковых механизмов домина на основе оценок пространственно-фазовой организации ЭЭГ и структ биопотенциальных полей мозга в процессе онтогенеза у челов( (Гос. per. № 01870061074).

Цель и задачи исследования. Основной целью работы явля] изучение формирования временной организации паттерна ЭЭГ статистической структуре взаимодействия волновых компонентов ЭС детей в возрасте от 8 до 16 лет, поиск дополнительных характер»« возрастного развития мозга школьников с помощью данной методики.

Для достижения указанной цели необходимо было решить следующие конкретные задачи:

1. Изучить характеристики статистической структуры взаимодействия компонентов ЭЭГ у детей от 8 до 16 лет.

2. Изучить специфические особенности локальной и пространственной организации структуры взаимодействия волновых компонентов частотного спектра ЭЭГ у здоровых школьников 8-Ю лет, 11-13 лет, 14-16 лет.

3. Сопоставить выявленные особенности структуры взаимодействия волновых компонентов с амплитудно-частотными характеристиками и с топографическими особенностями ЭЭГ детей школьного возраста.

4. Выявить наиболее информативные показатели отличия статистической структуры взаимодействия компонентов ритмики ЭЭГ у детей различных возрастных групп с помощью дискриминантного анализа.

5. Провести анализ соответствия возрастных особенностей изученных параметров ЭЭГ школьников их хронологическому возрасту.

Основные положения, выпоенные па защиту: 1. Морфо-функцнональное развитие мозга в период постнатального онтогенеза характеризуется не только постепенным становлением амплитудных и частотных параметров ЭЭГ, по и появлением определенных закономерностей взаимодействия между отдельными волновыми компонентами как в диапазоне отдельных ритмов, так и между компонентами всех рхггмов ЭЭГ (бета, альфа, тета, дельта), определяющими индивидуальный характер временной структуры паттерна ЭЭГ.

2. Формирование возрастных закономерностей взаимодействия между отдельными компонентами ЭЭГ имеет топографические особенности и происходит в более поздние сроки, чем становление амплитудно-частотного спектра и является важной возрастной характеристикой структурно-функциональной организации ЦНС.

3. Морфо-функциональные особенности головного мозга и характер межцентральных отношений у детей различных возрастных групп находит свое отражение в локальной и пространственной организации временной последовательности и вероятности взаимодействия отдельных компонентов ЭЭГ, специфика которых позволяет с достаточной точностью осуществлять компьютерную возрастную классификацию испытуемых на подгруппы по особенностям их биоэлектрической активности.

Научная новизна.. Впервые изучены возрастные особенности формирования основных алгоритмов взаимодействия волновых компонентов биоэлектрической активности мозга у детей и подростков в возрасте от 8 до 16 лет, описаны их локальные и пространственные различия.

Показано, что от 8 до 16 лет происходит постепенное упорядочивание структуры взаимодействия волновых компонентов ЭЭГ с образованием к 16 годам четкого "функционального ядра", отличающегося однако нестабильностью, выявляемой при смене состояния.

Установлено, что формирование основных закономерностей временной оргаштции паттерна ЭЭГ отстает по времени от организации амплитудно-частотного спектра и является важной возрастной

характеристикой становления системной деятельности мозга в перио; постнатального онтогенеза.

Впервые с помощью дискриминантного анализа структурь взаимодействия копонентов ЭЭГ произведена компьютерна! классификация школьников, позволяющая определять соответстви< энцефалограммы и хронологического возраста ребенка, и выявлень параметры ЭЭГ, отличающие временную организацию биоэлектрическо* активности детей разных возрастных групп.

Теоретическая и практическая значимость. Теоретическая значимосп работы заключается в дальнейшем углублении исследованш нейрофизиологических механизмов развитая мозга у детей школьног( возраста, оценки особенностей формирования системной деятельносп мозга, внедрении в практику детской ЭЭГ современных компьютерны; методов анализа. Работа открывает дальнейшие перспективы изучат особенностей ЭЭГ ребенка.

Полученные результаты представляют практический интерес да клинической физиологии, медицины и педагогики, тле. позволяю' совершенствовать методику электроэнцефалографического контроля з; нормальным развитием мозга ребенка и его отклонениями (в частности отставанием развития), вовремя назначать соответствующие метода коррекции. Оценка структуры взаимодействия основных компоненте)! (волн) ЭЭГ может использоваться при определении индивидуально типологических особенностей пластичности нейродинамических процессе: у школьников при организации классов с углубленным изучение? различных предметов или создании групп компенсационного обучения.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены на заседания, лаборатории нейрофизиологии ребенка, на отделе эволюции высш© нервной деятельности ИЭФБ им. И.М.Сеченова РАН (Санкт-Петербур1 1996, 1997, 1998), на I (XI) Междунароном совещании по эволюционно; физиологии (Санкт-Петербург, 1996), на XIII Научной конференции молодых ученых и специалистов BMA (Санкт-Петербург, 1996), Г Международной конференции "Ребенок в современном мире" (Саша Петербург, 1997).

Структура диссертации. Диссертация изложена на 138 страница? состоит из введения, пяти глав, включающих обзор литературы, описани методов исследования, изложения результатов, обсуждения результат« выводов, списка цитируемой литературы (174 источника), содержит 2 рисунков и 9 таблиц.

Публикации. Основные результаты исследований изложены в публикациях.

