Научная статья на тему 'ВЛИЯНИЕ ПРОФИЛЯ МОТОРНОГО ДОМИНИРОВАНИЯ НА ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАММУ И ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ПРИ ВООБРАЖЕНИИ И ВЫПОЛНЕНИИ СЛОЖНЫХ ДВИЖЕНИЙ НОГАМИ'

ВЛИЯНИЕ ПРОФИЛЯ МОТОРНОГО ДОМИНИРОВАНИЯ НА ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАММУ И ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ПРИ ВООБРАЖЕНИИ И ВЫПОЛНЕНИИ СЛОЖНЫХ ДВИЖЕНИЙ НОГАМИ Текст научной статьи по специальности «Медицинские науки и общественное здравоохранение»

CC BY
20
5
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
правши / левши / амбидекстры / спектральная мощность ЭЭГ / вариабельность сердечного ритма / воображаемые и реальные движения ног / right-handers / left-handers / ambidexters / EEG spectral power / heart rate variability / imaginary and real leg movements.

Аннотация научной статьи по медицинским наукам и общественному здравоохранению, автор научной работы — Моренова К.А., Ведясова О.А., Павленко С.И., Кретова И.Г.

Цель исследования – анализ изменений спектральной мощности ритмов электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и параметров вариабельности сердечного ритма, выявление корреляционных связей между ними при воображаемых и реальных движениях ног у правшей, левшей и амбидекстров. Установлено, что у правшей изменения ЭЭГ в сенсомоторных областях были более выражены при воображаемых движениях ног, а у амбидекстров – при реальных. У левшей паттерн ЭЭГ существенно не зависел от вида двигательной задачи. Корреляционные связи изменений ЭЭГ и вариабельности сердечного ритма преобладали при воображаемых действиях. Число корреляций зависело от типа моторного доминирования, было наибольшим у правшей и наименьшим у амбидекстров.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по медицинским наукам и общественному здравоохранению , автор научной работы — Моренова К.А., Ведясова О.А., Павленко С.И., Кретова И.Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

INFLUENCE OF MOTOR DOMINANCE PROFILE ON ELECTROENCEPHALOGRAM AND HEART RATE VARIABILITY WHILE IMAGINING AND PERFORMING COMPLEX LEG MOVEMENTS

The purpose of the study was to analyze changes in the spectral power of electroencephalogram (EEG) rhythms and heart rate variability parameters, to identify correlations between them during imaginary and real leg movements in right-handers, left-handers and ambidexters. It was found that in right-handers, EEG changes in sensorimotor areas were more pronounced with imaginary leg movements, in ambidexters – with real ones. In left-handers, the EEG pattern did not significantly depend on the type of motor task. Correlations between EEG changes and heart rate variability prevailed during imaginary actions. The number of correlations depended on the type of motor dominance, being the largest in right-handers and the smallest in ambidexters.

Текст научной работы на тему «ВЛИЯНИЕ ПРОФИЛЯ МОТОРНОГО ДОМИНИРОВАНИЯ НА ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАММУ И ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ПРИ ВООБРАЖЕНИИ И ВЫПОЛНЕНИИ СЛОЖНЫХ ДВИЖЕНИЙ НОГАМИ»

СОВРЕМЕННЫЕ ВОПРОСЫ MODERN ISSUES OF БИОМЕДИЦИНЫ BIOMEDICINE 2023, T. 7 (2)_2023, Vol. 7 (2)

Дата публикации: 01.06.2023 Publication date: 01.06.2023

DOI: 10.24412/2588-0500-2023_07_02_16 DOI: 10.24412/2588-0500-2023_07_02_16

УДК 612.825.2; 612.825.4 UDC 612.825.2; 612.825.4

ВЛИЯНИЕ ПРОФИЛЯ МОТОРНОГО ДОМИНИРОВАНИЯ НА ЭЛЕКТРОЭНЦЕФАЛОГРАММУ И ВАРИАБЕЛЬНОСТЬ СЕРДЕЧНОГО РИТМА ПРИ ВООБРАЖЕНИИ И ВЫПОЛНЕНИИ СЛОЖНЫХ ДВИЖЕНИЙ НОГАМИ К.А. Моренова1, О.А. Ведясова1, С.И. Павленко1'2, И.Г. Кретова1

