CC BY
45
УДК [612.821:612.822](611.81) ёс1 10.17238/lssn2308-3174.2015.4.54
ЕМЕЛьЯнОВА татьяна Валерьевна, кандидат биологических наук, доцент, ведущий научный сотрудник лаборатории нейрофизиологии и высшей нервной деятельности института медико-биологических исследований Северного (Арктического) федерального университета имени М.В. Ломоносова. Автор 77 научных публикаций, в т. ч. одной монографии
особенности межполушарной синхронизации корковых зон у людей пожилого возраста с разной продуктивностью чтения1
В статье приведены данные обследования 78 людей пожилого возраста, родившихся и постоянно проживающих на территории Архангельской области. Исследуемые были дифференцированы на 2 группы по результатам оценки продуктивности чтения. Первая группа (37 чел.) отличалась значимо высокими показателями навыка чтения, с более успешным пониманием и воспроизведением прочитанного текста, критической оценкой прочитанного; вторая группа (41 чел.) характеризовалась значимо низкими показателями чтения (скорости, коэффициента усвоения прочитанного текста). Анализ данных электроэнцефалографического исследования показал, что мозг пожилых с высокой продуктивностью чтения в состоянии спокойного бодрствования отличается организацией клеточных ансамблей коры фронтальных, а также постцентральных областей правого и левого полушария в синхронизированные комплексы в диапазоне частот тета-, альфа- и бета-ритмов. Данные комплексы при переходе к процессу чтения преобразуются в локально-синхронизированные клеточные ансамбли, объединяющие фронтальные, париетальные, парие-то-окципитальные и окципитальные области в диапазоне частот тета-ритма, а также фронтальные и ок-ципитальные области в диапазоне частот альфа- и бета-ритма. В итоге интегративная деятельность мозга пожилых с высокой продуктивностью чтения отличается способностью оптимально «включать» в обработку информации уже «готовые» синхронизированные контрлатеральные нейронные сети при переходе к когнитивной деятельности. Мозг исследуемых с низкой продуктивностью чтения характеризовался включением в синхронизированные нейронные комплексы ограниченного количества областей как в состоянии
1Исследование выполнено при финансовой поддержке Российского гуманитарного научного фонда и правительства Архангельской области «Русский Север: история, современность, перспективы» в рамках научного проекта № 15-16-29012 а(р) «Семейное чтение как способ ресоциализации и активизации когнитивных процессов у северян при старении».
© Емельянова Т.В., 2015
спокойного бодрствования, так и при чтении. Высокий уровень межполушарного взаимодействия может свидетельствовать о функционировании компенсаторного механизма, обеспечивающего интегративную деятельность коры головного мозга при выполнении когнитивных задач на поздних этапах онтогенеза.
Ключевые слова: межполушарная синхронизация, пожилой возраст, продуктивность чтения, электроэнцефалограмма.
Основным принципом мозговой организации и реализации интегративной психической деятельности является совместное функционирование полушарий. Любая психическая функция опирается на работу обеих гемисфер мозга. Координация и синхронизация процессов правого и левого полушария возможны лишь при наличии специального механизма контрлатерального взаимодействия, в осуществлении которого ведущая роль принадлежит мозолистому телу, объединяющему корковые зоны больших полушарий головного мозга. К сложным познавательным процессам, для осуществления которых требуется вовлеченность корковых областей правого и левого полушария, относится чтение [1-3]. Чтение - сложная познавательная деятельность, формирующаяся в результате специального обучения и включающая комплекс взаимосвязанных когнитивных процессов, таких как зрительно-пространственное восприятие, зрительно-моторная координация, слухоречевая и зрительная память, вербальное мышление, произвольное внимание, произвольная организация деятельности. Роль чтения трудно переоценить, поскольку до конца жизни человека оно остается одним из основных способов получения информации.
К концу второго десятилетия жизни благодаря созреванию мозолистого тела мозг человека отличается эффективной контрлатеральной коммуникацией и синхронизацией процессов во времени различных корковых зон, что позволяет успешно решать когнитивные задачи разного уровня сложности. Но в пожилом и старческом возрасте наблюдается межполу-шарная дезинтеграция, связанная со структур-
ными и функциональными изменениями в ко-миссуральных системах, что может привести к дефициту как отдельных когнитивных процессов [4-6], так и сложных видов познавательной деятельности, таких как чтение [7].
Целью работы было исследование межполушарной синхронизации корковых зон у людей пожилого возраста с разной продуктивностью чтения.
