CC BY
112
УДК 612.821:612.6.057
ГЕНДЕРНЫЕ РАЗЛИЧИЯ СТРУКТУРЫ ОБЩЕМОЗГОВЫХ ИНДЕКСОВ
ФОНОВОЙ ЭЭГ ЧЕЛОВЕКА
© Бельских И.А., Голубев С.А., Козаренко Л.А., Плотников Д.В.
Кафедра психиатрии, лаборатория психосоматики НИИ экологической медицины Курского государственного медицинского университета, Курск
E-mail: [email protected]
Исследованы различия индивидуальных уровней активации ЦНС, обусловленные гендерным признаком. У мужчин и женщин в спокойном состоянии изучалась организация общемозговых индикаторов фоновой ЭЭГ. Для выявления общемозговых индикаторов фоновая ЭЭГ, зарегистрированная с восьми зон мозга, подвергалась компьютерному анализу; показатели, полученные по каждой из восьми зон, усреднялись. Психоэмоциональное состояние во время ЭЭГ исследования контролировалось восьмибалльной шкалой степени "расслабленности - напряжения" и было у мужчин и женщин близко к обычному спокойному состоянию. Исследовано 586 студентов медуниверситета: 186 мужчин и 397 женщин. Индивидуальный уровень активации ЦНС женщин выше по сравнению с мужчинами (индексы и средние спектры бета-нижнего и бета-верхнего ритмов у женщин выше, индекс дельта - ниже). У мужчин преобладает внутриполушарная (продольная) пространственно-временная когерентность в диапазонах бета-нижнего и бета-верхнего ритмов. У женщин, наоборот, преобладает межполушарная (поперечная) когерентность в диапазонах всех физиологических ритмов. Общемозговые индикаторы фоновой ЭЭГ - чувствительный показатель индивидуального уровня активации ЦНС, обусловленного гендерным признаком.
Ключевые слова: общемозговые индикаторы фоновой ЭЭГ, индивидуальный уровень активации ЦНС, гендерные различия.
GENDER DIFFERENCE BETWEEN THE STRUCTURE OF GENERAL EEG HUMAN INDEXES Belskikh I.A., Golubev S.S., Kozarenko L.A., Plotnikov D. V.
Psychiatry Department, Psychosomatic Laboratory of the Ecological Medicine SRI of the Kursk State Medical University, Kursk The gender difference of the individual CNS activation levels was studied. The general indicators of EEG basic activity were recorded on leading from 8 cortical zones by means of computer technique program and the average values were calculated. The psycho-emotional condition during EEG recording was estimated according to 8-ranged scale beginning from relaxation up to strain condition and generally was equivalent to usual quiet state. 586 medical university students (186 men and 397 women) were investigated. It was found that the individual CNS activation degree in women seemed to be higher than in men (according to the higher indexes and spectral power of p1 and p2 activity and to lower delta-index). In men the sagittal spatia-temporal coherence of the p1- and p2-rhythm was prevalent and in women the interhemispheric brain activity coherence of all the EEG wave was predominant change. Thus the investigated general indicators of the basic EEG activity seemed to be comprehensive to measure the individual difference between the gender CNS activation degrees.
Keywords: general indicators of the basic EEG-activity, individual CNS activation, gender difference.
По данным многих исследователей, влияние фактора пола достаточно отчетливо сказывается, прежде всего, на гендерных различиях в эмоциональной сфере человека. У женщин эмоциональная сфера «дифференцированнее и сложнее, чем у мужчин» [5]. Они превосходят мужчин по склонности к плачу, по частоте, интенсивности и длительности его проявления [12]. Девочки по сравнению с мальчиками со второго года жизни показывают более высокие уровни эмпатии, стыда и вины [13]. У женщин большая тревожность [11] во всех возрастных группах, значительно больше склонность к страху [8]. Женщины выше, чем мужчины, оценивают выраженность темпераментных свойств своей эмоциональности (возбудимость, интенсивность, длительность, эмоциональная неустойчивость) [3]. По данным применения теста акцентуаций свойств темперамента
(ТАСТ), женщины эмоционально более чувствительны, тревожны, добросовестны, пунктуальны, с более выраженной склонностью привлекать к себе внимание. Эмоциональные проявления у них более интенсивны [7]. В то же время вопрос о природе гендерных различий в эмоциональной сфере мужчин и женщин остается без ответа. До сих пор неясно, являются хотя бы некоторые из различий врожденными «или все эти особенности приобретаются в процессе специфичного воспитания». По Е.А. Жирмунской [1], у женщин по сравнению с мужчинами констатируется более высокая частота альфа-ритма и большая выраженность бета-активности, что расценивается как свидетельство более высокого уровня активации ЦНС женщин. Что касается вопроса о гендерных различиях в структуре общемозговых индикато-
ров фоновой ЭЭГ, то он относится к числу мало изученных.