1 Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева, г. Самара, Россия

2Медицинский университет «Реавиз», г. Самара, Россия

Аннотация. Цель исследования - анализ изменений спектральной мощности ритмов электроэнцефалограммы (ЭЭГ) и параметров вариабельности сердечного ритма, выявление корреляционных связей между ними при воображаемых и реальных движениях ног у правшей, левшей и амбидекстров. Установлено, что у правшей изменения ЭЭГ в сенсо-моторных областях были более выражены при воображаемых движениях ног, а у амбидекстров - при реальных. У левшей паттерн ЭЭГ существенно не зависел от вида двигательной задачи. Корреляционные связи изменений ЭЭГ и вариабельности сердечного ритма преобладали при воображаемых действиях. Число корреляций зависело от типа моторного доминирования, было наибольшим у правшей и наименьшим у амбидекстров. Ключевые слова: правши, левши, амбидекстры, спектральная мощность ЭЭГ, вариабельность сердечного ритма, воображаемые и реальные движения ног.

INFLUENCE OF MOTOR DOMINANCE PROFILE ON ELECTROENCEPHALOGRAM AND HEART RATE VARIABILITY WHILE IMAGINING AND PERFORMING COMPLEX LEG MOVEMENTS K.A. Morenova1, O.A. Vedyasova1, S.I. Pavlenko1'2, I.G. Kretova1

'Samara University, Samara, Russia 2REAVIZ Medical University, Samara, Russia

Annotation. The purpose of the study was to analyze changes in the spectral power of electroencephalogram (EEG) rhythms and heart rate variability parameters, to identify correlations between them during imaginary and real leg movements in right-handers, left-handers and ambidexters. It was found that in right-handers, EEG changes in sensorimotor areas were more pronounced with imaginary leg movements, in ambidexters - with real ones. In left-handers, the EEG pattern did not significantly depend on the type of motor task. Correlations between EEG changes and heart rate variability prevailed during imaginary actions. The number of correlations depended on the type of motor dominance, being the largest in right-handers and the smallest in ambidexters.

Keywords: right-handers, left-handers, ambidexters, EEG spectral power, heart rate variability, imaginary and real leg movements.

Введение. Анализ изменений электроэнцефалограммы (ЭЭГ) при движениях правой и левой ноги представляет интерес в плане понимания роли отделов центральной нервной системы в механизмах регуляции движений [1-2], решения теоретических и прикладных вопросов проблемы межполу-шарной функциональной асимметрии [3-4]. Такие исследования актуальны также для

создания интерфейсов «мозг-компьютер»

[5].

Движения, в том числе мысленные, сопровождаются различной динамикой ЭЭГ

[6] и сочетаются с вегетативными реакциями, например с изменениями параметров вариабельности сердечного ритма (ВСР) [7]. Известно, что правши, левши и амби-декстры могут различаться вкладом правого

и левого мозговых полушарий в формирование вегетативного статуса и реакций сердца, что отчасти объясняется более тесными связями правого полушария с симпатическими центрами [8]. В то же время, данные о взаимозависимости изменений ЭЭГ и ВСР у лиц с разными профилями моторного доминирования при мысленной и реальной двигательной активности практически отсутствуют. Изучение этого вопроса может способствовать пониманию механизмов вегетативной регуляции у человека в процессе моторной деятельности.

Цель исследования состояла в анализе изменений спектральной мощности (СМ) основных ритмов ЭЭГ в центральных отведениях, изучении динамики параметров ВСР и выявлении корреляционных связей между ЭЭГ и ВСР при сложных воображаемых и выполняемых движениях ног у правшей, левшей и амбидекстров.

Методы и организация исследования. Обследовано 56 человек в возрасте от 18 до 25 лет. Работа выполнена в соответствии с принципами биомедицинской этики, изложенными в Хельсинкской декларации, и одобрена комиссией по биоэтике Самарского университета. Индивидуальный профиль моторного доминирования определяли по коэффициенту двигательной асимметрии, который рассчитывали в общепринятых тестах [9]. На основании результатов тестирования были созданы три группы испытуемых: правши (30 человек), левши (11 человек) и амбидекстры (15 человек).