Материалы и методы. Обследовано 78 чел. в возрасте 60-74 лет (средний возраст -64,22±4,49 лет), родившихся и постоянно проживающих на территории Архангельской области (АО). Исследование проводилось в первой половине дня (с 9:00 до 14:00) с письменного согласия исследуемых. Обследованные не имели тяжелой соматической патологии и когнитивных расстройств. Для оценки продуктивности навыка чтения использовалась методика В.А. Бородиной, С.М. Бородина [8]. Исследуемые читали вслух рассказ А.П. Чехова «О бренности», объем текста - 236 слов. После чтения рассказа кратко записывались впечатления о прочитанном (за 2-4 мин).
Затем задавались вопросы к тексту, каждый из которых имел «вес» в процентах, отражающий правильность ответа; если ответ был частичным, то «вес» уменьшался в зависимости от точности ответа на конкретный вопрос; если не было ответа на этот вопрос, то читатель получал «0». Сумма полученных показателей «веса» за каждый ответ на вопрос отражает качество усвоения содержания прочитанного текста.
Скорость чтения определялась делением объема текста (236 слов) на время, за которое
прочитан текст. Соответственно, произведение скорости чтения на суммарный коэффициент усвоения содержания прочитанного текста составляет показатель продуктивности чтения. Регистрация электроэнцефалограмм (ЭЭГ) проводилась на 128-канальной системе GES-300 (США) с использованием ЭЭГ шлема GSN, программного обеспечения пользователя для регистрации, просмотра, хранения, анализа и распечатки ЭЭГ Локализацию отведений определяли по международной системе «10-20», в соответствии с которой устанавливали электроды. Регистрировали ЭЭГ в состоянии спокойного бодрствования с закрытыми (3 мин) и открытыми глазами (2 мин), а также в процессе чтения про себя рассказа В. Астафьева «Последний поклон» (2 мин). Для оценки степени взаимодействия различных зон головного мозга, в частности при выполнении когнитивной нагрузки, использовалась оценка функции квадрата обычной когерентности в диапазонах частот: тета - 3,5-7; альфа - 7-13,5; бета - 13,5-20 Гц. Значения показателей когерентности варьируют от 0 до 1: чем выше значение когерентности, тем более согласованной является активность данной области с другой, выбранной для измерения [9].
Обработка данных проводилась с использованием статистического пакета программ SPSS 22.0 for Windows. Полученные выборки проверялись на нормальность распределения по критерию Шапиро-Уилка (Shapiro-Wilk's test). В статистическую обработку результатов входил кластерный анализ (иерархическая кластеризация с использованием метрики Чебышева).
Для описания количественных данных, имеющих нормальное распределение, использовали среднее арифметическое (М) и стандартное отклонение (SD). В случае когда количественные данные не подчинялись закону нормального распределения, для их описания использовали медиану (Ме) и интервал значения от первого ^1) до третьего ^3) квартиля. В случае нормального распределения применялся параметрический критерий ^Стьюдента ^ - значение критерия, df - число степеней свободы, р - уровень значимости); в случае когда распределение значений признака не соответствовало нормальному закону, использовался критерий и Манна-Уитни (и - эмпирическое значение критерия, р - уровень значимости). Для проверки гипотезы о значимости различий между частотами использовался критерий хи-квадрат (х2) Пирсона. Сравнение 2 независимых групп номинальных данных проводилось с использованием точного критерия Фишера, поскольку число ожидаемых наблюдений меньше 5. За критический уровень статистической значимости принимался р < 0,05.
Результаты и обсуждение. Согласно результатам кластерного анализа, обследуемые были разделены на 2 группы. Исследуемые первой группы (37 чел.) отличались значимо высокими показателями навыка чтения (табл. 1), для них было характерно более успешное понимание и воспроизведение прочитанного текста, а также доступна критическая оценка.