МЕТОДИКА ИССЛЕДОВАНИЙ

Результаты данной работы получены на 57 школьниках в возрасте от 8 д 16 лет, обучающихся в школе N 210, из них 28 мальчиков и 29 девочек, вс праворукие. Каждый ребенок был отнесен к одной из возрастных групп:

10 лет), 2 (11-13 лет) к 3 (14-16 лет). В каждую возрастную группу вошло 19 человек. Испытуемые выбирались на добровольной основе, актически здоровые, с отсутствием в анамнезе травм головного мозга и зрологических или энцефалографических отклонений от нормы. По енке педагогического коллектива дети были без девиашш поведения, ели среднюю успеваемость ( средний балл по 7 ведущим предметам

«то Г» Т» ТТ А 1 О lilt О л т> ilr\TiOTTTtm «тт л»г 1 Л ТТЛ А ОЛ Т/Т лл>ттл ттлп п>п шгя rm/чп л тпгтпгл« ✓ A UiJIUl Т,| VU^iViU) V и и^/ПиЦПЛ1Ш1 V/ 1 ди Т,0 у. Г1«Ля11^ДиИШ1/1Л ii|yuo4/Arumwo

комфортной, привычной им обстановке в период с 10 до 14 часов, юдолжитсльность исследования составляла 30-40 мин. Перед снятием дефалограммы проводился опрос испытуемых с целью исключения ггояний напряжения, дискомфорта или утомления, а также давалась :ановка на поддержание состояния спокойствия и расслабленности с лью возможной унификации психологического состояния. Электроды устанавливались по международной схеме "10-20" в лобных >,F4), височных (ТЗ,Т4), теменных (РЗ,Р4) и затылочных (01,02) областях, шсь производилась с помощью компьютерного энцефалографа нополярным способом с ушными референтами. Запись осуществлялась в ггоянии спокойного бодрствования с закрытыми и открытыми глазами, я анализа временной организации энцефалограммы брались дашнутные отрезки ЭЭГ без артефактов отдельно для каждого ггояния. Такая длительность паттерна ЭЭГ позволяла достигать ойчивости выборочных оценок вероятностей смены одних компонентов 'Г в другие - переходов (Сороко и соавт., 1990).

Для изучения временной структуры паттерна ЭЭГ и выявления >актера статистического взаимодействия ее основных ритмов юльзовался оригинальный метод, разработанный Сороко и соавт. , '6. Метод реализован на IBM PC/AT и основан на вычислении матриц юятностей переходов от одной волны ЭЭГ к другой и ее последующего шиза с помощью методов дискретной математики. Кратко

зцедура вычислений заключается в следующем. Отнесем каждый деленный период ЭЭГ к одному из четырех непересекающихся iccob, соответствующих частотным диапазонам бета-, альфа-, тета-хельта-ритмов.

товимся, что произошло событие с номером i, если очередной период из ждовательности попадает в i-тый класс. Обозначим события через X2, хз, X4, соответствующие бета-, альфа-, тета- и дельта-длинам волн, ределенное таким образом множество составляет . полную группу ¡ытий. Иначе говоря,

4 4

£P(x.) = ZPi = i

i=l i=l

Р (XiAXj) = О ДОЯ любых i, j=l,2,3,4.

:сь pi=p(xi). Вероятность Pi оценивалась по гистограммам

распределения периодов ЭЭГ. Для получения дополнительш информации отностительно последовательности периодов ЭЭГ возьм> следующее приближение - вычислим условную вероятность Ру=Р(]Л) появления события Xj при условии, что предшествующим событием бьшо XI. Очевидно, что 4 4

2 Рц = 2 РОД) = 1 для 1= 1»4.

Совокупность {Ру} запишем как стохастическую матрицу

Ри.. Р Pßß Pßa PßÖ Pß6

Рм... ..Р24 Paß Paa Paö Pa5

р = Ра... ..Р34 = P9ß Pöa Pee PG5

Р 4t **' "Р44 P6ß Рба P5Ö P55

которая является матрицей переходных вероятностей

Вычисление матрицы Р осуществлялось по выборочным данным по форм)

Ш

Рч =----

4

X tlij j=l

где пу - число переходов от события х> к событию Xj в выборке объема В связи с тем, что статистической устойчивостью обладют матрицы п объеме выборок N > 500 анализу подвергал!

двухминутные безартефактные отрезки ЭЭГ. Для иаглядш представления этих матриц строились вероятностно ориентирован» графы, верппшами которых являются компоненты ЭЭГ, а ориента1 дуг указывает направление перехода от одного компонента к друга Различная штриховка дуги отражает соответствующую вероятно! данного перехода.

Для более полного описания ЭЭГ испытуемых проводился та! традиционный спектральный анализ, позволивший провести сравни характера взаимодействия волн с их представленностью в паттерне Э' Спектральный анализ осуществлен с помощью компьютер! программы. Ка данном этапе работы нами изучались особенно! структуры взаимодействия компонентов ЭЭГ в трех возрастных групп используемых в педагогической практике - младший школьный возр (8-10 лет), средний школьный возраст (11-13 лет) и старший школь» возраст (14-16 лет). Статистическая обработка данных спектралыи анализа и матриц переходов проводилась с помощью пакета CSS-Winde

использованием блока программ Descriptive statistic и Discriminant nalysis.. Оценивалась средняя по возрасту вероятность переходов из дних компонентов ЭЭГ в другие и среднеквадратичное отклонение, "акже был вычислен средний по возрастной группе спектр мощности аждого ритма. Достоверность различий определялась с помощью t-ритерия Стьюдента при уровне значимости 0,05. После этого был проведен

ТТГТЛПТЛ »IltTatmn ТТГ ЩТППГМ i~Vr Т гтлг»л»тт»гтл«т гтл ПЛА|> • О »л

^ivivyt*iuiujiuiii4ii>iii uiiuvuu• vxi ар^иидгхл^л ни otcM \Jю^дсппдм t ^ uuibiu

оиска пространственных дискриминаторов, и по отдельным отведениям дя выявления локальных отличий. Для состояния спокойного одрствования с закрытыми глазами анализировались также группы тведений F3, F4, ТЗ, Т4 и РЗ, Р4, Ol, 02 отдельно. Дискриминантный нализ позволяет автоматически распределить анализируемые данные в редусмотренные группы и указывает на неправильно классифицированные пучаи для чего строятся классификационные таблицы. Дискриминантаьш нализ осуществляется поэтапно, то есть вначале с помощью канонических ер сменных определяется, какая группа отличается от двух других наиболее ильно, затем разделяются две оставшиеся группы. Также с помощью гандартизованных и нестандартизованных коэффициентов канонических еременных указывается вклад каждой переменной в процесс разделения рупп, что позволяет выделить переменные, в данном случае определенные ереходы волн ЭЭГ, тлеющие наибольший вес, т.е. основные искриминаторы. С учетом первой и второй канонических переменных гроится график распределения параметров испытуемых по искриминантному полю.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

3.1 Особенности временной организации ЭЭГ группы младшего (кольного возраста. Результаты исследований показали, что ЭЭГ ладошх школышков (8-10 лет) отличаются большой индивидуальной ариабельностью, высокоамплитудной активностью, нечеткой ространственной организацией. Альфа-ритм в целом высокоамплитудный 10-40 мкВ в лобных областях и до 70-80 мкВ в затылочных), в веретена модулирован нечетко, имеет небольшую мощность, выявляются миографические особенности - нарастание мощности в теменных и 1тыл0чных областях. Волны медленных диапазонов (тета и дельта) иегот большой вес в ЭЭГ детей данного возраста. При открывании глаз у :пытуемых данной возрастной группы наблюдается выраженная реакция ^синхронизации.