Цель работы - выявить гендерные различия в структуре общемозговых индикаторов в фоновой ЭЭГ человека.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Фоновая ЭЭГ регистрировалась униполярно по схеме 10-20 стандартными электродами с восьми зон мозга: лобных, теменных, височных, затылочных областей справа и слева. Референтные электроды крепились на мочке ушей. Безар-тефактные отрезки ЭЭГ (с периодом 24 секунды) подвергались автоматизированному компьютерному анализу. Использовался аппаратнопрограммный комплекс «Нейрософт» (г. Иваново). Автоматизированно проводились:
1) периодметрический анализ. Определялись в каждой зоне мозга индексы (представленность в анализируемом отрезке ЭЭГ) основных физиологических ритмов (дельта-, тета-, альфа-, бета-нижний и бета-верхний диапазоны);
2) кросскорреляция биопотенциалов. Рассчитывались показатели: а) внутриполушарной (продольной) пространственно-временной синхронизации биопотенциалов между лобной, теменной, височной, затылочными областями слева и между теми же областями справа; б) межполу-шарной (поперечной) пространственновременной синхронизации в симметричных точках слева и справа лобной, теменной, височной, затылочных областей;
3) расчет комплексной функции когерентности как коррелированной спектральной мощности ЭЭГ-сигналов в физиологических диапазонах частот. Позволял получать данные о величине связей в изучаемых зонах мозга по каждой из частот ЭЭГ (дельта-, тета-, альфа-, бета-нижний и бета-верхний диапазоны). Рассчитывались как внутри-полушарная (продольная), так и межполушарная (поперечная) функции когерентности ритмов;
4) расчет спектров мощности физиологических ритмов фоновой ЭЭГ в изучаемых областях мозга. На основе быстрого Фурье-преобразования выделялись средние спектры мощности дельта-, тета-, альфа-, бета-нижнего и бета-верхнего диапазонов в фоновой ЭЭГ. Для отграничения общемозговых (тонических) показателей фоновой ЭЭГ, отражающих индивидуальный уровень активации ЦНС в целом, от показателей локальной (фазической) активации отдельных структур мозга [6], данные компьютерного анализа фоновой ЭЭГ отдельных структур мозга усреднялись [4]. Операция усреднения была применена в связи со свойствами средних как
статистических величин, позволяющих отвлечься от индивидуального разнообразия признаков и выделить уровень общего для них признака.
С целью контроля возможных психоэмоциональных реакций испытуемых на ситуацию элек-троэнцефалографического исследования использовалась восьмибалльная шкала субъективной оценки степени «расслабления-напряжения».
1 балл - полная расслабленность (полный покой);
2 балла - почти полная расслабленность (почти полный покой); 3 балла - обычное спокойное состояние; 4 балла - легкое напряжение состояния; 5 баллов - напряжение средней степени; 6 баллов - напряжение состояния выше среднего; 7 баллов - напряжение состояния высокое; 8 баллов - напряжение состояния очень высокое (предельно возможное). Испытуемые заполняли шкалу сразу после окончания регистрации фоновой ЭЭГ.
Исследовано 586 испытуемых - студентов медицинского университета в возрасте от 18 до 22 лет, не имевших жалоб на состояние здоровья. Разделение испытуемых на группы (189 мужчин и 397 женщин) проводилось в основном по гендерному признаку. В других отношениях группы испытуемых были однородными: одинаковы возраст, уровень образования, социальный статус (студенты), сходное содержание ведущей деятельности (обучение в медицинском вузе). Результаты обработаны статистическими методами.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
По данным шкалы «расслабленность -напряженность» испытуемые (мужчины и женщины) воспринимали исследование фоновой ЭЭГ как эмоционально нейтральную ситуацию: и
мужчины, и женщины оценивали состояние при исследовании фоновой ЭЭГ как близкое к обычному спокойному состоянию. Мужчины: М±т = 3,08±0,08, женщины: М±т = 3,15±0,09. Достоверность различий при р>0,05.
