СВЯЗЬ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ ПИКА АЛЬФА-РИТМА С СУБЪЕКТИВНЫМ ВОСПРИЯТИЕМ ВРЕМЕНИ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

УДК 612.821

Рогачёв А. О., Сысоева О. В.

Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии РАН, Москва, Россия

Rogachev A. O., Sysoeva O. V.

Institute of Higher Nervous Activity and Neurophysiology of the Russian Academy of Sciences, Moscow, Russian Federation

E-mail: a. o.rogachev@yandex.ru

СВЯЗЬ ИНДИВИДУАЛЬНОЙ ЧАСТОТЫ ПИКА АЛЬФА-РИТМА С СУБЪЕКТИВНЫМ ВОСПРИЯТИЕМ ВРЕМЕНИ

RELATION OF INDIVIDUAL ALPHA RHYTHM FREQUENCY PEAK WITH SUBJECTIVE PERCEPTION OF TIME

DOI

Аннотация: Выявлена отрицательная корреляция между индивидуальными частотами пика альфа-ритма в теменных отведениях при выполнении задачи «субъективная минута» и длительностью субъективной минуты. Результаты позволяют сделать вывод о связи частоты индивидуального пика альфа-ритма со скоростью течения внутренних часов.

Ключевые слова: восприятие времени, индивидуальная частота альфа-ритма, внутренние часы

Abstract: A negative correlation between the individual frequencies of the alpha rhythm peak in the parietal channels during the subjective minute task and the duration of the subjective minute was revealed. The results allow us to conclude that the frequency of the individual alpha rhythm peak is related to the rate of flow of the internal clock.

Keywords: time perception, individual alpha rhythm frequency, internal clock

Введение: Альфа-ритм головного мозга (активность в диапазоне 8—12 Гц) традиционно связывают с восприятием времени: его роль заключается в прогнозировании длительности временных интервалов [1], с процессами внимания, вовлеченными в восприятие времени [2]. Кроме того, отмечается связь частоты и амплитуды мощности альфа-ритма со скоростью течения внутреннего субъ-

ективного времени. Показано, что у людей, проходивших тренинг по увеличению мощности альфа-ритма, наблюдается замедление внутренних часов [4], а при использовании метода транскраниальной магнитной стимуляции на частоте выше или ниже частоты индивидуального пика альфа-ритма, скорость течения времени уменьшается/увеличивается соответственно [3].

Обзор [5] демонстрирует многочисленные исследования связи альфа-ритма с процессами восприятия времени, однако авторы отмечают, что большая часть этих работ в качестве параметра связи рассматривает мощность альфа-ритма, а значительно меньшая — фазу и фазовые сдвиги. Таким образом, имеется крайне мало данных о связи частотных характеристик альфа-ритма со скоростью внутреннего течения времени.

Методика: В эксперименте приняли участие 27 человек (8 мужчин, 19 женщин; средний возраст 24,6±6,4 лет). Все участники эксперимента подписывали информированное согласие.

Эксперимент состоял из двух частей. В первой части («субъективная минута») участникам требовалось по команде отмерить интервал, равный одной минуте, опираясь на собственное течение времени, не считая про себя. Серия повторялась дважды с открытыми и дважды с закрытыми глазами. Во второй части («фон») от участников требовалось в течение 30 секунд спокойно сидеть перед монитором. Серия также повторялась дважды с открытыми и закрытыми глазами.

В ходе эксперимента регистрировалась 64-канальная ЭЭГ (BrainProducts) с референтом на электроде FCz. Обработка данных осуществлялась в пакете MNE Python. В ходе предобработки ЭЭГ-данных проводилась фильтрация записей в диапазоне 1 —40 Гц, очистка от глазодвигательных артефактов при помощи алгоритма ICA и перереферирование записей на усредненный референт. По меткам на начало отмеривания минуты и на начало фоновой записи были выделены эпохи длительностью 30 секунд. По индивидуальным эпохам вычислялись значения спектральной плотности мощности (метод PSD Multitaper) в диапазоне 1—40 Гц. Статистическая обработка данных проводилась в программе R Studio.

