Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Межполушарная асимметрия мозга и зрительно-моторные процессы у человека при оперативной мнестической деятельности

ВАК РФ 03.00.13, Физиология

Автореферат диссертации по теме "Межполушарная асимметрия мозга и зрительно-моторные процессы у человека при оперативной мнестической деятельности"

Гч.

СП

о-.

МАКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ им. М.ВЛОМОНОСОВА ^ БИОЛОГИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ

СП

—I-—------

На правах рукописи УДК: 612.821+612. 821.8

КОЧЕТОВА Арина Германовна

МЕЖПОЛУ ШАРНАЯ АСИММЕТРИЯ МОЗГА И ЗРИТЕЛЬНО-МОТОРНЫЕ ПРОЦЕССЫ У ЧЕЛОВЕКА ПРИ ОПЕРАТИВНОЙ МНЕСГИЧЕСКОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ

03.00.13 - физиология человека и животных

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Москва 1997 г.

Работа выполнена на кафедре физиологии человека и животных Биологического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова

Научные руководитель: кандидат биологических наук А.Я.Каплан

Официальные оппоненты: доктор биологических наук С.А.Титов

доктор психологических наук Т.М.Марютина

Ведущее учреждение: Научный Центр Психического здоровья РАМН

Защита состоится 16 июня 1997 г. в 14.00 часов на заседании Специализированно) Совета Д. 053.05.35 при Московском государственном университете имени М. Ломоносова по адресу: г.Москва, 119899, Ленинские горы, Биологический факульт МГУ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Биологического факультета МГУ.

Автореферат разослан 16 мая 1997 г.

Ученый секретарь Специализированного Совета

кандидат биологических наук Б.А.Умарова

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемной области.

Более чем вековая история анатомических, морфофункциональных, биохимических, efip о ф из и ологи ческих и психофизиологических исследований асимметрии между ольшими полушариями головного мозга у человека свидетельствует о существовании собого билатерального принципа построения и реализации таких важнейших функций озга как восприятие, внимание, память, мышление и речь.

Проблема межполушарной асимметрии сенсорных, мнестических и когнитивных роцессов начала особенно активно разрабатываться со времени появления сследований Р.Сперри (Sperry R., 1969, 1984] на людях с расщепленным мозгом. В гих и многих последующих исследованиях на здоровых людях и пациентах было оказано, что, например, для зрительного восприятия характерна значительная ежполушарная асимметрия не только в показателях эффективности обнаружения и познания зрительных стимулов, но и в особенностях их когнитивного анализа и ;мантической интерпретации.

Последние достижения в нейронауках свидетельствуют о том, что причины ряда иовых психиатрических заболеваний кроются в нарушении механизмов ежполушарного взаимодействия. В частности, были обнаружены существенные зреспройки билатерального распределения зрительного внимания при шизофрении сторону левополушарного дефицита этой функции (Posner et al., 1988). Дальнейшие хледования (Carter et al., 1991; Early et al, 1989 и др.) показали, что обнаруженная ¡формация билатерального внимания при шизофрении имеет глубинные причины -ia обусловлена левосторонним снижением активности дофаминергических зоекционных систем мозга.

Имеются все основания полагать, что изменение схемы межполушарных гношений при психиатрических расстройствах приводит к нарушению не только гханизмов внимания, но и всего спектра когнитивных функций, включая юцессы оперативного запоминания-воспроизведения, компарации, распознавания 5разов и др. (Moran, 1996). Однако объем исследований в этой области далеко не

отвечает очевидной актуальности проблемы межполушарной асимметрии когнитивных функций. Остаются невыясненными многие вопросы диагностики и анализа межполушарных отношений при реализации, например, таких элементарных когнитивных операций, как скоростное запоминание-воспроизведение и компарация потоков символьной информации в норме и при патологии.

В настоящее время имеется ряд работ, в которых для тестирования межполушарных отношений применялась методология так называемого скоростного мнемосканирования (Hellige J.B. et al., 1983; Sternberg S., 1975; Pelosi at al., 1992 и др.), согласующаяся с идеями Г.Ю.Айзенка и ряда других исследователей в том, что скорость элементарных ментальных операций определяет эффективность всей иерархии процессов восприятия, внимания и памяти вплоть до высших психических функций (Eysenck H.J., 1986, Klimesch W. et al., 1994). Параметр латентного периода ответа или времени реакции выступает в этой парадигме как показатель скорости ментальных операций. Изменяя пространственно-временную организацию регламента предъявления стимульного материала в парадигме скоростного мнемосканирования можно, таким образом, изучать различные этапы процессов запоминания и компарации символьного стимульного материала.

В рамках этой парадигмы была выполнена серия исследований межполушарной асимметрии мнестических процессов (Hellige J.B. et al., 1980, 1982, 1983 и др.). Авторы проецировали тест-символ в различные поля зрения, изучая таким образом латерализацшо процессов собственно опознания тест-символа в задаче на компарацию с хранящимся в памяти контрольным набором символов.

Однако, в этих и ряде других исследований авторам не удалось в "чистом виде" изучить латерализацию процессов собственно запоминания эталонных символов и их унилатеральной компарации с тест-символом поскольку символы-эталоны в этих опытах экспонировались предварительно обоим полушариям одновременно. В этой связи следовало разработать специальную парадигму мнемосканирования, при которой стало бы возможным изучить все девять комбинаций взаимного пространственного расположения контрольного и тестового символов в правом, левом и центральном полях зрения. Для этого следовало разработать методологию пространственного мнемосканирования, получение и анализ экспериментальных данных о латерализации процессов оперативного запоминания и компарации символьного стимульного материала у человека.