Результаты исследования общемозговых индикаторов фоновой ЭЭГ мужчин и женщин представлены в табл. 1. Анализ табл. 1 показывает, что между мужчинами и женщинами существуют значительные различия по общемозговым индикаторам фоновой ЭЭГ. У женщин по сравнению с мужчинами статистически достоверно (р<0,05) уменьшен индекс (представленность в фоновой ЭЭГ) быстрых бета-нижнего и бета-верхнего ритмов. При спектральном анализе получены аналогичные результаты. У женщин по сравнению с мужчинами статистически достоверно (р<0,001) усилена мощность средних спектров в диапазонах бета-нижнего и бета-верхнего ритмов.
Таблица 1
Общемозговые индикаторы фоновой ЭЭГ у мужчин и женщин
Показатель Мужчины М±т Женщины М±т і d р
Периодметрический анализ
Дельта-индекс 46,7±1,07 44,02±0,68 2,25 <0,05
Тета-индекс 11,38±0,34 12,29±0,24 2,20 <0,05
Альфа-индекс 28,45±0,93 27,65±0,64 0,71 >0,05
Бета н.-индекс 4,25±0,14 5,2±0,12 5,1 <0,001
Бета в.-индекс 4,08±0,17 5,19±0,16 4,72 <0,001
Спектры ритмов
Дельта средн. 8 6,740,64 6,450,31 0,41 >0,05
Тета средн. 8 1,20±0,07 1,32±0,06 1,3 >0,05
Альфа средн. 8 2,91±0,22 3,14±0,2 0,8 >0,05
Бета н. средн. 8 0,33±0,02 0,41±0,02 2,86 <0,001
Бета в. средн. 8 0,108±0,00 0,148±0,008 4,0 <0,001
Коэф. кк прод. 0,72±0,007 0,70±0,005 2,32 <0,05
Коэф. кк попер. 0,5±0,05 0,53±0,011 1,61 >0,05
Комплексная функция когерентности
Дельта прод. 0,650,007 0,630,005 1,62 >0,05
Тета прод. 0,640,006 0,630,005 1,53 >0,05
Альфа прод. 0,610,007 0,60,005 0,61 >0,05
Бета н. прод. 0,610,007 0,580,005 4,10 <0,001
Бета в. прод. 0,630,006 0,600,005 4,23 <0,001
Дельта попер. 0,520,009 0,560,005 3,63 <0,001
Тета попер. 0,580,009 0,620,005 4,8 <0,001
Альфа попер. 0,590,008 0,640,005 4,7 <0,001
Бета н. попер. 0,450,01 0,520,006 5,8 <0,001
Бета в. попер. 0,370,009 0,400,006 3,33 <0,001
Значительные различия между мужчинами и женщинами выявились и в показателях общемозговой пространственно-временной синхронизации биопотенциалов.
У мужчин сильнее, чем у женщин, выражена внутриполушарная (продольная) когерентность в диапазонах быстрых бета-нижнего и бета-верхнего ритмов (р<0,001) - ритмов активности ЦНС. У женщин статистически высоко достоверно (р<0,001) преобладала поперечная (межполу-шарная) когерентность биопотенциалов во всех диапазонах физиологических частот (дельта-, те-та-, альфа-, бета-нижний и бета-верхний).
Таким образом, исследование показало, что индивидуальный уровень активации ЦНС у женщин выше, чем у мужчин. У женщин в фоновой ЭЭГ статистически высоко достоверно (р<0,001) усилены индексы и средние спектры быстрых бета-нижнего и бета-верхнего ритмов, уменьшен индекс самого медленного дельта-индекса (р<0,05) и увеличен индекс тета-ритма (р<0,05). Эти результаты совпадают с данными литературы, полученными авторами при изолированном анализе ЭЭГ-активности отдельных зон мозга, и свидетельствующие об усилении у женщин по
сравнению с мужчинами в фоновой ЭЭГ бета-активности, связанном с более сильной активацией ЦНС у женщин [4]. Одновременно наши исследования показали, что усиление бета-активности у женщин в фоновой ЭЭГ характеризует ЭЭГ-активность не только отдельных зон мозга, а является общемозговым фактором.
При анализе организации общемозговых индикаторов фоновой ЭЭГ в нашем исследовании выявились гендерные различия, не получившие достаточного отражения в литературе. Установлено, что в пространственно-временной организации биопотенциалов у мужчин преобладала внутриполушарная (продольная) синхронизация ритмов. При этом продольная (внутриполушар-ная) когерентность в диапазонах бета-нижнего и бета-верхнего ритмов (ритмов активности) у мужчин статистически достоверно (р<0,001) выше, чем у женщин. Напротив, у женщин статистически высоко достоверно (р<0,001) выше поперечная (межполушарная) когерентность в диапазонах всех физиологических ритмов (дельта-, тета-, альфа-, бета-нижний и бета-верхний).