ЭЭГ регистрировали на нейровизоре "NVX 36 digital DC EEG" (Россия), накладывая электроды по международной схеме «10-20». Референтный электрод фиксировали на мочке правого уха. Испытуемые занимали положение сидя (в кресле) с закрытыми глазами. ЭЭГ записывали в исходном состоянии (покой), при последовательном воображении сложного движения правой (ВСП) и левой (ВСЛ) ног, затем при реальном сложном движении правой (РСП) и левой (РСЛ) ног.

Испытуемые воображали и выполняли комплексное действие в виде одновременного сгибания коленного и голеностопного суставов в течение 4 с. Для анализа ЭЭГ использовали показатели СМ (мкВ2) ритмов стандартных диапазонов частоты в центральных отведениях (С3, С4). Сначала сравнивали фоновые (абсолютные) значения СМ ритмов в каждом полушарии мозга у разных групп испытуемых в покое и в условиях выполнения двигательных заданий. Затем анализировали внутриполу-шарные изменения СМ ритмов ЭЭГ при движениях относительно покоя у правшей, левшей и амбидекстров и оценивали у них межполушарные различия.

Для регистрации ВСР использовали прибор «ЭЛОКС-01М» (Россия). Ритмо-граммы записывали в течение 5 мин в покое и при выполнении указанных выше действий, однако в данном случае каждое сложное движение повторялось с 15-секунд-ным интервалом в процессе всей записи. Оценивали следующие параметры: интервалы NN (мс); отклонение SDNN (мс); показатели RMSSD (мс) и pNN50 (%); уровень симпатической (СИМ, усл.ед.) и парасимпатической (ПАР, усл.ед.) активности; индекс Баевского (ИБ, усл.ед.).

При статистической обработке проверяли выборки на нормальность распределения (Shapiro-Wilk Test) и равенство дисперсий (Equal Variance Test Brown-Forsythe). Для анализа достоверности изменений ЭЭГ и ВСР при выполнении двигательных заданий в группах правшей, левшей и амбидекстров использовали Two Way Repeated Measures ANOVA. Межгрупповые различия оценивали с помощью Three Way ANOVA. При достоверных изменениях выполняли апостериорные сравнения (Holm-Sidak method). Взаимосвязь между параметрами ВСР и СМ ЭЭГ определяли по коэффициентам корреляции Спирмена (r). Данные в статье представлены как средние значения ± стандартная ошибка. Статистически значимыми считали различия при p<0,05.

Результаты исследования и их обсуждение. Установлено, что в состоянии покоя, независимо от профиля моторного доминирования, СМ альфа- и бета1-волн в отведениях С3 и С4 преобладала (р<0,05) над СМ бета2- и гамма-волн. При этом у правшей и левшей СМ этих ритмов, усредненная по С3 и С4, оказалась больше, чем у амбидекстров в среднем на 3,8±0,2 мкВ2 (р<0,01) и 3,4±0,5 мкВ2 (р<0,05) соответственно. Разница между группами наглядно подтверждается особенностями спектральных карт ЭЭГ, типичных для правшей, левшей и амбидекстров (рис. А).

В условиях воображения действий ногами значимой разницы абсолютных величин СМ ритмов ЭЭГ в С3 и С4 в группах правшей, левшей и амбидекстров не обнаружено, но были выявлены межгрупповые различия. Так, у левшей во время воображаемого движения правой ногой СМ всех ритмов в С3 и С4 была выше (р<0,01), чем у правшей и амбидекстров в среднем на 5,2±0,4 мкВ2 и 4,3±0,3 мкВ2 (рис. Б). При воображении движения левой ногой различия наблюдались между левшами и амбидекстрами и выражались преобладанием СМ всех ритмов у левшей (р<0,05) в среднем на 3,5±0,2 мкВ2 (рис. В).