Многие авторы, однако, отмечают высокую лабильность параметров латерализации лозговых процессов в связи с различными функциональными состояниями организма (Брагина H.H., Доброхотова Т.А., 1988; Додонова H.A. и др., 1984; Diraond 5 J., Beaumont J.G., 1972; Moscovitch M. et al. 1976 и др.). Поэтому представляло ксомненный интерес изучить динамику межполушарных отношений в парадигме лнемосканирования при различных уровнях неспецифической активации мозга и при (ействии фармакологических адаптогенных препаратов.

В качестве фактора неспецифической активации мозга был выбран пищевой софсин как наиболее распространенный и привычный для большинства людей юихостмулятор, а адаптогенным препаратом служил лекарственный пейропептид Лемакс, обладающий ноотропной активностью.

Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы было исследование акономерностей взаимодействия полушарий головного мозга у человека при 1ьшолнении задач на оперативную компарации памятного следа с "входным потоком" имвольной информации. В соответствии с этим были сформулированы следующие адачи настоящего исследования:

1. Разработать парадигму пространственного мнемосканирования, в рамках второй получить и провести анализ экспериментальных данных о латерализации [роцессов оперативного запоминания и компарации символьного стимульного ттериала у человека.

2. Изучить динамику межполушарных отношений в парадигме шемосканирования при различных уровнях неспецифической активации мозга ызываемой с помощью пищевого кофеина и при действии лекарственного даптогенного препарата Семакс.

Основное положение, выносимое на защиту. Процессы оперативного запоминания и оспроизведения цифровых символов у испытуемых в задаче на скоростную омпарацию обеспечиваются сложной схемой межполушарного взаимодействия, пецифика которой зависит от индивидуально-типологических особенностей испытуемых может быть модифицирована под воздействием пищевого психостимулятора кофеина и ри интраназалыюм введении лекарственного нейропептида Семакс.

Научная новизна исследования. В рамках настоящего диссертационного исследоваш была разработана новая методология скоростного мнемосканирования, позволяющг изучать закономерности межполушарной асимметрии у здорового человека на разнь этапах регламентированой операторской деятельности.

В результате работы были получены ранее не известные данные о межполушарно интерференционном взаимодействии при оперативном запоминании, воспроизведен» и компарации символьной информации и о модификации характера это] взаимодействия в зависимости от индивидуально-типологических особенност< испытуемых.

В серии исследований с нейрофармакологическим тестированием было впервь показана "асимметричность" действия кофеина на полушария головного моз] человека, выраженность и направленность которой зависит от дозы препарата и < типологии нервной системы испытуемых.

Наконец, в натурных исследованиях с применением отечественного-лекарственно] нейропептида Семакс были впервые продемонстрированы адаптогенные свойства это! препарата, позволяющие использовать Семакс для купирования состояний утомления человека-оператора.

Теоретическое и практическое значение работы. Полученные данные позволяв существенно расширить представления о взаимодействии полушарий головного мозга человека при скоростной мнестической деятельности как в норме, так и на фо применения пищевых психостимуляторов и адантогенных лекарственных препарате На основе полученных данных можно полагать, что так называемая полушарн доминантность в перцептивных и мнестических процессах феноменологичеа локализуется только в рамках конкретного этапа комплексной деятельности, целом же межполушарная асимметрия является динамическим результатом сложно интерференционного межполушарного взаимодействия, направленность векто; которого на разных этапах целенаправленного поведенческого акта зависит как стимульного материала, характера его обработки, так и от индивидуальн типологических особенностей испытуемого.

Разработанная методология скоростного мнемосканирования, реализованная персональном компьютере, может быть использована для психометрическо тестирования процессов памяти и внимания у человека-оператора в норме при оцен

"екущего функционального состояния в лабораторных и производственных условиях , а -акже в клинике для диагностики отклонений в динамике межполушарной симметрии при различных патологиях.

Апробация работы. Результаты работы были доложены на заседании кафедры физиологии человека и животных Биологического факультета МГУ и международных :импозиумах: Second1 International Conference on Functional Mapping of the Human 3rain, June 17-21, 1996, Boston и Международный симпозиум "Человек и Лекарство", Москва, 8-12 апреля, 1997.

Публикации. Результаты исследования изложены в 6-ти публикациях.

Объем и структура работы. Текст диссертационной работы изложен на _

гграницах. Диссертация состоит in введения, обзора литературы, описания применяемых 1етодов, изложения результатов собственных исследований и их обсуждения, выводов и

лиска цитированной литературы. Работа документирована _таблицами и

шлюстрирована_рисунками. Список литературы включает_источника.

МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Объекты исследования

Исследование выполнено в лабораторных (кафедра физиологии человека и кивотных МГУ) и натурных (Пермская ГРЕС) условиях с участием в общей сложности II испытуемого - студентов и аспирантов МГУ в возрасте от 19 до 29 лет и >перативного персонала ГРЕС (16 чел) в возрасте от 21 до 39 лет. В исследованиях с (редъявлением стимулов в различных полях зрения участвовали испытуемые только с [равосторонним зрительным (тест прицеливания) и моторным доминированием. У icex испытуемых было нормальное или с коррекцией до нормального зрение.