Вопрос о связи эмоций человека с функциональной асимметрией больших полушарий при-
влекал внимание многих исследователей. Представления на этот счет постепенно эволюционировали: а) первоначально считалось, что эмоции являются функцией субдоминантного (правого) полушария, а когнитивные - функцией доминирующего (левого) полушария [2]; б) несколько позже появилось мнение о связи правого полушария с отрицательными эмоциями, а левого - с положительными [3]; в) в последние десятилетия выкристаллизировалось представление о дифференцированном участии одновременно обоих полушарий в осуществлении единого эмоционального акта. При этом знак эмоций зависит от соотношения левой (ЛФК) и правой (ЛФК) фронтальной коры: при активности ЛФК выше ПФК-положительные эмоции, при активности ПФК выше ЛФК-отрицательные эмоции [9, 10]. В контексте этих данных можно предполагать, что более интенсивная эмоциональность женщин по сравнению с мужчинами может определяться более интенсивным межполушарным взаимодействием у женщин, выявляемом при исследовании структуры фоновой ЭЭГ.
На основании проведенного исследования можно сделать следующие выводы:
1. По общемозговым индикаторам фоновой ЭЭГ индивидуальный уровень активации ЦНС у женщин выше, чем у мужчин: у них выше индексы и средние спектры бета-нижнего и бета-верхнего ритмов, уменьшен индекс самого медленного дельта-ритма и увеличен индекс тета-ритма.
2. У мужчин по сравнению с женщинами преобладала внутриполушарная (продольная) пространственно-временная когерентность в диапазонах бета-нижнего и бета-верхнего ритмов (ритмов активности). Напротив, у женщин преобладает поперечная (межполушарная) пространственно-временная когерентность в диапазонах всех физиологических ритмов (дельта-, тета-, альфа-, бета-нижний и бета-верхний).
3. Можно полагать, что, по крайней мере, некоторые особенности психоэмоциональной сферы женщин обусловлены более интенсивным,
чем у мужчин, межполушарным взаимодействием, выявляемом при структурном анализе общемозговых индикаторов фоновой ЭЭГ.
ЛИТЕРАТУРА
1. Жирмунская Е.А. В поисках объяснения феноменов ЭЭГ. - М: Медицина, 1996. - 117 с.
2. Изард К.Э. Психология эмоций. - СПб.: Питер, 2007. - 464 с.
3. Ильин Е.П. Эмоции и чувства. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2007. - 783 с.
4. Козаренко Л.А. ЭЭГ-методика оценки уровней активированности человека // Механизмы интеграции функций в норме и при психосоматических расстройствах. - Курск, 2005. - С. 128-131.
5. Куликов Л.В. Психология настроения. - СПб, 1997. - 225 с.
6. Лурия А.Р. Основы нейропсихологии. - М.: Изд. Центр «Академия», 2003. - 384 с.
7. Переверзева И.А. Проявление индивидуальных различий по эмоциональности в функции контроля за эмоциональной экспрессией // Вопросы психологии. - 1989, № 1. - С. 113-117.
8. Плотников В.В., Плотников Д.В., Северьянова Л.А. Психофизиологический анализ поведенческого фактора риска (тип А) ишемической болезни сердца. - Курск: МУП "Курская городская типография", 2004. - 320 с.
9. Davidson R.J. Honoring biology in the study of affective style // P.Ekman R.J. Davidson (eds) The nature of emotion: Fundamental questions. - N.Y., Oxford University Press, 1994. - Р. 321-328.
10. Heller W. Neuropsychology. - 1993, N 7. - Р. 476.
11. Madden T.E., Feldman Barret L., Pietromonaco P.R. Sex differences in anxiety and depression: Empirical evidence and methodological questions // A.H. Fisher (ed) Jender and Emotion, Paris, Cambridge Univer-syty Press, 2000. - Р. 277-298.
12. Vingerhoets A., Scheirs J. Sex differences in crying Empirical findings and possible explanations // A.H. Fisher (ed) Jender and Emotion, Paris, Cambridge Universyty Press, 2000. - Р. 143-165.
13. Zahn-Waxler C. Development of concern for others // Development Psyhology. - 1992. - Vol. 28, N 1. -Р. 126-136.