При анализе временной организации ЭЭГ также отмечаются сильные чднвидуальные вариации, часто наблюдается так называемые сорганизованные" структуры, когда невозможно выявить четкое функциональное ядро" в каком-либо диапазоне (т.е. ритм, вероятность 1язи с которым остальных ритмов максимальна). Слабая взаимосвязь гжду отдельными компонентами ритмов ЭЭГ особенно выражена в

лобных и височных отведениях. В затылочной и теменной зонах возможно выделение нечеткого "функционального ядра".

Усреднение параметров структуры статистического взаимодействия компонентов ЭЭГ всех испытуемых данного возраста тем не менее указывает, что общая тенденция к организации паттерна ЭЭГ в этом возрасте уже присутствует и вероятность перехода в альфа-компонеш является самой высокой.

При открывании глаз структура статистического взаимодейстш компонентов ЭЭГ дезорганизуется, т.е. вероятность взаимопереходов междз компонентами ЭЭГ становится фактически равновероятной и сохраняете? таковой на протяжении длительного периода времени.

3.2 Особенности временной организации ЭЭГ детей средней школьного возраста (11-13 лет). В данной возрастной группе отмечаете) дальнейшее становление и упорядочение биоэлектрической активное« мозга. Альфа-ритм приобретает более регулярный характер, част« появляются веретенообразная активность, средняя мощность альфа-ритм; остается в целом прежней, достоверных отличий от первой группы н наблюдается. Топографические особенности ЭЭГ, выявленные уже 1 предыдущей группе, становятся более выраженными. Однако амплитуд; альфа-волн становится несколько меньше (20-30 мкВ в лобных областях 1 60-70 мкВ в теменно-затылочных). Среди энцефалограмм детей данко) возрастной группы часто встречаются ЭЭГ, по рисунку приближающиеся ] взрослым нормативам - более упорядоченная активность, четка топографическая организация. Однако даже в этих случаях такая картин часто сменяется менее четкой - появляются тета-волны, средняя частот альфа-ритма снижена до 7-8 кол/с. В целом, мощность тета-ритма в ЭЭ этих испытуемых по сравнению с предыдущей группой существен!I снижается во всех отведениях, кроме височных. Дельта-компонент! представлены отдельными, низкоамплитудными волнаш Высокочастотные компоненты имеют большую мощность, чем предыдущей группе и наиболее четко выражены в височных областях.

Анализ временной организации ЭЭГ школьников среднего возраст показывает, что формирование достаточно четкой структуры происходи только в теменной и затылочных областях. Здесь у большей част испытуемых (84%) можно выделить "функциональное ядро". Чаще всего он лежит в области альфа-ритма (10 чел.), также встречаются альфа-бегта-ядр (6 чел.). В лобных и височных отделах по-прежнему наблюдаются основном (73%) "неорганизованные" паттерны ЭЭГ, вероятность появлеш различных компонентов примерно одинакова. Часто наблюдают« переходы от быстрых волн к медленным (переход бета-дельта).

При открывании глаз происходит разрушение структур взаимодействия компонентов ЭЭГ и в 73% случаев не наблюдает« формирования нового функционального ядра.

3.3 Особенности временной организации ЭЭГ стерши школьников (14-16 лет). При анализе ЭЭГ школьников 14-16 л« отмечено, что у большинства испытуемых выявляются признаки зрелс

нцефалограммы - выраженная альфа-активность, характеризующаяся [ространственным распределишем и модуляцией по амплитуде, [аименыпая по сравнению с другими группами испытуемых мощность :ельта и тета-волн, симметричность. Доля тепа-ритма весьма низка, а ысокочастотные ритмы представлены в большей степени в височных тделах, в теменной области их вес наименьший.

Структура взаимодействия компонентов ЭЭГ старших школьников ходи а с таковой взрослых. Наблюдается наличие четких "функциональных дер" по всем отведениям. Можно выделить 3 типа организации ССВК ЭЭГ гарших школьников. Чаще всего (63%), у 12 из 19 испытуемых, встречается астоящее, сформированное "альфа-ядро" во всех отведениях. В 26% случаев > чел.) наблюдается "альфа-бета" ядро также во всех областях мозга. У 2 спытуемых (10%) обнаружено настоящее "бета-ядро" во всех отведениях.

При открывании глаз имеющаяся временная организация ЭЭГ ретерпевает изменения. Быстро возникает новое "функциональное ядро" во :ех отведениях в области более высоких ритмов.

По исследованным характеристикам (спектральная мощность и собенности статистической с структуры взаимодействия компонентов ЭГ) испытуемых всех возрастных групп из-за высокой дисперсии оказателей не было обнаружено достоверные отличий по половому ризнаху 0-критерий Стьюдента, достоверность р<0,05).

11 У61 Стандартное Н- 111 лет в 11 «([откюхеяие ° Среднее значение 11 - I Я пет Е53

10-16 лет а

1С. 1. Возрастная динамика спектра мощности альфа- (А) и тета- (Б) ггмов ЭЭГ спокойного бодрствования (глаза закрыты) школьников зличных возрастных групп. По оси абсцисс - стандартные отведения ЭЭГ | международной системе "10-20", по оси ординат - относительная ицностъ спектров отдельного ритма к суммарной мощности целой ЭЭГ, о.