Методология скоростного мнемосканирования

Использованная в работе методика тестирования была ориентирована на >ценивание степени латерализованности процессов компарации простых зрительных имволов в оперативной памяти в зависимости от взаимного позиционирования апоминаемых и тестирующих чисел в поле зрения.

Однократный цикл предъявления стимульного материала состоял >фатковременной (500 мс на число) экспозиции на экране компьютерное монитора сначала трех двузначных чисел для запоминания или чисел образа ( случайном порядке выбранных из фиксированного набора объемом в 72 числа), а затем интервалом в 2 сек одного "тестирующего" тест-числа из того же набора.

Испытуемому давалась инструкция как можно быстрее нажимать на кнопку всяки раз, когда в очередном блоке тест-число окажется тождественным одному из тре предварительно предъявленных чисел образа. Числа образа предъявлялись поочередно в случайном порядке в трех разных секторах зрительного поля: справа или слева о фиксационной линии (латеральное предъявление) и в центре (центрально предъявление). При этом только в 50 % случаев предъявлений имелось числ тождественное тест-числу. Эксцентриситет латеральных позиций чисел образа был раве 4- 4.5 угл. град, что оставляло эти стимулы в поле одномоментного восприятия бе саккадических движений глаз и, одновременно, позволяло проецировать и преимущественно только в контралатеральное полушарие мозга (Hellige J.B., 1980).

Таким образом, удалось разместить стимульный материал на экране так, что числ предъявляемые в левом поле зрения проецировались согласно известны анатомическим отношениям преимущественно в правое полушарие, числ; предъвляемые справа - проецировались в левое полушарие.

В качестве базового параметра для количественного оценивания этих процессо представлялось необходимым использование не "точностных" показателе операторской деятельности ( число ошибок разного рода), а параметро быстродействия ментальных операций. Согласно современным концепциям (Eysenc IIJ.,1986; Klimesch, et al., 1994 и др.) именно фактор скорости обработк информации определяет эффективность оперативных мнестических процессов.

Всего в одном обследовании испытуемому предъявлялось 160 чисел-образо] что было вполне достаточно для получения статистически устойчивых результате! Кроме того, для оценивания внутрииндивидуальной вариабельности показателе операторского тестирования, как правило, обследование повторялось три раза интервалом в одну-две недели.

В ходе тестирования в реальном времени производилось измерение латентног периода возможных типов реакций: на "правильное" число, на "неправильное" числ( регистрировались ошибки первого ( отсутствие реакции на "правильное" тест-число)

второго ( реакция на "неправильное" тест-число) рода с выдачей итоговых данных в файл результатов по окончании сеанса обследования.

Для последующего статистического анализа данных отбирались только те яспытуемые, которые в ходе тестовой операторской деятельности допускали не более 15% ошибок первого рода и не более 20 % ошибок второго рода. Таким образом, эбеспечивался отбор наиболее мотивированных испытуемых, что существенно :нижало межиндивидуальную вариативность данных.

Методика операторского тестирования в натурных испытаниях лекарственного препарата Семакс. .

Регламент тестирования персонала, разработанный с учетом особенностей денного предприятия, заключался в следующем. Каждый оператор проходил эбследование 4 раза согласно двухсменному режиму работы на Пермской ГРЭС: в начале г! в конце 8-ми часовой вахты следующих подряд первого и второго дня рабочего дикла.

Собственно компьютерное тестирование состояло из 160-ти блоков предъявления испытуемому на экране компьютера случайного числатобраза (т = 1000 мс), которое гребовалось запомнить. В каждом блоке после предъявления числа-образа на экран аыдавались в быстром темпе 40 тест-чисел (г = 200 мс, пауза - 800 мс), часть из которых эыла тождественна числу-образу. Испытуемому давалась инструкция как можно эыстрее нажимать на клавишу компьютера '^РАБЕ" только при появлении тождественного тест-числа. Результаты тестирования отображались тремя юказателями: количество правильных реакций, количество неправиль- ных реакций на тождественные тест-числа (ложные тревоги) и число несанкционированных реакций, юзникающих у испытуемого спонтанно, без предъявления на экране каких-либо тест-шеел.

Повторное тестирование производилось в тот же день в конце рабочей вахты. Перед этим тестированием, за 60-90 мин до него, испытуемым производилось ¡акапываниев нос препаратов Семакс или плацебо. На второй день рабочего цикла те ке испытуемые проходили аналогичное двукратное обследование, но с закапыванием трепаратов Семакс или плацебо перед каждым тестированием.

Статистический анализ полученных результатов.

Обработка данных с усреднением и группировкой по сериям эксперименте осуществлялась с помощью программных статистических систем STADIA STATISTICA. В качестве основных критериев оценки статистической значимости данны использовались в зависимости от характера этих данных критерии Стыодент; Вилкоксона и Фишера. . ' ' . .

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Анализ параметров скоростное :.^х^исканирования как показателей функциональнс асимметрии мозга

Для анализа деятельности полушарий мозга в процессах запоминания воспроизведения числовой информации было проведено "фоновое" тестирован! испытуемых по следующей схеме: числа образа и тест-числа предъявлялись испытуемы попеременно в 3-х позициях - слева, справа и в центре поля зрения проецируясь, таки образом, в правое, в левое или в оба полушария одновременно. В зависимости от того, какой позиции находилось число образа и в какую из позиций предъявлялось тес-число, процессы запоминания, воспроизведения и компарации символов происходил: таким образом, преимущественно в одном или другом полушарии мозга.