Вторая группа (41 чел.) отличалась значимо низкими показателями чтения: средний
Таблица 1
ХАРАКТЕРИСТИКА НАВыКА чТЕНИЯ у ПОжИЛыХ ЛЮДЕй АО, М±SD
Обследованные лица Показатель чтения
Скорость, слов/мин Коэффициент усвоения прочитанного текста, % Продуктивность, слов/мин
Первая группа, чел. (п = 37) 120,40±14,52 62,03±11,45 74,74±17,07
Вторая группа, чел. (п = 41) 101,88±20,49 38,66±11,78 38,62±11,47
показатель скорости чтения составил 101,88± ±20,49 слов/мин ^ = 4,558, Г = 76, р < 0,001), средний показатель коэффициента усвоения
- 38,66±11,78 % ^ = 5,155, Г = 76, р < 0,001), средний показатель продуктивности чтения
- 38,62±11,47 слов/мин (t = 6,805, Г = 76, р < 0,001). Согласно результатам анализа данных электроэнцефалографического исследования, в первой группе исследуемых в состоянии спокойного бодрствования в диапазоне частот
тета-ритма обнаружены высокие показатели межполушарной синхронизации (от 0,5 до 1,0) фронтальных (Рр№р2, Fp1F8, Fp1F4, F3Fp2, F7Fp2, F7F4), фронто-темпоральных (Рр1Т8, Fp2T7, F8T7, F4T7), парието-темпоральных (Р8Т7), парието-окципитальных (Р702), окци-питальных (0102) и окципитально-темпораль-ных (01Т8) областей правого и левого полушарий (табл. 2). Во второй группе исследуемых высокие значения когерентности (от 0,5 до
Таблица 2
МЕЖПОЛУШАРНАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ У ПОЖИЛЫХ ЛЮДЕЙ АО В СОСТОЯНИИ СПОКОЙНОГО БОДРСТВОВАНИЯ (ДИАПАЗОН ЧАСТОТ ТЕТА-РИТМА)
Пары отведений Ме (Q1-Q3) Эмпирическое значение критерия Манна-Уитни (и), уровень значимости (р)
Первая группа Вторая группа
РрШр2 0,8241 (0,6454-0,9480) 0,6118 (0,4379-0,8984) и = 526,000 р = 0,0200
Рр1Б8 0,6660 (0,3043-0,9275) 0,3511 (0,1832-0,8182) и = 550,000 р = 0,0369
Рр1Б4 0,6273 (0,2008-0,8755) 0,2542 (0,0481-0,5317) и = 516,000 р = 0,0152
Р3Бр2 0,6291 (0,3822-0,8533) 0,4516 (0,1922-0,6819) и = 567,000 р = 0,0553
Р7Бр2 0,6453 (0,1990-0,8769) 0,2728 (0,0652-0,6358) и = 555,000 р = 0,0417
Р7Б4 0,6028 (0,2711-0,8666) 0,2017 (0,0923-0,5601) и = 525,000 р = 0,0195
Бр1Т8 0,5319 (0,1349-0,8835) 0,2145 (0,0718-0,6526) и = 566,000 р = 0,0541
Бр2Т7 0,6106 (0,1450-0,8796) 0,1582 (0,0577-0,6965) и = 501,500 р = 0,0101
Б8Т7 0,6000 (0,1814-0,8936) 0,2724 (0,0672-0,6357) и = 561,000 р = 0,0481
Б4Т7 0,6418 (0,2005-0,8861) 0,1749 (0,0671-0,4649) и = 482,000 р = 0,0057
Р8Т7 0,5201 (0,3082-0,8902) 0,2605 (0,1201-0,7203) и = 530,000 р = 0,0222
Р702 0,5815 (0,1949-0,8955) 0,4948 (0,2654-0,7300) и = 713,000 р = 0,6488
01Т8 0,6661 (0,1164-0,8767) 0,1656 (0,0657-0,4507) и = 517,000 р = 0,0157
0102 0,6710 (0,3221-0,9291) 0,5192 (0,3182-0,7655) и = 607,000 р = 0,1295
Примечание: в таблицу вынесены только те значения когерентности, которые находились в пределах 0,5-1.
1,0) отмечены только между фронтальными ^р^р2) и окципитальными областями (0102). В то же время у представителей второй группы показатели когерентности фронтальных ^р^р2, Fp1F8, FplF4, F7Fp2, F7F4), фронто-темпоральных (Fp2T7, F8T7, F4T7), парието-темпоральных (Р8Т7) и ок-ципитально-темпоральных (01Т8) областей в состоянии спокойного бодрствования были значимо ниже (р < 0,01-0,05) аналогичных показателей первой группы.
В первой группе исследуемых в состоянии спокойного бодрствования в диапазоне частот альфа-ритма отмечены высокие значения (от 0,5 до 1,0) межполушарной синхронизации фронтальных ^р^р2, Fp1F8, Fp1F4, F3F4, F3Fp2), окципитальных (0102) и окципитально-париетальных (01Р8) областей правого и левого полушарий (табл. 3). Во второй группе в состоянии спокойного бодрствования в диапазоне частот аль-
фа-ритма синхронизированные комплексы включают нейронные ансамбли окципиталь-ных (0102) и переднефронтальных ^р^р2) областей правого и левого полушарий. При этом у пожилых первой группы в состоянии спокойного бодрствования в диапазоне частот альфа-ритма показатели когерентности фронтальных ^р^р2, Fp1F8, Fp1F4, F3F4), окципитальных (0102) и окципитально-па-риетальных (01Р8) областей правого и левого полушарий значимо выше (р < 0,05-0,01) показателей синхронизации аналогичных областей коры головного мозга исследуемых второй группы.