Правши Левши Амбидекстры

а Пепктя Тетя АпкгЬя Пепктя Тетя АпкгЬя Прпктя Тртя АпкгЬя

/д ьлши xvii* 1 и 1 и ш и •о® Бета-1 Бета-2 Гамма дбли1и i v» 1 <л плиши •ОО Бета-1 Бета-2 Гамма Бета-1 0 Бета-2 О Гамма

Ф09 т-, Пепктя Тетя АпкгЬя ФФФ Пепктя Тетя АпкгЬя О' П е п ктя Ф Тета О А пкгЬя

1 1)1 11 1 v. 1 и /\лиш11 (3 V Г' О Бета-1 Бета-2 Гамма д^лйш 1v1 <х г\.1оця1 • •• Бета-1 Бета-2 Гамма , v. -1 о 1 а Бета-1 Бета-2 ги юша О Гамма

Пепктя Тетя Апктя ••• Пепктя Тетя АпкгЬя • Лельта О Тета О Д т ь(Ьа

• л / Г> 1 (1 1 ^ 1 и г\л пия1 е>оо Бета-1 Бета-2 Гамма /Д,*». 1 О 1 (1 1 V» 1 С1 г\ЛОШ(1 ФОО Бета-1 Бета-2 Гамма / ил и Бета-1 О Бета-2 / » - ■ ии/и О Гамма

Рис. Спектральные карты электроэнцефалограммы представителей с различными индивидуальными профилями моторного доминирования в покое (А) и при воображаемых

движениях правой (Б) и левой (В) ногами

В ходе реальных движений ног, в отличие от воображаемых, абсолютные величины СМ ЭЭГ существенно не зависели от профиля моторного доминирования. В этих условиях на спектральных картах у всех испытуемых выявлялось преобладание СМ низкочастотных ритмов над высокочастотными. Например, СМ дельта-ритма в одинаковой степени превышала СМ бета2- и гамма-ритма у правшей (на 4,7±0,5 и 4,5±0,6 мкВ2; р<0,05), левшей (на 5,6±0,6 и 5,0±0,2 мкВ2; р<0,05) и амбидекстров (на 9,19±0,8 и 10,06±0,7 мкВ2; р<0,01).

В плане анализа межполушарных взаимоотношений при мысленных и реальных движениях важно, что сравнение ЭЭГ в правом и левом полушариях не показало асимметрии фоновых значений СМ отдельных ритмов ни у одной группы испытуемых. Трехфакторный дисперсионный анализ также не выявил взаимодействия между профилем моторного доминирования, лате-рализацией отведения и уровнем СМ ЭЭГ, из чего следует, что взаимосвязь между ними имеет сложный, нелинейный характер. Это подтверждает известный факт, что разный тип полушарного доминирования у правшей и левшей не подразумевает наличия у них прямо противоположного способа организации мозговой деятельности [9].

Наряду с особенностями фоновых значений СМ ритмов ЭЭГ у разных групп испытуемых были также выявлены различия в характере и выраженности отклонений СМ от исходного уровня при выполнении двигательных задач. Так, у правшей при воображении сгибаний правой и левой ног достоверно снижалась СМ альфа-, бета1 - и бета2-ритмов в обоих полушариях, тогда как гамма- и тета-ритмы уменьшались только справа. Во время реальных движений изменения ЭЭГ у правшей проявлялись снижением СМ альфа-, бета1- и бета2-рит-мов справа при сгибании левой ноги. СМ дельта-ритма у правшей практически не менялась (табл. 1). У левшей был обнаружен лишь один эпизод достоверного изменения ЭЭГ, а именно увеличение СМ тета-ритма в С4 при реальном сгибании правой ноги на

12,6±1,1 мкВ2(р<0,05) от исходного уровня. У амбидекстров изменения ЭЭГ обнаруживались только при реальных движениях и, в отличие от правшей, проявлялись не снижением, а повышением СМ альфа-, бета2- и гамма-ритмов в правом полушарии при реальном сгибании правой ноги (в среднем на 14,7±2,3 мкВ2; р<0,05). Низкочастотные тета- и дельта-ритмы усиливались у них в С3 и С4 при сгибаниях обеих ног.

Эти результаты поддерживают идею об учете изменений ритмов альфа-, бета- и гамма-частотных диапазонов в сенсомотор-ных областях коры мозга для обработки сигналов ЭЭГ в интерфейсах «мозг-компьютер» у людей с нарушением подвижности нижних конечностей [2]. Возможно, использование с этой целью ритмов указанных частот более целесообразно для правшей.