ВР(мс)

Рис. 1. Зависимость скорости (ВР мс) компараци цифровых символов от вида комбинацн взаимного позиционирования чисел образа тест-числа. Обозначения: А,Б,В - тест числ слева, в центре, справа; а,б,в - число-образ в т( же позициях (* - р< 0,05).

А Б Б

Данное тестирование позволило проанализировать работу полушарий мозг опираясь на ВР ответа испытуемых (п=10) в каждой из 9-ти комбинаций взаимно! позиционирования чисел образа и тест-числа (рис.1).

Как видно из представленных данных, наименьшие ВР ответа испытуемых наблюдаются при экспонировании тест-числа в центр поля зрения. Процесс компарации символов при центральном позиционировании тест-числа происходит на 50-65 мс быстрее, чем при латеральных его позициях (рис.1). Этот факт свидетельствует о том, что в условиях жесткого дефицита времени, когда на процедуру опознания и компарацию тест-числа с памятным следом числа-образа остается не более 200-300 мс, оба поушария аддитивно дополняют друг Друга в процессах мнестической деятельности. Экспонирование тест-числа слева (в правое полушарие - ПП) или справа.(в ЛП) при тобой позиции числа-образа ВР испытуемого значительно увеличивается (рис.1),

Если же полушария работают раздельно, когда оба числа проецируются только в одно из полушарий (позиции "Аа" и "Бб" на рис.1), то процесс запоминания образа и его компарация с тест-числом происходит на 29 мс (р<0,05) быстрее при экспонировании гест-числа в правом поле зрения (проекция в левое полушарие - ЛП) по сравнению с ггсвосторонним его предъявлением.

Таким образом, анализ полученных данных свидетельствует о преимуществе ЛП а данном тестировании (рис.1).

Одной из причин доминирования ЛП в процессе скоростного мнемоскашгрования может быть более высокая скорость перехода обработанной информации из ПП в ПГП, а не наоборот (Костандов Э.А., Генкина O.A.,1975). Однако, если полагать, что асорость передачи информации из полушарие в полушарие все же одинакова, то в этом мучае, вероятным объяснением полученных фактов может быть то, что ЛП более эперативно реализует информацию, полученную из ПП, чем это происходит при тередаче сигналов из ПП из ЛП.

Еще одной причиной различий между полушариями может служить способ 1ерсработки информации. Известно, что латентный период ответа на зрительный стимул жладывается из составляющих различной природы. Во-первых, некоторое время 1еобходимо на зрительно пространственный анализ геометрических параметров щфрового зрительного стимула. Во-вторых, определенное время уходит на соотнесение юснринятого зрительного символа с понятием числа и на вербализацию этого понятия Цветовский С.Б., Вольф Н.Б., 1980). Для первой функции более специализированным [вляется ПП, а для второй - ЛП (Мосидзе В.М., Рижинашвили P.C., 1972, Милнер П., 973). По-видимому, информация, запоминавшаяся ПП и частично им обработанная,

переходит в ЛП для вербализации, откуда возвращается в ПП в более адекватной дл процессов компарации кодировке.

Взаимодействия полушарий в процессе операторской деятельности

Известно, что в норме полушария оказывают друг на друга тормозно активационные влияния (Балонов Л.Я., Деглик В.Л., 1976, Пухов И.А., Крутько ГЛ 1982). Для япаяпза этих взаимоотношений мы рассчитали показатели межполушарног интерференционного торможения с правого полушария на левое (МИТ-ПЛ) и с левог на правое (МИТ-ЛП) по модифицированным формулам (Ильюченок Р.Ю. и др., 1989 принятым для расчета интерференционных влияний в экспериментально психологии ( \VingfieId А.,Вугпе8 Б., 1981):

МИТ-ПЛ = [(ТППЗ - ЦПЗ)/ППЗ] х 100% ; МИТ-ЛП = [(ЛПЗ - ЦПЗ)/ЛПЗ] х 100%

где ППЗ, ЛПЗ, ЦПЗ - ВР ответа на тест-число, предьвляемое в правое, левое или центральное поле зрения.

Здесь следует иметь ввиду, что если МИТ имеет положительный знак, то эт означает преобладание активационных влияний над тормозными, если отрицательный преобладание тормозных влияний над актквациоиными.

Рис.2. Показатели межполушарной асимметр» (МПА) и межполушарного взаимодейств! полушарий (МИТ) (* - р< 0,05; - р< 0,01 Обозначения: А и Б - торможение или стимулящ левого полушария правым и наоборот;

1 - [(ВРпп-ВРлп) : (ВРпп+ВРлп)] х 100% ;

2 - [ВРпп - (ВРлп/пп) ]: [ВРпп + (ВРлп/пп)] х 100

3 - [ВРлп - (ВРлп/пп) ]: [ВРлп + (ВРлп/пп)] х 100°/' где - ВРлп/пп - время реакции на предъявлен! символа в центральном поле зрения.

/»

Г I—I I д I I I I | | I I I | г I I I [ < 11 I I [—г-т—г

п . , ; А Б_12 3

МПА МИТ

При анализе полученных данных сразу обращает на себя внимание тот факт, что в активационно-тормозных взаимоотношениях между полушариями преобладают активационные взаимодействия, причем, активационное влияние ЛП на ПП выше, чем в обратном направлении (рис.2). Степень выраженности асимметрии небольшая, что, по-видимому, облегчает тоническое взаимодействие между полушариям.