Результаты: Были получены данные о субъективной минуте (интервале между соответствующими нажатиями клавиш) для каждого из участников (открытые глаза: 56,28±20,5 с; закрытые глаза: 52,86±19,9 с). Значения длительности субъективной минуты при открытых и закрытых глазах значимо не различаются (тест Вилкок-

сона W = 389, p = 0.68), поэтому для дальнейшего анализа они были усреднены.

Различия в спектральной плотности мощности между условиями «субъективная минута» и «фон» были выявлены в диапазоне 8—12 Гц. Анализ спектральной плотности мощности проводился по группе теменных электродов P3, P4, POz, PO3, PO4), так как в них выявлена наибольшая мощность альфа-ритма. В этом диапазоне выявлены два пика мощности: для экспериментального условия — на частоте 10,5 Гц, для фона — 11 Гц. Данные представлены на рис. 1.

Рис. 1. Спектральная плотность мощности в диапазоне 8—12 Гц для условий «субъективная минута» и «фон»

Из-за отсутствия значимых различий между частотами пиков альфа-ритма в условии «субъективная минута» при открытых и закрытых глазах (1 (49) = 1,6, р = 0,12), а также в связи с тем, что индивидуальная частота пика альфа-ритма стабильна для открытых и закрытых глаз, они также были усреднены.

Был рассчитан коэффициент корреляции Пирсона между усредненными значениями длительности субъективной минуты и частотами пиков альфа-ритма при выполнении экспериментальной задачи, получено значение г = -0,45, р = 0,02.

гГ

га 11

9

20 40 60 80 100

Длительность субъективной минуты (с)

Рис. 2. Корреляция между значениями частот пика альфа-ритма и длительности субъективной минуты

Также обнаружена статистически значимая корреляция между усредненными значениями длительности субъективной минуты и частотами пика альфа-ритма в фоне (г = -0,51, р < 0,01). Между длительностью субъективной минуты и амплитудами пиков альфа-ритма в эксперименте и в фоне значимых коэффициентов корреляции не обнаружено (г = -0,06, р = 0.78; г = -0,11, р = 0,57 соответственно).

Обсуждение результатов: Обнаружена отрицательная корреляция между индивидуальными значениями частоты пика альфа-ритма при выполнении задачи «субъективная минута» и дли-

тельностью субъективной минуты: чем меньше длительность индивидуальной субъективной минуты (и, соответственно, чем быстрее протекает внутреннее время), тем выше частота индивидуального пика альфа-ритма. Полученные результаты хорошо согласуются с данными [3], согласно которым стимуляция теменной зоны на частотах выше или ниже индивидуальной частоты пика альфа-ритма таким же образом влияет на скорость течения внутреннего времени; наши результаты уточняют эту взаимосвязь относительно частоты индивидуального пика альфа-ритма.

В большом количестве исследований по данной теме (из обзора [5]) обсуждается связь внутренних часов с амплитудой мощности и фазовыми характеристиками альфа-ритма, тогда как данных о частотных характеристиках практически нет. Полученные результаты позволяют заключить, что скорость протекания субъективного времени зависит от индивидуальной частоты пика альфа-ритма, а также предположить наличие различных генераторов альфа-ритма при спокойном бодрствовании и при выполнении задачи на отмеривание времени, что основывается на различии в частотах пиков альфа-ритма в этих двух условиях.

Список литературы:

1. Glicksohn, J., Ohana, A. B., Dotan, T. B., Goldstein, A., & Donchin, O. (2009). Time production and EEG alpha revisited. NeuroQuan-tology, 7 (1).

2. Klimesch, W., Sauseng, P., & Hanslmayr, S. (2007). EEG alpha oscillations: The inhibition-timing hypothesis. Brain Research Reviews, 53 (1), 63—88.

3. Mioni, G., Shelp, A., Stanfield-Wiswell, C. T., Gladhill, K. A., Bader, F., & Wiener, M. (2020). Modulation of Individual Alpha Frequency with tACS shifts Time Perception. Cerebral Cortex Communications, 1 (1).

4. Wacker, M. S. (1996). Alpha brainwave training and perception of time passing: Preliminary findings. Biofeedback and Self-Regulation, 21 (4), 303—309.

5. Wiener, M., & Kanai, R. (2016). Frequency tuning for temporal perception and prediction. Current Opinion in Behavioral Sciences, 8, 1—6.