При анализе ВСР значимые реакции были обнаружены лишь при реальных движениях ног. У всех групп испытуемых значения RMSSD, pNN50 и NN при сгибаниях ног уменьшались относительно покоя в среднем на 19,0±2,1 мс, 27,0±4,6 мс и 216,0±42,0 мс (р<0,01). Наблюдаемые изменения ВСР могут определяться взаимодействиями моторной и премоторной коры с лимбической корой (поясной извилиной), имеющей тесные связи с вегетативными, мотивационными, эмоциогенными центрами (миндалиной, гипоталамусом) и дорсальным моторным ядром блуждающего нерва [10]. Вероятно, при движениях, сопровождающихся реальным мышечным усилием и эмоциональным напряжением, поясная извилина активнее, чем при мысленных действиях, включается в регуляцию вегетативных функций, что проявляется активацией связанных с ней мозговых структур и более заметными сдвигами ВСР.

В изменениях ВСР статистически значимых различий у лиц с разным моторным доминированием не наблюдалось, однако различия между ними проявились при анализе корреляционных связей параметров ВСР и СМ ритмов ЭЭГ. Более

многочисленные корреляции оказались характерными для правшей, причем в ситуациях воображаемых сгибаний ног. Во время мысленных действий правой ногой параметры ВСР коррелировали с ЭЭГ

правого полушария, а левой ногой - преимущественно правого и в меньшей степени левого полушария. Данные связи были как положительными, так и отрицательными (табл. 2).

Таблица 1

Изменения спектральной мощности ритмов электроэнцефалограммы в центральных отведениях при воображаемых и реальных движениях