3.4. Возрастная динамика изменений параметров биоэлектрическ< активности от 8 до 16 лет. Сравнивая усредненные по выделишь возрастным группам параметры спектров мощности достовер! отличающейся- (при уровне значимости 0,05) по мощности ведуще компонента (альфа) можно признать только группу старших школьник (14-16 лет) (рис.1). Эти отличия особенно заметны в теменных и лобш областях. Группа младших школьников достоверно не отличима от груш среднего возраста по характеристикам альфа-компонента во вс отведениях, кроме Т4. Наиболее четкие отличия между группа} выявляются при анализе спектральной мощности тета-диапазона.

Проследив динамику формирования ССВК ЭЭГ, удалось обнаружи достоверные отличия между всеми группами испытуемых. В возрасте от до 16 лет у детей происходят следующие изменения во взаимодейств] ритмов ЭЭГ: вероятность переходов в быстрые (бета и альфа) ритмы возрастом заметно увеличивается, а в медленные (тета и дельта) уменьшается (рис.2). Наиболее существенно изменяется вероятное взаимодействия между бета и бета, альфа и альфа, альфа и тета, тета-бе компонентами; наименее - между дельта и альфа компонентам Вероятности перехода в дельта-ритм имеют наиболее низкие значения, связь с компонентами альфа-диапазона самая высокая у всех возрасти групп. Изменения носят монотонный характер, за исключением переход от альфа- к бета-компонентам. В этом случае наблюдается увеличен вероятности в возрасте 11-13 лет, с дальнейшим снижением к 14-16 годам.

........ 0.5-0.10

--------0.11 - 0.15

........... 0.1Б-0.20

----0.21 - 0.25

-----0.26 - 0.30

- 0.31 -0.35

............ 0.36- 0.40

-----0.41 -0.45

- 0.4$-0.50

-- 0.51 -0.60

■- 0.61 - 0.8

А- младший школьный возраст (8-101 Б - средний шхольиый возраст (11-13 ; в - '^¡¿рнти тхсхпнып возраст (¡4- ¡6

Рис. 2. Вероятностные ориентированные графы, отражающие усредненн матрицы переходных вероятностей ЭЭГ спокойного бодрствования (гла закрыты) испытуемых разных возрастных групп.

5.5. Особенности изучаемых возрастных групп по результатам скриминантного анализа. Компьютерная классификация.

3.5.1. Днскриминаптпый анализ по ССВК ЭЭГ. Производилась енка правильности разделения детей на данные возрастные группы по руктуре переходов основных компонентов ЭЭГ и пЬиск критериев зличия между ними с помощью дискргоншантного анализа. При скриминации по 128 отведениям (полная пространственная скриминация) ЭЭГ состояния спокойного бодрствования с закрытыми азами наиболее отличающимися характеристиками обладают лобные ведения (РЗ, Р4), причем основными дискриминаторами являются реходы из бета-волн в альфа и из дельта-волн в альфа. В случае анализа остранственных дискриминаторов сильнее всего отличается группа арших школьников (14-16 лет). При анализе частичных остранственных дискриминаторов лобно-височной зоны оказалось, что е отведения, кроме РЗ вносят свой вклад в систему отличий данных по зрастным группам, а в затылочно-теменной - кроме 02. Среди скриминаторов особенно существенны переходы, связанные с тета-лнами (дельта-тета для теменно-затылочной зоны и тета-тета, дельта-га, тета-альфа для лобно-височной). В то же время определенный вклад ишносят и переходы дельта-альфа в отведении И4 и дельта-бета в Р4. нсим образом оказывается, что медленные компоненты энцефалограммы иболее существенным образом отличают ЭЭГ детей разного возраста, эи этом в результате анализа данных по лобным и височным отведениям чше дискриминируется третья группа, а по теменным и затылочным -рвая. В то же время параметры задних отделов мозг а только у младших ¡сольников отличаются достаточно сильно от таковых же у детей 11-16 т.

Анализ локальных характеристик ЭЭГ позволил выявить по два новных дискриминатора в каждом отведении. При рассмотрении лобной височной зоны (отведения БЗ, Р4, ТЗ, Т4 отдельно) оказалось, что 13 из 16 новных дискриминаторов связаны с быстрыми ритмами (альфа и бета), шчем 5 из них включают только переходы между альфа- и бета-ритмами; только 3 являются переходами между медленными волнами (тета и льта). Анализируя данные по отведениям РЗ, Р4, 01, 02 (отдельно), мы |лучили следующую картину: 11 из 16 дискриминаторов включают в себя гстрые компоненты, а 5 связаны с медленными тета- и дельта-волнами; и лько в трех случаях дискриминатором является переход между тета-лнами. При этом из 11 указанных выше лишь в двух случаях [ределягощими являются переходы только между быстрыми >мпонентами, а 9 оставшихся - переходы между быстрыми (альфа- и бета-) медленными (тета- и дельта-) компонентами, то есть по сравнению с редними долями роль переходов медленных компонентов в формировании гскриминантных характеристик возрастает.

При анализе этих данных, полученных в состоянии спокойного >дрствования с открытыми глазами, видно, что наиболее отличающейся уппой является группа старших школьников. Только в случае поиска «альных дискриминаторов в отведениях Т4 и Р4 первой выделяется

младшая группа детей. Основные различия в деятельности мозга £ состоянии спокойного бодрствования с открытыми глазами между детъм* 8-13 лет и старшими школьниками лежат в височной доле, причеь дискриминаторами являются медленные (тега- и дельта-) волны. Дети ж< младшего и среднего возраста отличаются по структуре взаимодействии компонентов ЭЭГ теменной зоны, причем наибольшую роль, наоборот играют быстрые колебания, особенно бета-ритм.

чи. »о. 40 эо

'О

8-10 лет

11-13 лег I I М-16 лет

ГГ)П< 15 11; <Р} РТ010?>

Рис. 3. Точность компьютерной опенки различия возрастных групп пс структуре взаимодействия волновых компонентов ЭЭГ пс пространственным (а) и локальным (б) характеристикам. По оси абсцисс возрастные группы, по оси ординат - точность разделения в %.