В состоянии спокойного бодрствования в диапазоне частот бета-ритма у исследуемых с высокой продуктивностью чтения обнаружены высокие значения (от 0,5 до 1,0) меж-полушарной синхронизации комплекса топографически удаленных и близких нейронных ансамблей фронтальных областей ^рПр2,
Таблица 3
МЕЖПОЛУШАРНАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ У ПОЖИЛЫХ ЛЮДЕЙ АО В СОСТОЯНИИ СПОКОЙНОГО БОДРСТВОВАНИЯ (ДИАПАЗОН ЧАСТОТ АЛЬФА-РИТМА)
Пары отведений Ме ^1^3) Эмпирическое значение критерия Манна-Уитни (Б), уровень значимости (р)
Первая группа Вторая группа
Рр1Бр2 0,8151 (0,6513-0,9329) 0,6890 (0,4897-0,8704) и = 530,000 р = 0,0222
Рр1Р8 0,6185 (0,3441-0,9036) 0,3975 (0,2056-0,6913) И = 535,000 р = 0,0253
Рр1Б4 0,6033 (0,2867-0,8237) 0,3331 (0,1427-0,6003) И = 491,000 р = 0,0074
Р3Б4 0,5291 (0,2816-0,8016) 0,3423 (0,1110-0,5461) И = 519,000 р = 0,0165
Р3Бр2 0,6284 (0,5021-0,8836) 0,5160 (0,3502-0,7470) И = 572,000 р = 0,0620
01Р8 0,5335 (0,2613-0,7736) 0,3201 (0,2157-0,4816) И = 544,000 р = 0,0318
0102 0,6992 (0,4603-0,8819) 0,5629 (0,4415-0,7484) И = 595,000 р = 0,1018
Fp1F8, Fp1F4, F3Fp2, F3F4, F7Fp2, F7F4), а также окципитальных областей правого и левого полушарий - 0102 (табл. 4). Во второй группе в состоянии покоя в диапазоне частот бета-ритма высокие показатели когерентности (от 0,5 до 1,0) отмечены только в переднефронталь-ных и окципитальных областях правого и левого полушарий. При этом исследуемые первой группы в состоянии покоя отличались значимо более высокими показателями синхронизации указанных выше областей в диапазоне частот бета-ритма (р < 0,05-0,01).
При переходе от состояния спокойного бодрствования к чтению показатели синхронизации больших клеточных ансамблей в диапазоне частот тета-ритма претерпевают значимое снижение (р < 0,05-0,001) во многих отведени-
ях. При этом остаются локально-синхронизированные нейронные комплексы (табл. 5): отмечено сохранение высоких показателей (от 0,5 до 1,0) когерентности фронтальных ^р^р2), париетально-окципитальных (Р702) и окципи-тальных областей (0102) правого и левого полушарий. Во второй группе исследуемых при переходе от фона к чтению в диапазоне частот тета-ритма также наблюдалось значимое снижение (р < 0,05-0,01) показателей межполу-шарной синхронизации фронтальных областей ^р^р2) при сохранении высоких значений когерентности затылочных областей (0102).
Показатели межполушарной синхронизации фронтальных F7Fp2), фронто-тем-поральных ^р1Т8), парието-темпоральных (Р8Т7), окципитально-темпоральных (01Т8)
Таблица 4
МЕЖПОЛУШАРНАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ У ПОЖИЛЫХ ЛЮДЕЙ АО В СОСТОЯНИИ СПОКОЙНОГО БОДРСТВОВАНИЯ (ДИАПАЗОН ЧАСТОТ БЕТА-РИТМА)
Пары отведений Ме ^1^3) Эмпирическое значение критерия Манна-Уитни (и), уровень значимости (р)
Первая группа Вторая группа
Рр1Бр2 0,7718 (0,5534-0,9486) 0,6648 (0,3558-0,8017) и = 516,000 р = 0,0152
Рр1Б8 0,6073 (0,2476-0,9048) 0,2796 (0,1225-0,6411) и = 512,000 р = 0,0136
Рр1Б4 0,5771 (0,2206-0,8803) 0,3379 (0,0859-0,4974) и = 478,000 р = 0,0050
Р3Бр2 0,6368 (0,4468-0,8944) 0,5193 (0,2763-0,6790) и = 540,500 р = 0,0292
Р3Б4 0,5078 (0,2956-0,8437) 0,3685 (0,0844-0,5558) и = 498,000 р = 0,0091
Р7Бр2 0,5656 (0,2516-0,9086) 0,2651 (0,0597-0,5274) и = 485,000 р = 0,0062
Р7Б4 0,5468 (0,2190-0,8821) 0,1953 (0,736-0,4356) и = 448,000 р = 0,0019
01Р8 0,5415 (0,2762-0,7914) 0,2777 (0,1026-0,4695) и = 459,000 р = 0,0027