Поскольку индекс полушарной асимметрии небольшой он, по-видимому, отражает не полушарные различия, как таковые, а, возможно, скорость передачи информации и способность полушарий работать отдельно друг от друга.

Таким образом, в ходе данного тестирования мы подтвердили факт наличия активационно-тормозных взаимоотношений между полушариями (КшэЬоигпе М., 1972, Баженов Л.Я., Деглин ВЛ., 1976). Мы также выяснили, что ЛП быстрее, чем ПП запоминает и воспроизводит информацию в режиме мнемосканирования и компарации. Кроме того, процесс воспроизведения регулируют некоторые активационные взаимоотношения между двумя полушариями. При этом в процессах |нроцеееах! запоминания, а значит и обработки полученной информации, по-видимому, имеется только одностороннее активационное влияние со стороны левого полушария на правое и тормозное - со стороны ПП на ЛП.

Итак, выполнив первую задачу нашего исследования, мы выяснили, что у испытуемых при скоростном мнемосканировании отмечается доминирование ЛП над ПП: подчеркнем - при данном виде деятельности и при данном виде входной информации. Одна из основных причин преимущества ЛП заключается в том, что в нем, в отличие от ПП, входная информация обрабатывается не только с высокой скоростью, но и с наибольшей полнотой. Что касается ПП, то оно, во-первых, медленнее обрабатывает информацию, а, во-вторых, самостоятельно обработанная им информация, очевидно, представлена в такой форме, которая не достаточно адекватна для операций воспроизведения и компарации. Несмотря на это, при совместной работе двух полушарий, ЛП воспринимает информацию в адекватной форме, которую получает из ПП. Считается, что на первых этапах, независимо от того, в какое полушарие адресованы сигналы, преобладает тенденция к их последовательной, поочередной оценке (Цветовский С.Б., 1980, Додонова Н.А.И др., 1984). Поскольку известно, что ЛП обрабатывает информацию последовательно, а ПП - параллельно (Костандов Э.А. и др., 1980, Белый Б.И., 1982), то становится вероятным: что ЛП уже знакомо с той информации, которую ей придется воспроизводить. Соответственно, ПП "не в

состоянии осуществить" первую часть обработки информации и информации передается в ЛП для адекватного кодирования и только после этого передается обратно i ПП для дальнейшего анализа. На это также тратится дополнительное время, которо( отражается на общей скорости работы ПП.

Следующим этапом нашей работы являлась дифференциальная диагностик: эффективности процессов запоминания и воспроизведения в полушариях мозга iipi действии пищевого кофеина.

Влияние пищевого кофеина на параметры скоростного мнемосканирования

Каждый испытуемый, принимавший участие в исследованиях по влиянии кофеина, в экспериментальный день тестировался 4 раза по 18 минут: первые два раза перед приема кофеина или плацебо (первый блок) и, через 20 минут - вторые два раза после приема кофеина или плацебо(второй блок). После инструкции и психологическоп тестирования измеряли АД у испытуемых. Исследования проводили одинарны» слепым методом. В качестве контроля (плацебо) использовался декофсинизированньм кофе. Чашка растворимого кофе (100 мл), содержащая различные дозы кофеина (40 м: и 140 мг/ чашку) - или 0,6 мг/кг и 2 мг/кг. 1 г растворимого кофе содержит 40 м: кофеина. В 1 г декофеинизированного кофе содержится 0,3 мг кофеина.

Анализируя полученные данные, мы выяснили, что кофеин обладае полимодальным спектром действия в отношении показателей операторско] деятельности. Полученные нами результаты, кроме того, подтверждают данные други исследователей о значительных индивидуальных особенностях реакций испытуемых н применение кофе. В частности, известно, что кофеин вызывает привыкание npi ежедневном регулярном потреблении (Holtzman S.J., 1990). Вот почему в наших опытах на испытуемых N2,3,4,6 кофеин в использованных дозах мог просто не действовать, либс учитывая возможный "абстинентный" синдром (Cines В.М.,1982, Silverman К., 1992] действовать с сильным негативным (Kuznicki J.T., 1994) эффектом.

Таким образом, результаты тестирования испытуемых при действии различны доз пищевого кофеина свидетельствуют о значительном разбросе эффектов зависимости от индивидуальных особенностей испытуемых. Кроме того, достаточн различаются BP ответа предварительного . тестирования до приема кофеина ил плацебо. Последнее говорит о том, что результативность операторской деятельност

зависит от многих факторов, в частности, - от индивидуальных особенностей испытуемых (например, от их психологического статуса, физического состояния и т.д.).

Анализ параметров скоростного мнемосканирования у испытуемых с разным типомНС

Психометрическое тестирование проводилось с использованием опросников Айзенка, Ханина-Спилбергера и Доскина. По итогам опросника Айзенка испытуемые были разделены на следующие подгруппы: флегматики - сильный тип нервной системы стабильные интраверты с пониженным нейротизмом - испытуемые N 2,3,4,8,9. меланхолики - слабый тип нервной системы - нестабильные интраверты с повышенным нейротизмом - испы^емые N 5,6,7,11.

Р(мс)

Рис.З.Изменение скорости компарации цифровых символов (ВР мс), проецируемых в правое полушарие у меланхоликов (А) и флегматиков (Б) в трех последовательных тестированиях с интервалом в 1 неделю (*-р< 0,05).