Дискриминантный анализ позволяет осуществлять компьютернук классификацию испытуемых на заданные группы. Можно отметить, чт< общая точность совпадения исходной (хронологической) и компьютерно! классификации возрастных групп в двух состояниях работы головной мозга (с закрытыми и открытыми глазами) фактически совпадав (соответственно 85% и 84%) и достаточно высока, чтобы говорить о том что данная характеристика является важной возрастной особенность« головного мозга ребенка. Причем в обоих функциональных состояния:

а наименьший средний процент определения - во второй группе (11-ет). Сравнивая точность совпадения изначальной и компьютерной :ификации при использовании полных и частичных параметров по штатам анализа состояния спокойного бодрствования с закрытыми ши (рис. 3), видно, что наиболее существенными для этого ываются пространственные характеристики (то есть, одновременный из 128 переменных по всем отведениями) - средний результат 85%. Из льных особенностей наиболее значительным оказывается отведение F4 ), в меньшей степени F3 и Т4 (по 70%). При рассмотрении каждой пы отдельно видно, что правильность совпадения классификаций при г различных групп параметров несколько различается. В среднем, 1олыпее совпадение паспортного и энцефалографического возраста юдается в группе младшего школьного возраста -77%, а наименьший -ольников 11-13 лет(62%). Для старшей группы это составило 70%. >.5.2 Днскрншшантный анализ по спектральным характеристикам, гриминантный анализ быт проведен также по спектральным ктеристикам ЭЭГ детей дашпых возрастных групп. Использовались метры четырех диапазонов (альфа, бета, тета, дельта) по восьми дениям. Наиболее отличающейся оказалась группа младших тыпгков (8-10 лет). Для нее основными дискриминаторами являются ктеристики бета-активности в отведениях РЗ и Т4. Старшие и средние пышки отличаются в первую очередь по параметрам бета-активности в дешш Р4 и альфа-активности в отведении ТЗ. При этом компьютерное еление детей на группы совпадает с исходной классификацией на 100%.

ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ

отучены данные, характеризующие времехшую организацию ЭЭГ детей льного возраста (от 8 до 16 лет), особенности формирования ритмов взаимодействия отдельных компонентов (волн) как в диапазоне льных ритмов (бета, альфа, тета, дельта), так и между ритмами, езультаты исследований частотно-амплитудных характеристик ЭЭГ гсуемых всех возрастных групп показали соответствие параметров лектрической активности данной выборки показателям ЭЭГ здоровых Et данных возрастов, известное из литературы. Анализ данных (метров показал, что отличия между возрастными группами четче всего (ляются по альфа- и тета-активности, что, по-видимому, отражает щую роль этих компонентов в формировании паттерна ЭЭГ ойного бодрствования с закрытыми глазами, то есть состояния, ющегося базовым фоном для всей деятельности мозга (Ливанов, 1972). асокая индивидуальная вариабельность характера биоэлектрической

гигт/чатч» лпл^мгг!» п> тпл атг»топ т> л #rrn mrrait тг лт>с\тгг»ам ппчпо^ттлп

LXltlV/Vili) UVfUVnilU 1V1AV иШ|/ tt Д^Ч-ШШЛ XI HIVIU^UIWI XI V^/V^llWt liV/J|/UVlllVfl

¡пе указывает, с одной стороны на то, чпго в этом возрасте ЭЭГ еще [олжает свое формирование, биоэлектрическая активность чутко ирует на различные воздействия со стороны окружающей среды и щоналыгой обстановки, а с другой стороны, подтверждает ¡ходимость поиска дополнительных критериев функционирования

мозга в детском возрасте, изучения тонких механизмов межцентралы взаимоотношений.

Наличие у взрослых испытуемых в состоянии спокойного бодрствова "функционального ядра" паттерна ЭЭГ, четкой структуры взаимодейст основных компонентов ЭЭГ коррелирует с их высокой устойчивость! воздействию факторов внешней среды, возможностью поддержив готовность к восприятию информации, выполнять различные bi деятельности. В то же время разрушение или перестройка взаимоотноше различных компонентов отражает нарушение нормальной деятельно мозга (Сороко, 1993). Возможности направленной регуляз взаимодействия волн в клиническом и научном эксперименте потверщ важность поддержания четкой структуры паттерна ЭЭГ для нормаль: деятельности мозга (Мусуралиев, 1995).

Наиболее неорганизованные ЭЭГ обнаружены нами в млад возрастной группе. По мнению большинства исследователей (Фарбер, I1 Шеповальников, 1979; John, 1977; Niederraeyer, 1993 и др.) и по получеш нами данным индекс альфа-активности в этом возрасте (8-10 лет) достаточно высок, средняя частота приближается к 10 Гц, однако дай ритм не полностью берет на себя роль организатора паттерна ЭЭ1 можно только выявить тенденцию к образованию "функционального яд причем у большинства испытуемых только в теменной и затылочной з Это совпадает с литературными данными о более раннем созрева теменно-затылочной области в онтогенезе (Фарбер, Алферова, 1972; и ; Следует отметить, что несмотря на очень маленькую мощность б активности в данном возрасте, у некоторых испытуемых прослежива тенденция к образованию альфа-бета-ядра, особенно в лобно-височ зоне. Наличие "неорганизованных" и "малоорганизованных" паттерн« данном возрасте может служить подтвеждением того, что в возрасте лет внутрицентральные отношения не устойчивы. В то же время позволяет более разнообразно реагировать на сигналы окружающей cpi что может объяснять высокий уровень динамичности работы мозга д данного возраста, меньшие возможности для сосредоточения постоянных видах деятельности (Выготский, 1987).

Тем не менее, при усреднении данных по всем испытуемым : возрастной группы видно, что вероятность взаимодействия с ала компонентом даже в этом возрасте является максимальной. По-вццимоь 8 годам этот ритм, который связан с функционированием тормоз] координирующих механизмов, обеспечивающих сканиров; поступающей в мозг информации (Gastaut, 1954), координацию диета! расположенных центров (Шеповальников и соавт., 1979), поддержат реорганизацию межцентральных взаимоотношений (Сороко и соавт., 1! уже начинает брать на себя роль ритма, определяющего паттерн ЭЭГ,; его доля в энцефалограмме не слишком велика по сравнению с б старшими школьниками.