0102 0,6963 (0,4699-0,8789) 0,4814 (0,3506-0,6795) и = 510,000 р = 0,0129
Таблица 5
МЕЖПОЛУШАРНАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ У ПОЖИЛЫХ ЛЮДЕЙ АО ВО ВРЕМЯ чТЕНИЯ ТЕКСТА (ДИАПАЗОН чАСТОТ ТЕТА-РИТМА)
Пары отведений Ме ^1^3) Эмпирическое значение критерия Манна-Уитни (Б), уровень значимости (р)
Первая группа Вторая группа
Рр1Бр2 0,6429 (0,4132-0,9098) 0,4580 (0,2514-0,7752) И = 576,000 р = 0,0678
Рр1Б8 0,3690 (0,1420-0,8048) 0,1352 (0,0357-0,5060) И = 529,500 р = 0,0216
Рр1Б4 0,1585 (0,0617-0,5684) 0,0855 (0,0440-0,2803) И = 649,000 р = 0,2732
Р3Бр2 0,4409 (0,2112-0,6524) 0,3358 (0,1293-0,6007) И = 681,000 р = 0,4380
Р7Бр2 0,3076 (0,0960-0,7362) 0,0835 (0,0419-0,3880) И = 523,000 р = 0,0184
Р7Б4 0,1196 (0,0545-0,6483) 0,0863 (0,0375-0,2750) И = 645,000 р = 0,2561
Бр1Т8 0,2696 (0,0890-0,7670) 0,0867 (0,0282-0,4005) И = 507,500 р = 0,0120
Бр2Т7 0,2943 (0,0577-0,6965) 0,0993 (0,0361-0,3267) И = 591,500 р = 0,0947
Б8Т7 0,3883 (0,0338-0,6733) 0,1384 (0,0417-0,5383) И = 664,000 р = 0,3443
Б4Т7 0,1882 (0,0461-0,6797) 0,0671 (0,0266-0,2959) И = 577,000 р = 0,0693
Р8Т7 0,3734 (0,1732-0,8256) 0,1866 (0,0937-0,4424) И = 514,000 р = 0,0144
Р702 0,5742 (0,4171-0,8726) 0,4636 (0,2677-0,6344) И = 595, 500 р = 0,1029
01Т8 0,1959 (0,0852-0,6820) 0,0651 (0,0297-0,2202) И = 487,500 р = 0,0067
0102 0,6032 (0,3498-0,8548) 0,5132 (0,3149-0,6936) И = 618,000 р = 0,1597
областей правого и левого полушарий у исследуемых первой группы были значимо (р < 0,05) выше показателей исследуемых второй группы. При переходе от состояния спокойного бодрствования к чтению текста показатели синхронизации в диапазоне частот альфа-ритма как в первой, так и во второй группах иссле-
дуемых пожилых претерпевают значимое (р < < 0,05-0,001) снижение. При этом у исследуемых первой группы выделяется два синхронизированных комплекса, включающих перед-нефронтальные (Рр№р2) и окципитальные (0102) области правого и левого полушарий, показатели когерентности которых остаются в
пределах от 0,5 до 1,0. У пожилых второй группы синхронизированными остались только ок-ципитальные области - 0102 (табл. 6).
В диапазоне частот альфа-ритма в процессе чтения текста у исследуемых первой группы показатели когерентности фронтальных ^р^р2, Fp1F8, Fp1F4) и париетально-окципи-тальных областей (01Р8, 02Р7) значимо выше (р < 0,05-0,01) показателей когерентности исследуемых второй группы. При переходе от состояния спокойного бодрствования к чтению текста показатели когерентности в диапазоне частот бета-ритма как в первой, так и во второй группах исследуемых претерпевают значимое (р < 0,05-0,001) снижение. При этом только в первой группе исследуемых во время чтения в диапазоне частот бета-ритма, как и в диапазоне частот альфа-ритма, выделяется два синхронизированных комплекса, включающих перед-
нефронтальные ^р^р2) и окципитальные (0102) области правого и левого полушарий, показатели когерентности которых остаются в пределах от 0,5 до 1,0. Во второй группе пожилых таких синхронизированных комплексов в диапазоне частот бета-ритма во время чтения не отмечено (табл. 7).
Показатели когерентности фронтальных ^р^р2, Fp1F8, Fp1F4, F3Fp2, F3F4, F7Fp2, F7F4) и окципитальных областей (0102) в диапазоне частот бета-ритма у исследуемых первой группы были значимо выше (р < 0,050,01) показателей когерентности исследуемых второй группы.
