CC BY
4УДК 616.8
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ СХЕМА ИССЛЕДОВАНИЯ ТАКТИЛЬНОЙ ДЕФЕНЗИВНОСТИ: ОСОБЕННОСТИ ПЛАНИРОВАНИЯ ЭЭГ ИССЛЕДОВАНИЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ РОТАЦИОННОЙ ТАКТИЛЬНОЙ СИСТЕМЫ
DOI
Дыденкова Е. А., Варламов А. А., Скороходов И. В.
Лаборатория высшей нервной деятельности человека, ИВНД и НФ РАН, Москва, Россия
e-mail: dydenkovaeva@gmail.com
Аннотация: данная работа посвящена разработке и первичной апробации экспериментальной схемы для исследования ЭЭГ-коррелятов вызванного ответа мозга, на стимулы, предположительно являющиеся оптимальными для трех различных подсистем кожной механорецепции: распознающей подсистемы, объединяющей миелинизированные А^-афференты (параметры стимула: F = 0,8 Н, V = 30 см/с); эмоциональной, С-тактильной системы (F = 0,8 Н, V= 5 см/с) и системы А6-афферентов, предположительно реагирующей на сверхлегкие прикосновения (F < 0,02 Н, V = 5 см/с). Представлены результаты апробации разработанной экспериментальной парадигмы: пилотные записи ЭЭГ, выполненные на 5 здоровых взрослых.
Ключевые слова: тактильная дефензивность, ЭЭГ исследование, CT-афференты
Научные работы последних 30 лет в области тактильного восприятия доказали существование отдельной сенсорной системы, отвечающей за реагирование на исключительно нежные прикосновения и поглаживания (чаще всего, медленные и с умеренной силой). Данная С-тактильная система, называемая так в связи с иннервацией немиелинизированными волокнами типа С, пути которых заканчиваются в лимбических и паралимбических системах головного мозга, предположительно, функционирует для формирования привязанности, что происходит благодаря эмоциональному подкреплению положительными аффектами социальных тактильных контактов. По результатам недавнего исследования было по-
казано, что электрический ответ мозга на быстрые поглаживания связан с большей амплитудой ранних компонентов вызванных потенциалов ЭЭГ, а ответ на медленные поглаживания — с увеличением амплитуды поздних компонентов ВП. Кроме того, сверхпоздний положительный потенциал, наблюдавшийся во фронтоцентраль-ных отведениях контралатеральной зоны стимуляции в интервале 3000—4000 мс с момента начала предъявления стимула, по мнению авторов, отражает реакцию именно С-тактильной системы [1].
Остаются мало изученными причины тактильной дефензив-ности, то есть негативного отношения к тактильным стимулам и социальным тактильным контактам. Мы полагаем, что тактильная дефензивность может быть связана с гиперчувствительностью к книсмесису, одной из разновидностей щекотки, вызываемой очень легкими прикосновениями, и зачастую связанной с негативными эмоциями. Природа возникновения книсмесиса на данный момент практически не изучена, однако выдвинуто предположение о его связи с активацией механорецепторов волосяных фолликулов, иннервируемых Лб-афферентами [3].
В соответствии с целями нашего исследования разработана экспериментальная схема, направленная на изучение причин тактильной дефензивности у взрослых и детей. Экспериментальная парадигма включает три типа тактильных стимула, соответствующих 1) распознающей подсистеме, объединяющей миелинизированные Л^-афференты (параметры стимула: Б = 0,8 Н, V = 30 см/с); 2) эмоциональной, С-тактильной системе (Б = 0,8 Н, V= 5 см/с) и системе Лб-афферентов, предположительно реагирующей на сверхлегкие прикосновения (Б < 0,02 Н, V = 5 см/с). Тактильные стимулы (поглаживания) предъявляются кисточкой из искусственного волоса мангуста (для стимулов умеренной силы) и пера павлина (для сверхлегких стимулов) по дорсальной поверхности левого предплечья с использованием роботизированной ротационной тактильной системы (РТС), что обеспечивает стандартизацию всех типов предъявляемых тактильных стимулов и высокий уровень контроля скорости и силы их воздействия.