А Б

Анализируя полученные данные предварительных тестирований, мы видим, что меланхолики работают гораздо медленнее флегматиков (рис.3). Иными словами, чем выше уровень нейротизма испытуемого, тем медленнее его сенсомоторный темп реагирования в задаче на скоростное мнемосканирование. При этом основным различием двух подгрупп является них скорость работы ПП (рис.3).

В группе меланхоликов отмечается преобладание тормозных влияний над тоническими со стороны ПП, особенно ярко выраженные в первый день тестирования, когда ПП работает у них наиболее медленно. Во второй день тестирования в связи с увеличением скорости работы ПП, его тормозные влияния на ЛП снижается, при

одновременном небольшом ослаблении тонических влияний со стороны ЛИ. В третий день тестирования вместе с увеличением скорости работы ПП, происходит далънейиш снижение его тормозных влияний, вплоть до небольшого преобладание тонических что приводит к снижению межполушарной асимметрии. Сильные тормозные влияни; ПП у меланхоликов наиболее ярко выражены в процессе запоминания полученно£ информации. О силе тормозного влияния ПП у меланхоликов можно судить хотя бы пс тому, что ее выраженность отчетливо проявляется несмотря на высокую степень МПА характерной только для этой группы. Известно, что если информация попадает в обг полушария, то на первых этапах ее обработки происходит кратковременно* сглаживание асимметрии (Кураев Г.А., 1982). Сглаживание высокой межполушарно£ асимметрии у меланхоликов требует, очевидно, некоторого дополнительного времени что, принимая во внимание все вышесказанное, в конечном итоге замедляет замедляй процессы мнемосканирования и компарации. Одной из основных причин низкой скоросп работы ПП у меланхоликов является, очевидно, неспособность ПП, в отличие от ЛП самому подготовить информацию, которую оно хранит в виде кратковременной памятного следа, к воспроизведению.

Кроме того, в группе меланхоликов отмечается динамика величины ВР процесс; компарации в правом полушарии в сторону уменьшения значений ВР при повторны: опытах в разные дни (рис.3). По-видимому, именно у меланхоликов наиболее активне идет процесс закрепления навыка скоростной компарации цифровых символов экспонируемых правому полушарию.

Испытуемым с сильной НС (группа флегматиков) свойственна высокая скоросп работы как ЛП, так и ПП. Кроме того, в группе флегматиков отсутствует динамика В1 воспроизведения при повторных опытах в разные дни. Следовательно, временна: связь, вырабатываемая в произвольной двигательной сфере с помощьк неосознаваемого зрительного раздражения, сохраняется у них только 1 краткосрочной памяти (Костандов Э.А., Арзуманов ЮЛ., 1979).

Таким образом, можно сделать заключение, о том, что у испытуемых с< слабым типом НС при операторском тестировании, скорость обработки информаци! определяется, в основном, работой ПП, которое, тормозя ЛП в большей или меньше! степени, определяет общую скорость работы испытуемых. Что касается испытуемых сильной НС, то у них наблюдаются ровные тормозно-активационые отношения компенсаторным взаимным влиянием. Кроме того, если наибольшие изменения :

скорости работы и обработки информации у меланхоликов касаются ГШ, то у флегматиков - ЛП.

Влияние пищевого кофеина на параметры скоростного мнемосканирования у испытуемых с разным типом НС.

При анализе результатов тестирования меланхоликов на фоне плацебо, мы видим, что скорость работы каждого из полушарий увеличивается. Также, увеличивается скорость работы испытумых двумя полушариями вместе (рис.4).

ВР(ыс)

ВР(мс)

' ' Г "

Ш ■

тяг

зог

58Г Ж" -513 - I 1 1 1

Л '

а ж "

А

' I I I-' м I I I 1 1 I Г* I I I >*»■ ■ ' ' ' I

I ' | " " | ■ • " I " " I " 1 Ч • ■ " I " " г Й9Г

38Г 379" Г

^ Гр

ВР(мс) Ш

38Г 368"' ЗЮ" Ш

"т в ¡Л

» ■ » ' ^ ......... ■ »»-' ■ ' «

.....|

Рис.4. Изменение скорости компарации (ВР мс) числа-образа и тест числа, проецируемых в правое (Л) , левое (Б) и в оба полушария одновременно (В) до (первый столбец) и после (второй столбец) применения плацебо (1) и пищевого кофеина (2 - 0.6 мг.кг; 3-2 мг/кг). Испытуемые -меланхолики.

■ ■ ^ ■ ■

Увеличение скорости работы обоих полушарий происходит, очевидно, } основном под влиянием ЛП, скорость которого увеличивае-тся в большей степени Увеличение скорости работы ЛП приводит к небольшому увеличению (на ; %)тонических влияний с ЛП на ПП. Также, на фоне плацебо отмечается некоторо» увеличение МПА.