Известно, что уровень интеграции областей коры головного мозга должен быть адекватным для оптимального выполнения функции. В реальности он может оказаться сниженным или избыточным. И то, и другое не обеспечивает
Пары отведений Ме ^1^3) Эмпирическое значение критерия Манна-Уитни (и), уровень значимости (р)
Первая группа Вторая группа
Рр1Бр2 0,6248 (0,4338-0,8794) 0,4503 (0,3050-0,7345) и = 527,000 р = 0,0205
Рр1Б8 0,3976 (0,1755-0,7708) 0,1411 (0,0511-0,5539) и = 505,000 р = 0,0112
Рр1Б4 0,2137 (0,0846-0,6770) 0,0933 (0,0379-0,2870) и = 552,500 р = 0,0393
Р3Б4 0,1213 (0,0554-0,4416) 0,0919 (0,0491-0,2229) и = 649,500 р = 0,2732
Р3Бр2 0,3694 (0,2362-0,6280) 0,3145 (0,1262-0,6029) и = 608,500 р = 0,1321
01Р8 0,4466 (0,2504-0,7601) 0,2452 (0,0918-0,3891) и = 447,000 р = 0,0018
02Р7 0,5038 (0,3718-0,8722) 0,3716 (0,2590-0,5676) и = 553,000 р = 0,0397
0102 0,6427 (0,4399-0,8192) 0,5202 (0,3479-0,6715) и = 580,000 р = 0,0741
Таблица 6
МЕЖПОЛУШАРНАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ У ПОЖИЛЫХ ЛЮДЕЙ АО ВО ВРЕМЯ ЧТЕНИЯ ТЕКСТА (ДИАПАЗОН ЧАСТОТ АЛЬФА-РИТМА)
Таблица 7
МЕЖПОЛУШАРНАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ У ПОЖИЛЫХ ЛЮДЕЙ АО ВО ВРЕМЯ чТЕНИЯ ТЕКСТА (ДИАПАЗОН чАСТОТ БЕТА-РИТМА)
Пары отведений Ме ^1^3) Эмпирическое значение критерия Манна-Уитни (Б), уровень значимости (р)
Первая группа Вторая группа
РрШр2 0,6961 (0,3916-0,8805) 0,4236 (0,2009-0,6799) И = 449,000 р = 0,0020
Рр1Б8 0,4501 (0,2035-0,7887) 0,1561 (0,0269-0,4720) И = 443,000 р = 0,0016
Рр1Б4 0,3543 (0,1158-0,8097) 0,1350 (0,0367-0,3708) И = 473,000 р = 0,0043
Р3Бр2 0,4724 (0,2715-0,7909) 0,2722 (0,1020-0,5779) И = 507,000 р = 0,0118
Р3Б4 0,3519 (0,1252-0,7013) 0,1396 (0,0456-0,3766) И = 518,000 р = 0,0163
Р7Бр2 0,4412 (0,1255-0,8307) 0,1363 (0,0325-0,3762) И = 465,000 р = 0,0033
Р7Б4 0,2784 (0,0558-0,8390) 0,0587 (0,0343-0,1980) И = 501,000 р = 0,0100
0102 0,6383 (0,4132-0,8623) 0,4444 (0,3415-0,6535) И = 530,000 р = 0,0222
нормальное взаимодействие мозговых структур и сопровождается нарушением функционального состояния мозга [7, 9-12]. Мозг пожилых людей со значимо более высокой продуктивностью чтения в состоянии спокойного бодрствования отличается организацией клеточных ансамблей коры фронтальных, а также постцентральных областей правого и левого полушарий в синхронизированные комплексы в диапазоне частот исследуемых ритмов. У пожилых с высокой продуктивностью чтения эти комплексы при переходе к процессу чтения преобразуются в локально-синхронизированные клеточные ансамбли, объединяющие фронтальные, париетальные, парието-окципитальные и окципи-тальные области в диапазоне частот тета-ритма, а также фронтальные и окципитальные области в диапазоне частот альфа- и бета-ритма.
Контрлатеральное взаимодействие между окципитальными и темпоральными областями обеспечивает точность восприятия зрительной информации и перевод зрительной лексемы в звуковой аналог, а также функционирование семантического компонента чтения. Нейронные комплексы, объединяющие париетальные и окципитальные области правого и левого полушария, принимают непосредственное участие в реализации звукобуквенного анализа и синтеза, формировании смысловых догадок и сличения, возникающих при чтении «гипотез» с написанными словами [3, 13, 14]. Фронтальные области в свою очередь обеспечивают понимание синтаксической согласованности слов, внешнего содержания высказывания и подтекста. С другой стороны, синхронизацию фронтальных областей связывают с удержа-
нием информации в кратковременной памяти, что является одним из основных компонентов нормального процесса чтения. У пожилых с низкой продуктивностью чтения как в состоянии покоя, так и при переходе к чтению меж-полушарной сихронизацией отличались только фронтальные и окципитальные области.