Динамическая неустойчивость работы мозга детей этого возр подтверждается и тем, что при открывании глаз статистическая струк взаимодействия волновых компонентов ЭЭГ дезорганизуется и в состо

койного бодрствования с открытыми глазами остается полностью организованной" почти у половины испытуемых, у остальных же пикают нечеткие "функциональные ядра" в различных отведениях. С возрастом наблюдается упорядочение паттерна ЭЭГ в теменной и ылочной области. В то же время большая часть испытуемых обладает Г, в которой деятельность мозга в лобной и височной областях 1зывается даже в большей степени неорганизованной, чем у более 1дших школьников и невозможно выявить даже нечеткое ажциональное ядро" в диапазоне всего спектра ЭЭГ. Также можно 1етить, что в этом возрасте увеличивается вероятность переходов от стрых к медленным компонентам, что не характерно для взрослого типа мегагой организации ЭЭГ, и в других возрастных группах встречается [ко. Эти факты подтверждают мнение ряда авторов, которые указывают немонотонность формирования ЭЭГ, в частности, наличие регрессивных {енений биоэлектрической активности (появление медленной волновой явности, пароксизмальных вспышек и др., то есть некторую организованность ЭЭГ) (Рожков, 1994).

Известно, что подростковый период связан со сложными »мональными перестройками в организме, наличием эффекта :елерации, когда различные системы организма созревают гетерохронно аступает дисбалланс в их функционировании, возшпсают эмоционально-шостные проблемы (Аршавский, 1975; Фролысис, 1975; Кон и др., 1987). ожность и важность подросткового периода подтверждается также тем, > именно в этом возрасте происходит "перелом" в тенденции вероятности имодействия альфа и бета-волн, поскольку от 8-10 к 11-13 годам она личивается, а затем уменьшается. Так как для взрослых испытуемых шчие высокой степени вероятности взаимодействия основных .тонеитов с бета-волнами связано с невротизацией (Сороко, Сидоренко, •3), то снижение ее при увеличешт возраста подростка очень важно для тдержания нормального уровня возбудимости ЦНС. Матрица средних 1чений вероятности взаимопереходов компонентов показывает, что с (растом продолжает увеличиваться взаимосвязь с альфа-компонентом Г в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми глазами, ункциональное альфа-ядро" в целом организует паттерн ЭЭГ в более >рядоченную структуру по сравнению с младшими школьниками, однако счет проявившихся топографических особенностей ССВК ЭЭГ сростков, разница оказывается не столь значительной.

Полученные нами результаты показали, что наиболее существенные тичия проявляются между старшими школьниками и школьниками более адшего возраста. Это видно как из частотно-ампшггудных параметров, с и по данным статистической структуры взаимодействия волновых ¿пеяентов энцефалограммы. Так, ЭЭГ испытуемых старшей возрастной ппы по своим частотно-амплитудным параметрам сходны с эмативными характеристиками взрослых людей, что совпадает с гературными данными о сроках формирования биоэлектрической гивности (Шеповальников, 1979; Фарбер, Фрид, 1982). Такая же картина )людается и при анализе временной организации ЭЭГ школьников 14-

16 лет. Наличие четкого "функционального ядра" по всем отведе». симметричность структуры взаимодействия волновых компонентов ЭЗ очень малая вероятность появления дельта-волн, большая вероятное появления быстрых компонентов после медленных указывают формирование строгих отношений между компонентами ЭЭГ, характерн для взрослых (Сороко, 1990). Альфа-компонент в большинстве случа полностью берут на себя роль организатора паттерна ЭЭГ спокойпо бодрствования с закрытыми глазами. Поскольку функционирование моз в ритме альфа-частоты определяет огтшалышй режим готовности восприятию информации (Walter, 1950; Roy, 1977), то и организац паттерна через данную компоненту, по-видимому, отражает наилучш условия для работы мозговых структур. По-видимому, к 14-16 год устанавливается общий рисунок ЭЭГ, отражающий индивидуальн качества нервной системы человека, его возможности в различных вид деятельности. Качественные отличия в организации личносп эмоциональной сферы, происходящие к этому возрасту, отмечаются психологами и педагогами, работающими со школьниками (Кон, 19! Лейтес, 1987).

Хотя четкая организация статистической структуры взаимодейств волновых компонентов ЭЭГ обнаружена у всех испытуемых данн возрастной группы, часть из них имеют альфа-бета-"функциональное ядр и даже встречается бета-ядро. Это совпадает с данными, полученными п изучении взрослых испытуемых, о неоднородности организации патгер ЭЭГ у лиц с различным типом организации внугрицентральных отношен (Сороко, 1990). Важно отметить, что мощность бета-компонентов ниже, ч мощность других составляющих ЭЭГ, но тем не менее, именно они в час случаев организуют паттерн ЭЭГ наряду с альфа-активностью. 3 указывает на некоторую независимость характеристик времени организации ЭЭГ от параметров спектра мощности.

Данные анализа биоэлектрической активности в состоянии спокойнс бодрствования с открытыми глазами указывают на то, что в цел сформировавшаяся к этому возрасту временная организация Э оказывается неустойчивой и легко подвергается изменениям. Е открывании глаз имеющаяся статистическая структура взаимодейсп волновых компонентов ЭЭГ разрушается и формируется hoj "функциональное ядро", причем в области более высокочастотн компонентов. Некоторая нестабильность биоэлектрической активное особенно в лобных и височных зонах, подтверждается и тем, что большинстве случаев при открытых глазах появляется асиммет! статистической структуры взаимодействия волновых компонентов Э' Можно заключить, что к старшему школьному возрасту формироват временной организации ЭЭГ в целом завершается, однако остае функциональная нестабильность, проявляющаяся при изменении состоя! испытуемых.