правой и левой ног, мкВ2

Ритм Состояние Правши Левши Амбидекстры

С3 С4 С3 С4 С3 С4

ей Покой 15,3±1,9 14,1±1,3 14,7±1,7 13,8±1,2 11,2±1,8 10,5±1,4

ВСП 8,8±1,5** 6,9±0,5*** 13,1±2,6 14,6±4,4 7,2±0,8 7,6±1,2

л ч ВСЛ 8,2±1,0** 7 4±0 7*** 11,0±1,5 11,3±1,8 7,7±1,0 6,7±0,9

РСП 15,3±5,8 14,6±5,2 13,7±2,7 12,1±2,1 10,6±2,4 27,8±11,7**

РСЛ 14,8±4,3 10,4±3,5* 12,5±1,5 11,8±1,6 13,3±5,1 16,3±5,6

Бета1 Покой 14,5± 1,9 13,8±1,7 14,3±1,9 15,9±2,0 10,4±1,3 10,5±1,5

ВСП 9,0±2,0** 6,7±0,7*** 12,6±3,1 13,3±3,7 6,9±1,0 7,5±1,3

ВСЛ 7,9±1,3*** 6,6±0,8*** 10,2±2,1 11,6±2,2 9,1±2,8 7,2±1,5

РСП 16,2±5,1 15,1±4,6 13,6±3,0 11,4±2,1 10,4±2,8 20,5±8,4

РСЛ 16,1±4,8 10,4±3,7* 13,0±2,7 12,3±2,1 12,1±4,2 16,6 ± 6,2

Бета2 Покой 9,9±1,8 10,3 ± 2,2 8,0± 0,9 9,6±1,8 6,8±0,9 6,4±0,8

ВСП 6,2±1,4** 5,0±0,9** 6,7±1,5 8,8±3,5 5,1±1,0 5,2±1,2

ВСЛ 5,5±1,2*** 5,0±0,9** 5,2±0,5 6,6±1,5 6,0±1,8 5,1±1,3

РСП 7,5±3,2* 10,8±2,9 7,1±1,1 6,2±0,9 8,6±3,6 12,6±3,6*

РСЛ 7,8±3,2* 7,1±2,4* 7,7±1,5 6,5±1,0 7,8±2,7 11,1±4,7

Гамма Покой 10,9±2,8 8,7±1,6 7,4±0,9 9,5±2,1 6,9±1,1 6,6±1,2

ВСП 6,7±1,8 4,9±1,3*** 6,4±1,5 8,3±3,1 5,2±1,3 6,3±2,4

ВСЛ 5,7±1,5 4,6±1,1*** 5,1±0,5 6,6±1,5 6,9±3,1 5,9±2,5

РСП 19,2±9,5 14,2±5,8 8,2±2,1 7,3±2,3 11,1±5,5 22,3±10,7**

РСЛ 14,9±5,5 12,8±4,5 8,5±2,1 7,5±2,2 12,5±5,6 14,0±6,5

Тета Покой 12,6±1,8 13,2±2,4 12,6±2,3 13,0±3,0 9,6±1,2 8,8±1,0

ВСП 10,8±4,1 7,2±1,1** 14,8±7,4 14,3±6,9 6,9±1,3 7,6±2,5

ВСЛ 10,8±2,9 9,5±3,0** 9,0±1,7 10,7±2,0 6,4±1,3 5,5±1,1

РСП 27,0±10,3 27,0±10,1 21,1±5,9 25,6±9,6* 22,2±10,4* 23,0±7,4**

РСЛ 31,1±11,7 31,9±11,8 16,1±5,2 18,4±6,4 23,2±10,5* 19,5±6,8*

Дельта Покой 12,6±1,7 12,9±1,8 12,6±1,9 11,2±1,4 10,4±1,3 9,5±1,1

ВСП 9,0±2,3 7,1±0,9 13,9±4,4 12,6±4,3 6,7±0,9 7,6±2,2

ВСЛ 8,2±1,4 7,8±1,2 9,6±1,1 9,6±1,3 7,3±1,4 6,0±0,9

РСП 16,8±5,0 15,2±3,7 14,5±2,0 14,8±2,3 22,9±7,6** 24,2±7,8 ***

РСЛ 24,1±7,4 21,0±6,0 12,4±1,0 11,8±1,5 18,4±7,7 20,9±7,7**

Примечание: ВСП - воображение сложного движения правой ноги; ВСЛ - воображение сложного движения левой ноги; РСП - реальное движение правой ноги; РСЛ - реальное движение левой ноги; достоверность изменений относительно покоя: * - р<0,05, ** -р<0,01, *** - р<0,001

СОВРЕМЕННЫЕ ВОПРОСЫ

БИОМЕДИЦИНЫ 2023, T. 7 (2)

MODERN ISSUES OF

BIOMEDICINE 2023, Vol. 7 (2)

Таблица 2

Коэффициенты корреляции (г) между параметрами вариабельности сердечного ритма и спектральной мощности ритмов электроэнцефалограммы в центральных отведениях С3 и

С4 у правшей при воображении движений ног

Соображение движения правой ноги

Параметр ВСР Альфа-ритм Бета1-ритм Бета2-ритм Дельта-ритм Тета-ритм

С3 С4 С3 С4 С3 С4 С3 С4 С3 С4

SDNN 0,89

RMSSD 0,82

pNN50 0,82

NN 0,83

СИМ -0,91

ПАР 0,86

ИБ -0,79

Воображение движения левой ноги

Параметр ВСР Бета1-ритм Бета2-ритм Гамма-ритм Дельта-ритм Тета-ритм

С3 С4 С3 С4 С3 С4 С3 С4 С3 С4

SDNN 0,79

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

pNN50 0,74

NN 0,79

СИМ -0,73 -0,73 -0,80 -0,80 -0,73 -0,80

ПАР 0,76 0,76 0,71 0,76

ИБ -0,69 -0,69 -0,67 -0,67

Примечание: ВСР - вариабельность сердечного ритма; ББМК - стандартное отклонение NN интервалов; ЯМБББ - среднеквадратичное значение последовательных различий; рМ№50 -процент NN50 от общего количества пар NN интервалов в записи; NN - NN интервалы; СИМ - уровень симпатической активности; ПАР - уровень парасимпатической активности; ИБ - индекс Баевского; все выявленные корреляции статистически значимы с уровнем р<0,05

Что касается левшей, то более выраженные связи у них отмечались при воображении сгибания правой ноги, при этом параметры ВСР положительно коррелировали с мощностью ритмов ЭЭГ в обоих полушариях (табл. 3).