Заключение. Таким образом, интегратив-ная деятельность мозга пожилых с высокой продуктивностью чтения при переходе к когнитивной деятельности отличается способностью оптимально «включать» в обработку информации уже «готовые» синхронизированные контрлатеральные нейронные сети. Мозг
людей пожилого возраста с низкой продуктивностью чтения отличается включением в синхронизированные нейронные комплексы ограниченного количества областей как в состоянии спокойного бодрствования, так и при чтении. Поскольку подвижность нервных процессов при старении ослабляется, высокий уровень межполушарного взаимодействия в состоянии покоя и в процессе чтения в диапазоне частот тета-, альфа- и бета-ритмов можно рассматривать как компенсаторный механизм, обеспечивающий оптимальную интегративную деятельность коры головного мозга у пожилых с более высокой продуктивностью чтения.
Список литературы
1. Federmeier K.D., Kutas M. Right Words and Left Words: Electrophysiological Evidence for Hemispheric Differences in Meaning Processing // Brain Res. Cogn. Brain Res. 1999. Vol. 8, № 3. P. 373-392.
2. Federmeier K.D., KutasM. A Rose by Any Other Name: Long-Term Memory Structure and Sentence Processing // J. Mem. Lang. 1999. Vol. 41, № 4. P. 469-495.
3. Federmeier K.D., Mai H., KutasM. Both Sides Get the Point: Hemispheric Sensitivities to Sentential Constraint // Mem. Cognit. 2005. Vol. 33, № 5. P. 871-886.
4. Захарова И.А. Компенсаторный потенциал при нормальном и патологическом старении // Системная психология и социология. 2013. № 7(1). С. 65-74.
5. Пономарёва Н.В., Фокин В.Ф., Павлова О.А., Андросова Л.В., Селезнёва Н.Д. Анализ корреляции между нейрофизиологическими показателями и уровнем гормона стресса кортизола при нормальном старении // Вестн. РАМН. 1999. № 3. С. 46-49.
6. Фокин В.Ф., Пономарёва Н.В., Букатина Е.Е. Нейрофизиологические предикторы смерти // Успехи геронтологии. 1997. Т. 1. С. 61-65.
7. Klimesch W. Memory Processes, Brain Oscillations and EEG Synchronization // J. Psychophysiol. 1996. Vol. 24, № 1-2. P. 61-100.
8. Бородина В.А., Бородин С.М. Мониторинг качества чтения в образовании // Человек читающий: Homo legens. 2013. № 5. С. 185-197.
9. Мельникова Т.С., ЛапинИ.А., СаркисянВ.В. Обзор использования когерентного анализа ЭЭГ в психиатрии // Соц. и клин. психиатрия. 2009. Т. 19, № 1. С. 90-94.
10. Bdckman L., Ginovart N., Dixon R.A., Wahlin T.B., Wahlin A., Halldin C., Farde L. Age-Related Cognitive Deficits Mediated by Changes in the Striatal Dopamine System // Am. J. Psychiatry. 2000. Vol. 157, № 4. P. 635-637.
11. Davey M.P., Victor J.D., Schiff N.D. Power Spectra and Coherence in the EEG of a Vegetative Patient with Severe Asymmetric Brain Damage // Clin. Neurophysiol. 2000. Vol. 111, № 1. P. 1949-1954.
12. de Magalhaes J.P., Sandberg A. Cognitive Aging as an Extension of Brain Development: A Model Linking Learning, Brain Plasticity and Neurodegeneration // Mech. Ageing Dev. 2005. Vol. 126, № 10. P. 1026-1033.
13. Lerner Y., Honey C.J., KatkovM., Hasson U. Temporal Scaling of Neural Responses to Compressed and Dilated Natural Speech // J. Neurophysiol. Vol. 111, № 12. P. 2433-2444.
14. Wingfield A., Grossman M. Language and the Aging Brain: Patterns of Neural Compensation Revealed by Functional Brain Imaging // J. Neurophysiol. Vol. 96, № 6. P. 2830-2839.
References
1. Federmeier K.D., Kutas M. Right Words and Left Words: Electrophysiological Evidence for Hemispheric Differences in Meaning Processing. Brain Res. Cogn. Brain Res., 1999, vol. 8, no. 3, pp. 373-392.
2. Federmeier K.D., Kutas M. A Rose by Any Other Name: Long-Term Memory Structure and Sentence Processing. J. Mem. Lang., 1999, vol. 41, no. 4, pp. 469-495.
3. Federmeier K.D., Mai H., Kutas M. Both Sides Get the Point: Hemispheric Sensitivities to Sentential Constraint. Mem. Cognit., 2005, vol. 33, no. 5, pp. 871-886.
4. Zakharova I.A. Kompensatornyy potentsial pri normal'nom i patologicheskom starenii [Compensatory Potential in Normal and Pathological Aging]. Sistemnayapsikhologiya i sotsiologiya, 2013, no. 7(I), pp. 65-74.