Полученные данные указывают на то, что становление отделы' ритмов происходит раньше, чем формируются основные закономерно! их взаимодействия. Можно полагать, что именно харак

сомпонентов ритмики ЭЭГ наиболее полно отражает степень морфо-|)ункциональной зрелости мозга как системы, становление его механизмов саморегуляции, в то время как амплитудно-частотные параметры отдельных ритмов, по-видимому, характеризуют степень созревания его сдельных структур, взаимосвязи и взаимодействие между которыми могут зыть еще окончательно и не сформированы. Это положение полностью :огласуется с данными о том, что морфологическое созревание отдельных структур мозга и формирование межструктурных связей идет неравномерно Поликанина, 1980; Симерницкая, 1985), а электрофизиологическме токазатели становления системной деятельности мозга (когерентные соотношения, биопотенциальное поле мозга, перестройки поддиапазонов 1 ну три отдельных ритмов и т.д.) формируются в более позднем возрасте, гем организуется основная ритмика ЭЭГ в тех или иных зонах мозга Шеповальников и соавт., 1985; Шеповалышков и соавт., 1997).

Полученные результаты дискриминантного анализа подтвердили существенную роль альфа-компонента в формировании паттерна ЭЭГ, т.к. тменно взаимодействие с ним является наиболее важным для тискриминацки возрастных групп. Причем основными дискриминаторами сказались переходы от бета- и от дельта-волн к альфа-компонентам. Таким эбразом, компоненты, имеющие небольшую мощность в ЭЭГ, могут играть существенную роль в формировании отличительных признаков биоэлектрической активности детей разных возрастных групп. Пространственная дискриминация подтвердила также, что группа старших лкольников отличается от остальных наиболее существенным образом, тоскольку в процессе разделения она выделяется первой (и имеет наибольшую дистанцию в многомерном пространстве). В результате шализа данных по лобным и теменным отведениям лучше щскриминируется третья группа, а по теменным и затылочным - первая, тричем не только по пространственным, но и по большинству локальных тискриминаторов. Это показывает, что у старших пгкольников именно тередние зоны головного мозга наиболее четко отличаются от таковых у 5 о лее младдшх детей. В то же время задние отделы мозга формируются эаньше, и только у младших школьников они отличаются достаточно сильно от таковых же у детей 11-16 лет. Это совпадает с положением о более эаннем созревании задних областей головного мозга у человека в энтогенезе (Фарбер, 1978; и др.). Анализ основных дискриминаторов юказывает, что для третьей группы они относятся к переходам компонентов в правом полушарии, в то время как группы 1 и 2 отличаются то параметрам, относящимся как к правому, гак и к левому полушариям. Возможно, это может быть связано с тем, что к старшему школьному зозрасту функциональная дифференцировка полушарий увеличивается и стабилизируется (Смирнов, Резникова, 1988).

Существенный вклад медленноволновых компонентов, особенпо тета-юлн, в форшгроваиие дискриминантных характеристик, по-видимому, ложно объяснить тем, что, как было показано, мощность именно тета-зктивностн наиболее значимым образом изменяется с возрастом. Необходимо также отметить, что дискриминаторами оказываются также и

переходы, имеющие небольшую вероятность появления в ЭЭГ, такие как тета-дельта переход.

При анализе локальных дискриминаторов выявились некоторые особенности в формировании отличий между возрастными группами отдельных компонентов ЭЭГ. Так, для лобных и височных отделов наиболее существенными оказались связи между и с быстрыми составляющими ЭЭГ ( альфа и бета). Взаимодействия с быстрыми компонентами важны и для теменной и затылочной области, однако в этом случае они чаще связан не между собой, а с медленными волнами (тета и дельта), то есть наблюдается увеличение роли мед ленных составляющих ЭЭГ в дискриминации по задним отведениям. Здесь также можно отметить, что мощность альфа-волн от лобной зоны к затылочной существенно возрастает во всех возрастные группах, однако увеличения вклада альфа-компонента в различия межд} шши не происходит, даже наоборот, снижается. По-видимому, поскольку роль альфа-компонент в организации паттерна существенна во все? указанных группах, то отличия между группами выявляются в отношения; именно между остальными компонентами ЭЭГ. В то же время, сравниваз эти данные с результатами дкекриминантного анализа по параметра?, спектра мощности ритмов ЭЭГ, можно заметить некоторые отличия. Так ] этом случае наиболее отличающейся оказалась группа младши; школьников, причем параметры бета-компонента внесли наибольший вкла, в дискриминацию. Таким образом, днекриминантный анализ позволяв выявить некоторые особенности возрастных отличий, не заметные пр; обычном анализе возрастных особенностей.

По результатам дискриминантного анализа параметров ЭЭГ в состоят спокойного бодрствования с открытыми глазами также выявлены отличи между испытуемыми трех возрастных групп. И в этом случае наиболс отличающейся группой оказались старшеклассники, причем как п пространственным характеристикам, так и по большинству локальны (кроме отведений Т4 и Р4). По-видимому, функционирование мозга пр пассивном поступлении информации в состоянии покоя с открытым глазами у младших и средних школьников в большой степени сходно, изменения происходят в более позднем возрасте. Для дискриминащ младшей и средней групп наиболее существенными оказались связи медленными компонентами, а с возрастом быстрые компонент приобретают больший вес в отличительных особенностях ЭЭГ. Возможн это связано с тем, что старшие школьники при открывании глаз в болыт степени концентрируют внимание на окружающем мире и оказываются состоянии переработки информации, которое сопровождается появлени< высокочастотных компонентов (Гусельников, 1976).