Экспериментальная парадигма включает в себя субъективную оценку тактильной стимуляции, которая проводится следующим образом: испытуемым предъявляются три коротких блока стимулов по три стимула, соответствующих трем экспериментальным условиям, в начале, середине и конце исследования. Так, испытуемый оценивает каждое поглаживание по двум аналоговым шкалам: шка-
ла знака эмоции (неприятно — приятно) и шкала щекотки (не щекотно — щекотно). Ответ на каждый вопрос дается при помощи блока ответа и вспомогательной шкалы, выводимой на экран испытуемого. Блок ответа представляет собой устройство, сочетающее ползунковый потенциометр и кнопку. Испытуемому демонстрируется положение метки на вспомогательной шкале, соответствующее положению ползунка. Установив метку в положение, соответствующее степени выраженности ощущения, испытуемый подтверждает свой выбор нажатием на кнопку. Испытуемые не ограничены во времени при оценке своих ощущений. Между этими короткими «оценочными» блоками предъявляется два длинных блока стимулов без вопросов (72 стимула в каждом для взрослых и 48 — для детей), при восприятии которых испытуемые должны были просто сидеть с открытыми и прислушиваться к собственным ощущениям. Всего предъявляется 153 тактильных стимула для взрослых и 105 — для детей в псевдослучайной последовательности с одинаковой частотой блоков для всех типов стимулов. Псевдослучайное межстимульное расстояние составляет от 5 до 11 секунд. Регистрация ЭЭГ проводится с использованием усилителя LiveAmp (BrainProductsGmbH) и 32-канальной шапочки с вставными Ag/AgCl электродами. При предъявлении каждого стимула посылается синхронизационная метка, соответствующая типу стимула, при этом роботизированная установка осуществляет регистрацию вертикального усилия на платформе, к которой крепится стимулирующая насадка, с частотой дискретизации 500 Гц. По этим данным определяется момент реального касания предплечья стимулирующей кистью для каждого предъявления.
Испытуемые располагаются на стуле с жесткой спинкой перед 21" монитором справа от установки РТС, левая рука располагается на подушке, обеспечивающей комфортное положение и минимизацию движений предплечья. Длительность проведения всего эксперимента составляет около 25 минут.
В пилотных записях ЭЭГ приняли участие 5 здоровых взрослых испытуемых (3 мужчин и 2 женщины), средний возраст которых составляет 39,8 лет. Испытуемые были предварительно ознакомлены с процедурой и дали письменное согласие на участие в исследовании. На проведение исследования было получено разрешение этического комитета Гос. ИРЯ им. А. С. Пушкина. Для предварительного анализа данных ЭЭГ использовалось программное обеспечение Brainvision Analyser 2.2 и Matlab. В качестве первого этапа обработ-
ки данных осуществлялась полосовая фильтрация (0.5 Гц — 50 Гц). Окулографический артефакт удалялся с использованием метода независимых компонент. Для трёх анализируемых экспериментальных условий выделялись эпохи ЭЭГ (5000 мс). После этого проводилось дополнительное исключение эпох с миографическими, двигательными и прочими артефактами.
Результаты пилотных записей (см. рис. 1) показали, что наиболее слабый электрический ответ мозга (синий цвет) наблюдается при реакции на медленную и сверхлегкую стимуляцию, вероятно, в связи с низкой интенсивностью стимула. Тип стимула, соответствующий распознающей системе и запускающий активацию Лр-афферентов (быстрый и умеренной силы), даёт комплекс компонентов 0—1100 мс, связанных с началом стимуляции и отрывом кисти от предплечья (черный цвет). С-оптимальный тактильный стимул (медленный и умеренной силы) вызвал три комплекса компонентов: от 0 мс до 300 мс на касание, 2000—3500 мс на отрыв кисти и С-тактильный ответ в диапазоне 2500—3500 мс.
Апробация данной экспериментальной схемы планируется на пилотной выборке, состоящей из 20 здоровых взрослых и 20 детей в возрасте от 4 до 10 лет.
Л
Рис. 1. Сглаженные кривые ВП для всех трех типов экспериментальных условий.
Список литературы:
1. Варламов А. А., Иванова М. А., Скороходов И. В., Семиречен-ко А. Н., Портнова Г. В. Особенности вызванных потенциалов ЭЭГ при восприятии быстрых и медленных поглаживаний: ответ распознающей и эмоциональной систем механорецепции. Журнал высшей нервной деятельности. 2021. 71 (5): 637—648.
2. Варламов А. А., Портнова Г. В., Макглоун Ф. Ф. С-тактильная система и нейробиологические механизмы "эмоционального" тактильного восприятия: история открытия и современное состояние исследований. Журнал высшей нервной деятельности им. И. П. Павлова. 2019. 69 (3): 280—293.
3. Varlamov A. A., Skorokhodov I. V. Knismesis: the aversive facet of tickle. CurrentOpinioninBehavioralSciences. 2022. 43: 230—235.
EXPERIMENTAL SCHEME FOR STUDYING TACTILE
DEFENSIVENESS: PLANNING FEATURES OF EEG STUDY USING A ROTARY TACTILITY SYSTEM
Dydenkova E. A., Varlamov A. A., Skorokhodov I. V.
Laboratory of Human Higher Nervous Activity, IHNA&NPh RAS, Moscow, Russia e-mail: dydenkovaeva@gmail.com
Abstract: this work is devoted to the development and primary testing of an experimental scheme for studying the EEG correlates of the evoked brain response to stimuli that are supposedly optimal for three different subsystems of skin mechanoreception: a recognition subsystem that combines myelinated A^ afferents (stimulus parameters: F = 0.8 N, V = 30 cm/s); emotional, C-tactile system (F = 0.8 N, V = 5 cm/s) and the AS-afferent system, presumably responsive to ultra-light touches (F < 0.02 N, V = 5 cm/s). The results of approbation of the developed experimental paradigm are presented: pilot EEG recordings made on 5 healthy adults.
Keywords: tactile defensiveness, EEG study, CT afferents