Испытуемые-амбидекстры показали самые малочисленные корреляционные связи. При воображении сгибания правой ноги у них отмечались корреляции между pNN50 и СМ бета1- и бета2-ритмов в левом отведении С3 (г=0,83; р<0,05). Во время

мысленного сгибания левой ноги проявились корреляции между индексом ПАР и СМ гамма-ритма в левом С3 и правом С4 (г=0,83; р<0,05) отведениях и тета-ритма в отведении С4 (г=0,89; р<0,05). На фоне реальных сгибаний ног корреляций у амби-декстров не наблюдалось. Исходя из этих данных, можно говорить об особенностях взаимодействия моторных и вегетативных центров у лиц с разными типами межполу-шарных взаимоотношений при реальных и воображаемых движениях.

СОВРЕМЕННЫЕ ВОПРОСЫ MODERN ISSUES OF БИОМЕДИЦИНЫ BIOMEDICINE 2023, T. 7 (2)_2023, Vol. 7 (2)

Таблица 3

Коэффициенты корреляции (г) между параметрами вариабельности сердечного ритма и спектральной мощности ритмов электроэнцефалограммы в центральных отведениях С3 и _С4 у левшей при воображении движений ног_

Воображение движения правой ноги

Параметр ВСР Альфа-ритм Бета1-ритм Бета2-ритм Дельта-ритм Тета-ритм

С3 С4 С3 С4 С3 С4 С3 С4 С3 С4

RMSSD 0,98 0,98 0,98 0,98

pNN50 0,98 0,98 0,98 0,98

ПАР 0,98

ИБ 0,98

Воображение движения левой ноги

Параметр ВСР Бета1-ритм Бета2-ритм Гамма-ритм Дельта-ритм Тета-ритм

С3 С4 С3 С4 С3 С4 С3 С4 С3 С4

NN 0,98 0,98

ПАР 0,98

Примечание: ВСР - вариабельность сердечного ритма; RMSSD - среднеквадратичное значение последовательных различий; pNN50 - процент NN50 от общего количества пар NN интервалов в записи; ПАР - уровень парасимпатической активности; ИБ - индекс Баевского; NN - NN интервалы; все выявленные корреляции статистически значимы с уровнем р<0,01

Заключение. Полученные данные позволяют считать, что активность нейронной сети, участвующей в создании двигательных программ, а также в подготовке и реализации движений нижних конечностей, имеет ряд особенностей у лиц с разными типами моторной асимметрии. Это подтверждается различиями СМ ритмов ЭЭГ у правшей, левшей и амбидекстров в ситуациях воображения и выполнения сложных движений правой и левой ногой. С учетом слабой выраженности изменений ЭЭГ при мысленных и реальных движениях ног у левшей и амбидекстров, по сравнению с правшами, и на основании концепции

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Система детектирования фаз шагательного цикла и стимуляции спинного мозга как инструмент управления локомоцией человека / Гришин А. А., Боброва Е. В., Решетникова В. В. [и др.] // Медицинская техника. - 2020. - Т. 323. - № 5. - С. 10-14.

2. Воображение движений нижних конечностей для управления системами «интерфейс мозг-компьютер» / Е. В. Боброва, В. В. Решетникова,

о динамической нейронной сети, обеспечивающей мысленные движения [11], допустимо говорить о разной степени интеграции моторных и премоторных корковых зон в регуляцию сложных движений у людей с межполушарной асимметрией и полушарным равенством. С учетом выявленных корреляций между ВСР и СМ ритмов ЭЭГ можно говорить о неоднозначном вкладе правого и левого полушарий в регуляцию сердечного ритма на этапах планирования и выполнения сложных движений ногами у представителей с разной организацией межполушарных взаимоотношений.

А. А. Фролов, Ю. П. Герасименко // Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. -2019. - Т. 69. - № 5. - С. 529.

3. EEG differentiates left and right imagined Lower Limb movement / Kline A., Gaina Ghiroaga C., Pittman D. [et al] // Gait Posture. - 2021. - Vol. 84 - pp.148-154.

4. Vedyasova, O. A. Electroencephalographic and autonomic correlates of imaginary and real movements of legs in right-handers and left-handers /

0. A. Vedyasova, K. A. Morenova, S. I. Pavlenko // Human Physiology - 2022. - Vol. 48. - № 5. - pp. 516-525.

5. Маркина, Л. Д. Межполушарная асимметрия головного мозга: морфологический и физиологический аспекты / Л. Д. Маркина, А. А. Баркар // Тихоокеанский медицинский журнал. - 2014. - №. 1. - С. 66-70.