Днекриминантный. анализ, как было отмечено, позволяет получи данные о соответствии энцефалографических параметров заданно] возрасту. При этом учет характеристик спектров мощности Э' показывает стопроцентное совпадение данных ЭЭГ и паспортного возрас ребенка, что подтверждает очень существенные изменения спектральи параметров, происходящие с возрастом. Однако известно, что развит ребенка происходит с индивидуальной скоростью, и параметры ЭЭГ мо

ражать скорость формирования мозговой активности, а следовательно, и 13можности переработки информации (Бетелева,1977). Поэтому данные гскримшгантного анализа по параметрам статистической структуры аимодействия волновых компонентов ЭЭГ представляются очень щественными. Среднее совпадетше компьютерной классификации с данными возрастными группами составляет 85% для состояния с

тт» тттпт гтточонт тж й/10/« тттг** лл^латтг»«т е> лтт^ттггпт гттпчтт Тч*лп» А иьчи 1 ^Ш^илих II. ит/и +л*>*-л X Ч'ШШЛ V и X X ишд.<1

•разом 15% детей имеют отставание или опережение своего возраста по стоянию биоэлектрической активности, то есть параметры атистической структуры взаимодействия волновых компонентов ЭЭГ :азались более чувствительным признаком, чем спектры мощности ЭЭГ. 1жпо отметить, что учет параметров всех отведешш является наиболее [формативным, т.к. при анализе локальных характеристик процент впадения заметно снижается, как для состояния с закрытыми глазами, так с открытыми. При этом в разных возрастных группах успешность ;ассификации несколько различается. Наибольший процент детей, несенных компьютером к другим возрастным группам оказывается в уппе среднего школьного возраста (в обоих состоящих), и именно в нной возрастной группе уровень совпадения компьютерной и начальной классификации оказывается наименьшим. По-видимому, едние школыппси, являясь переходной группой между младшими и аршими детьми, характеризуются наиболее неравномерным развитием и зреванием головного мозга.

Общая точность определения возрастных групп в двух состояниях [ктически совпадает (85% и 84%) и достаточно высока, чтобы говорить о м, что данная характеристика является важной возрастной особенностью ЭГ мозга ребенка. Дискриминантньш анализ позволяет создавать 1трицы для дальнейшей классификации. Наиболее существенными и 'лозными для этого оказались пространственные характеристики, а также раметры лобных отведений. Возможно, это связано с тем, что лобные ны наиболее тесно связаны с мыслительно-когнитивной деятельностью, а, едовательно, их развитие во многом определяет степень созревания ловного мозга ребенка и его соответствие хронологическому возрасту оу, 1977).

ВЫВОДЫ:

1. Возрастные морфологические и функциональные особешюсти звития мозга детей определяют не только амплитудно-частотный спектр ммарной биоэлектрической активности, но и закономерности временной гаштзащш паттерна ЭЭГ, характер взаимодействия его отдельных ставляющих (волн), их локальные и пространственные различия.

2. Структура взаимодействия компонентов ЭЭГ у детей в возрасте 8-10 г имеет неорганизованный характер и отличается практически вновероятным взаимодействием всех компонентов с некоторым еобладанием взаимосвязей бета, альфа и дельта-волн с компонентами

тета-диапазона в передних отделах и с волнами альфа-диапазона затылочных областях.

3. У школьников среднего возраста (11-13 лет) заметно снижает« вероятность взаимодействия компонентов ЭЭГ внутри диапазона теп ритма и связи с ними остальных ритмов, усиливается взаимодействие компонентами бета-ритма. В теменных и затылочных областях появляеп "фушсциональное ядро" в области альфа-ритма.

4. Формирование закономерностей взаимодействия между отдельнь» волновыми компонентами ЭЭГ у детей от 8 до 16 лет происходит в бол поздние сроки, чем становление амплитудно-частотного спектра, и являет важной возрастной характеристикой структурно-функциональш организации ЦНС.

5. У лиц старшего школьного возраста (14-16 лет) структу взаимодействия компонентов ЭЭГ во всех областях коры практически отличается от таковой взрослых лиц, однако характеризует нестабильностью и легко дезорганизуется при функциональных нагрузк; что свидетельствует о недостаточной зрелости межцентральн отношений.

6. Возрастая специфика локальной и пространственной организац временной последовательности и вероятности взаимодействия волнов: компонентов ЭЭГ позволяет с помощью дискриминантного аналг осуществлять компьютерную классификацию школьников по возраста группам. Наибольшую роль в формировании дискрншшантн характеристик играет альфа-ритм. Резче всего от других отличается груп испытуемых 14 1-6 лет.

7. Наивысшая точность классификации (85%) достигается г одновременном анализе 8-ми матриц вероятностен взаимодейст! компоненгов ЭЭГ, полученных по всем отведениям ЭЭГ, 1 свидетельствует о ведущем значении критерия (дискриминато пространственной организации биоэлектрической активности мозга оценке возрастного развития.

8. У школьников старшей группы (14-16 лет) наиболее значив дискриминаторы выявляются в структурах паттерна ЭЭГ праы полушария, в то время как школьники младшей (8-10 лет) и средней (11 лет) групп различаются по параметрам ЭЭГ, относящимся как к право так и к левому полушариям. Наибольший вклад в дискриминацию в возрастных групп вносят параметры ЭЭГ лобных областей.

9. Результаты дискриминантного анализа исследованной выбо] показали, что по структуре временной организации паттерна Э характеру взаимодействия между волновыми компонент.' энцефалограммы 15% детей не соответствуют параметрам с сверстников.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО МАТЕРИАЛАМ

ДИССЕРТАЦИИ

1. Веденеева Л.С., Сороко С.И., Шеповалышков А.Н. Особенности гатистической структуры взаимодействия основных компонентов ЭЭГ у гтей школьного возраста // Физиология человека, 1998. Т. 24. N 1. С. 5-15.

2. Веденеева Л.С. Особенности формирования структуры взаимодействия сновных компонентов (волн) ЭЭГ у школышков 15-16 лет // Тезисы I (XI) 1еждународного совещания по эволюционной физиологии. С-Пб., 1996.

3. Веденеева Л.С. Особенности структуры взаимодействия основных эмпонентов электроэнцефалограммы у школьников 8-10 лет // Тезисы XIII Научной конференции молодых ученых и специалистов BMA. С-Пб., 1996.

4. Веденеева Л.С. Метод анализа структуры взаимодействия волн ЭЭГ и эрмативные характеристики энцефалограммы детей школьного возраста // езисы Научно-технической конференции "Диагностика, информатика, етрология, экология, безопасность - 97". С-Пб., 1997. С. 345-346.

.31-32.

.18-19.