5. Ponomareva N.V, Fokin V.F., Pavlova O.A., Androsova L.V, Selezneva N.D. Analiz korrelyatsii mezhdu neyrofiziologicheskimi pokazatelyami i urovnem gormona stressa kortizola pri normal'nom starenii [Analysis of Correlation Between Neurophysiological Parameters and the Level of Cortisol Stress Hormone in Normal Ageing]. Vestnik RAMN, 1999, no. 3, pp. 46-49.
6. Fokin V.F., Ponomareva N.V, Bukatina E.E. Neyrofiziologicheskie prediktory smerti [Neurophysiological Predictors of Death]. Uspekhi gerontologii, 1997, vol. 1, pp. 61-65.
7. Klimesch W. Memory Processes, Brain Oscillations and EEG Synchronization. Int. J. Psychophysiol., 1996, vol. 24, no. 1-2, pp. 61-100.
8. Borodina VA., Borodin S.M. Monitoring kachestva chteniya v obrazovanii [Monitoring the Quality of Reading in Education]. Chelovekchitayushchiy: Homo legens, 2013, no. 5, pp. 185-197.
9. Mel'nikova T.S., Lapin I.A. Sarkisyan V.V. Obzor ispol'zovaniya kogerentnogo analiza EEG v psikhiatrii [Use of Coherent EEG Analysis in Psychiatry]. Sotsial'naya i klinicheskayapsikhiatriya, 2009, vol. 19, no. 1, pp. 90-94.
10. Backman L., Ginovart N., Dixon R.A., Wahlin T.B., Wahlin A., Halldin C., Farde L. Age-Related Cognitive Deficits Mediated by Changes in the Striatal Dopamine System. Am. J. Psychiatry, 2000, vol. 157, no. 4, pp. 635-637.
11. Davey M.P., Victor J.D., Schiff N.D. Power Spectra and Coherence in the EEG of a Vegetative Patient with Severe Asymmetric Brain Damage. Clin. Neurophysiol, 2000, vol. 111, no. 1, pp. 1949-1954.
12. de Magalhaes J.P., Sandberg A. Cognitive Aging as an Extension of Brain Development: A Model Linking Learning, Brain Plasticity and Neurodegeneration. Mech. Ageing Dev., 2005, vol. 126, no. 10, pp. 1026-1033.
13. Lerner Y., Honey C.J., Katkov M., Hasson U. Temporal Scaling of Neural Responses to Compressed and Dilated Natural Speech. J. Neurophysiol., vol. 111, no. 12, pp. 2433-2444.
14. Wingfield A., Grossman M. Language and the Aging Brain: Patterns of Neural Compensation Revealed by Functional Brain Imaging. J. Neurophysiol., vol. 96, no. 6, pp. 2830-2839.
doi 10.17238/issn2308-3174.2015.4.54
Emelyanova Tatyana Valeryevna
Institute of Medical and Biological Research, Northern (Arctic) Federal University named after M.V. Lomonosov (Arkhangelsk, Russia)
PECULIARITIES OF INTERHEMISPHERIC SYNCHRONIZATION OF CORTICAL AREAS IN THE ELDERLY WITH DIFFERENT READING EFFICIENCY
We examined 78 elderly people born and permanently living in the Arkhangelsk Region. The subjects were divided into two groups according to the results of the reading efficiency test. The first group (37 people) had significantly better reading skills, with good understanding, reproduction and critical evaluation of the text; the second group (41 persons) had significantly worse reading skills (speed, text comprehension coefficient). The electroencephalograph^ data analysis showed that in the brain of the elderly with high reading efficiency during quiet wakefulness, the cell ensembles of the frontal
and postcentral areas of the right and left hemispheres are organized into synchronized systems within the theta, alpha and beta frequency ranges. When it comes to reading, these systems are transformed into locally synchronized cell ensembles uniting the frontal, parietal, parieto-occipital and occipital regions within the theta frequency range, as well as the frontal and occipital regions within the alpha and beta frequency ranges. As a result, the integrative activity of the brain in the elderly with high reading efficiency allows it to, during the transition to cognitive activity, involve the existing synchronized contralateral neural networks in the information processing. In the subjects with low reading efficiency, only a limited number of areas were involved in synchronized neural networks both in the state of quiet wakefulness and during reading. The high level of hemispheric interaction can be seen as a compensatory mechanism providing integrative activity of the cerebral cortex when solving cognitive tasks at late stages of ontogenesis.
Keywords: hemispheric synchronization, elderly, reading efficiency, electroencephalogram.
Контактная информация: адрес: 163045, г. Архангельск, проезд Бадигина, д. 3;
e-mail: [email protected]