При тестировании меланхоликов на фоне кофеина в дозе 0,6 мг/кг, отмечаете; увеличение скорости работы ПП на 28 мс (р<0,05), при снижении скорости ЛП на 3! мс(р<0,05). Увеличение скорости работы ПП происходит вследствие того, что, во первых, ПП самостоятельно начинает лучше запоминать и воспроизводит] информацию, а, во-вторых, после принятия кофеина в данной дозе ПП способнс самостоятельно подготовить информацию к воспроизведению, чего до этого оно Н( могло сделать. Падеиие скорости работы ЛП происходит по-причине замедление процессов запоминания и воспроизведения в нем, однако, качество обработк! информации при этом не страдает. Скорость совместной работы обоих полушарий ; меланхоликов на фоне кофеина 0,6 мг/кг регулирует, преимущественно, медленно! ЛП. Разнонаправленое изменение в скорости работы каждого из полушарий привода-практически к выравниванию тонических влияний между полушариями: к увеличен«! тонических влияний с ПП на ЛП и падение тонического влияния ЛП на ПП. Снижена тонических влияний ЛП связано, очевидно, лишь с тем, что ему нет необходимое™ помогать быстрому и самостоятельному ПП. В свою очередь, выравнивание тонических полушарных влияний приводит к исчезновению МПА.

Направленность изменения скорости работы каждого из полушарий сохраняется I после приема кофеина в дозе 2 мг/кг, однако степень изменения скорости выше, особенш в ПП (р<0,05). Большее увеличение скорости ПП приводит к большему увеличен™ тонических влияний ПП на ЛП (р<0,05), при этом, снижение скорости работь ЛП(р<0,05) не отражается на его тонических влияниях на ПП. Поэтому разница 1 тонических влияниях между полушариями остается, но сокращается. Вместе с не| падает МПА (р<0,05). Неизменность тонических влияний ЛП (р<0,05) при снижен»! скорости работы - это еще одно доказательство сделанному нами ранее предположению ( том, что снижение скорости работы ЛП, во-первых, не затрагивает основные этапь обработки информации в нем, например, такой как подготовка информации ] воспроизведению, а, во-вторых, изменение скорости работы ЛП не отражает реальны изменения в его работе.

В группе флегматиков на фоне плацебо, увеличение скорости работы каяодого из полушарий практически никак не . отражается на скорости запоминания или воспроизведения ими информации (рис.5). Кроме того, отмечается снижение тонических влияний каждого из полушарий на противоположное, при этом тоническое. влияние ПП снижается в большей степени, что ведет за собой небольшое увеличение МПА.

БР(МС)

Г'| ■1" I 1" I •" 11" " I ""I " 1 Ч '|

г-

I

Щ '

Ш; Ш"

ВР(мс)

' *«-»>». I » Г ! I I ' ' I '

•у» 1 - » I 1 ■ 1 I г 1 , »-.,' 1 . < 4 I . ! > . . ■ ■ I

ВР(мс)

Рис.5. Изменение скорости компарации (ВР мс) числа-образа и тест числа, проецируемых в правое (А) , левое (Б) и в оба полушария одновремен-но (В) до (первый столбец) и после (второй столбец) применения плацебо (1) и пищевого кофеина (2 - 0.6 мг.кг; 3-2 мг/кг). Испытуемые - флегматики.

При анализе работы полушарий на фоне кофеина в дозе 0,6 мг/кг у флегматико! наблюдается увеличение скорости работы ПП на 32 мс(р.<0,05) при незначительно» снижении скорости работы ЛП. В результате, скорости полушарий почт! сравниваются, хотя ПП работает по-прежнему медленнее. В отличие от группь меланхоликов, увеличение скорости работы ПП у флегматиков не вызывае изменения его тонического влияния на ЛП. При этом тонические влияния с ЛП на ПГ снижаются значительно - на 10% (р<0,05). В итоге разница в тонических влияния; между полушариями сокращается, что также приводит к падению МПА(р<0,05) .

При тестировании флегматиков на фоне кофеина в дозе 2 мг/кг наблюдаете; снижение скорости работы ПП на 20 мс (р<0,05) при неизменной скорости ЛП Изменение скорости работы ПП не вызывает изменения в тормозно-тонических влияния: ПП на ЛП (в данном случае эти процессы уравновешены в ПП). Что касается работь ЛП, то здесь также, несмотря на неизменную скорость, его тонические влияния на ПГ увеличиваются на 3% (р<0,05). Все это приводит к увеличению разницы в тонически: влияниях между полушариями, что в свою очередь, влечет за собой увеличение МШ (р<0,05).

Таким образом, мы выяснили, что две группы - меланхолики и флегматик! достаточно индивидуальны не только при фоновом тестировании, но и при действи! на них пищевого кофеина. Так, кофеин действует на полушария у меланхолико дозозависимо - увеличивает скорость работы ПП и снижает скорость работы ЛП. ! флегматиков скорость работы ЛП не изменяется под действием кофеина, а скорость П1 увеличивается на фоне 0,6 мг/кг и снижается на фоне 2 мг/кг.

Изучение адаптогенных свойств лекарственного нейропептида Семакс пр оптимизации деятельности человека-оператора

Применение препарата Семакс осуществлялось согласно инструкции путе! закапывания в нос растворенных в физиологическом растворе 0.5 мг препарат (опытная группа) или препарата плацебо - физиологического раствора, н содержавшего препарата Семакс (контрольная группа). Тестирование осуществлялось п схеме двойного слепого контроля.

Анализ полученных данных показал, что к концу первого рабочего дня (В) контрольной группе, принимавшей плацебо, происходит значительное (на 5УЛ

нижение числа правильных реакций (Рис.6) при увеличении (на 20%) числа "ложных ревог".

Рис.6. Изменение количества правильных реакций на фоне плацебо (первый столбец) Семакса (второй столбец). А - 1-й день тестирования, утро; В - 1-й день тестирования, ечер; С - 2-й день тестирования, утро - 2-й день тестирования, вечер ( ** - р < 0.001 ).

В то же время в опытной группе, за 1-2 часа до тестирования принимавшей 'емакс, число правильных реакций снижается, лишь на 9% при снижении числа шибочиых реакций на 35% . На следующий день утреннее тестирование (С) показало олыпее число правильных реакций в опытной группе (42%), в отличие от контрольной 17.4%).

Если учесть, что к моменту утреннего тестирования во второй день испытуемые це не принимали препараты, то эффект увеличения числа правильных решений у спытуемых опытной группы по отношению к контрольной можно отнести лишь за счет нительного благоприятного действия принятого вечером предыдущего дня препарата емакс на фоне ночного сна. С этим же наиболее вероятно связано и существенное (на 31 >) снижение числа ошибочных реакций утром второго дня рабочей вахты у испытуемых ринимавших Семакс, тогда как в контрольной группе этот показатель ухудшения >С организма даже несколько (на 20%) увеличился.

Таким образом, применение препарата Семакс приводит к повышению гзультативности тестовой операторской деятельности испытуемых по показателям эличества правильных реакций и реакций типа "ложные тревоги", что свидетельствует

об оптимизации механизмов оперативной памяти и внимания(Зинченко В.П. Величковский Б.М., ~~t980). Возможно, что эти эффекты являются проявлением более генерализованного облегчающего влияния Семакса на когнитивные процессы характерного для ноотропных препаратов (КапланА.Я., Каменский A.A., 1991).

ВЫВОДЫ

1. Процессы оперативного запоминания; и воспроизведения цифрово] информации в задаче на компарацию выполняются с наибольшей скоростью толькс при совместной работе обоих полушарий мозга, когда число для запоминания i тест число предъявляются в центральном поле зрения.

2. Экспонирование обоим мозговым полушариям только тест числа npi предварительном одностороннем предъявлении числа-образа практически н< снижало скорость ментальных операций.. Если, наоборот, число-образ предьявлялоа в центральном поле зрения, а тест число - справа или слева, то латентный перио; процессов запоминания и воспроизведения чисел увеличивался на 50 - 65 мс npi существенном преимуществе левого полушария.

3. Совместное проецирование числа-образа и тест числа только в одно и: полушарий, значительно замедляет решение задачи на компарацию по сравнению i проецированием этих чисел одновременно в оба полушария, но в этой ситуацш сохраняется преимущество левого полушария в скорости обработки сравниваемы: чисел.

4. Индивидуально-типологические особенности испытуемых накладывают cboi ограничения на особенности латерализации и процессы межполушарноп взаимодействия при решении задач на запоминание, воспроизведение и компарацик числовой информации: эффективность этой деятельности в группах испытуемых с< слабым или сильным типом НС определяется преимущественным вкладом процессорны: механизмов соответственно правого или левого мозговых полушарий.

5. Полученные данные свидетельствуют о том, что феноме! межполушарной асимметрии является динамическим результатом сложной интерференционного межполушарного взаимодействия, вектор которого на разны: этапах когнитивного процесса зависит как от стимульного материала и характер; его обработки, так и от индивидуально-типологических особенностей испытуемого

6. Применение пищевого кофеина в изученных дозировках по-разному влияет на работу мозговых полушарий, увеличивая скорость ментальных операций правого полушария и снижая этот показатель для левого полушария.

7. Конкретные особенности влияния кофеина на характер межполушарного взаимодействия в зависимости от его дозы в значительной мере определяются индивидуально-типологическими особенностями испытуемых, в частности, увеличение дозы кофеина приводит к ускорению процессов мнемосканирования только у испытуемых со слабой НС, тогда как при сильном типе НС оптимум рабочих характеристик наблюдается при минимальных дозировках кофеина - 0.6 мг/кг.

8. Применение лекарственного нейропептида Семакс приводит к повышению результативности тестовой операторской деятельности испытуемых по показателям количества правильных реакций и реакций типа "Ложные тревоги", что свидетельствует об оптимизации механизмов оперативной памяти и внимания.

Список работ, опубликованных по теме диссертаиии:

1. Каплан А.Я., Кочетова А.Г., Антонов И. Мульпшараметрическое оценивание кратковременной памяти человека при действии нейротропных препаратов.// В кн: Проблемы создания и применения приборов для психофизиологических исследований. М.,1989, с.25-26

2. Kochetova A. Pharmacological Study of Anxiety State: searching for behavioral animal models.// Behavioural Pharmacology.- 1995,-v.6 (suppl.l).-p.l5.

3. Кочетова А.Г., Платонова Р.Д, Каплан А.Я., Ашмарин И.П. Пищевой кофеин как адаптоген.//Тезисы докладов 2-го междун. симпозиума "Питание и здоровье".-Москва, 1996г.-с.70.

4. Kaplan A.Ya., Kochetova A.G., Nezavibathko V.N., Ashmarin I.P. Synthethic ACTH analogue SEMAX effects on EEG and vigilance performance in Human subjects.//Neurosci. Res. Communication. - 1996.-p.115.

5. Kaplan A.Ya., Kochetova A.G. EEG mapping during bilateral memory scanning in humans.// Neuroimage , v. 3, Part 2, P. S210. - Boston, 1996.

6. Каплан А.Я., Кочетова А.Г., Рясина Т.В. Действие Семакса на параметр ЭЭГ и эффективность работы человека-оператора //Международный симпозиу "Человек и Лекарство", Москва, 1997, с. 54. •