6. EEG-based continuous hand movement decoding using improved center-out paradigm / J. Wang, L. Bi, W. Fei, K. Tian // IEEE Trans. Neural. Syst. Rehabil. Eng. - 2022. - Vol. 30. - pp. 2845-2855.

7. Pfurtscheller, G. Brisk heart rate and EEG changes during execution and withholding of cue-paced foot motor imagery / G. Pfurtscheller, T. Solis-Escalante, R. J. Barry // Front. Hum. Neuro-sci. - 2013. - № 7. - P. 379.

8. Александров, С. Г. Показатели вегетативного гомеостаза у лиц с различным типом доминирования полушарий головного мозга / С. Г. Александров, Т. М. Колбовская, М. И. Губина // Сибирский медицинский журнал. - 2014. -Т. 128. - № 5. - С. 52-54.

9. Жаворонкова, Л. А. Правши - левши: межполушарная асимметрия электрической активности мозга человека / Л. А. Жаворонкова. -Москва, 2006. - 222 c.

10. Басанцова, Н. Ю. Роль вегетативной нервной системы в развитии цереброкардиальных нарушений / Н. Ю. Басанцова, Л. М. Тибекина, А. Н. Шишкин // Журнал неврологии и психиатрии им. С.С. Корсакова. - 2017. - Т. 117. - № 11. - С. 153-160.

11. Sasaoka, T. Dynamic parieto-premotor network for mental image transformation revealed by simultaneous EEG and fMRI measurement / T. Sasaoka, H. Mizuhara, T. Inui // Journal of cognitive neuroscience. - 2014. - Vol. 26. - № 2. - P. 232.

REFERENCES

1. Grishin A.A., Bobrova E.V., Reshetnikova V.V., Moshonkina T.R., Gerasimenko Yu.P. System for detection of stepping cycle phases and spinal stimulation as a tool for regulation of human locomotion. Biomedical engineering, 2020, vol. 323, no. 5, pp. 10-14. (in Russ.)

2. Bobrova E.V., Reshetnikova V.V., Frolov A.A., Gerasimenko Yu.P. Motor imagery of lower limbs movements to control brain-computer interface. I.P. Pavlov Journal of Higher Nervous Activity,

2020, no. 50, pp. 585-592. (in Russ.)

3. Kline A., Gaina Ghiroaga C., Pittman D., Goodyear B., Ronsky J. EEG differentiates left and right imagined Lower Limb movement. Gait Posture,

2021, no. 84, pp. 148-154.

4. Vedyasova O.A., Morenova K.A., Pavlenko S.I. Electroencephalographic and autonomic correlates of imaginary and real movements of legs in righthanders and left-handers. Human Physiology, 2022, no. 48, pp. 516-525.

5. Markina L.D., Barkar A.A. Interhemispheric asymmetry of the brain: morphological and physiological aspects. Pacific Medical Journal, 2014, vol.

I, pp. 66-70. (in Russ.)

6. Wang J., Bi L., Fei W., Tian K. EEG-based continuous hand movement decoding using improved center-out paradigm. IEEE Trans. Neural. Syst. Re-habil. Eng, 2022, vol. 30, pp. 2845-2855.

7. Pfurtscheller G., Solis-Escalante T., Barry R.J., Klobassa D.S., Neuper C., Müller-Putz G.R. Brisk heart rate and EEG changes during execution and withholding of cue-paced foot motor imagery. Front. Hum. Neurosci, 2013, no. 7, p. 379.

8. Aleksandrov S.G., Kolbovskaya T.M., Gubina M.I. Vegetative homeostasis indices in people with various types of brain hemispheric dominance. Siberian Medical Journal, 2014, vol. 128, no. 5, pp. 52-54. (in Russ.)

9. Zhavoronkova L.A. Right-handers - lefthanders: interhemispheric asymmetry of the human brain's electric activity. Moscow: Nauka, 2006. 222 p. (in Russ.)

10. Basantsova N.Yu., Tibekina L.M., Shishkin A.N. A role of the autonomic nervous system in cerebro-cardiac disorders. Zhurnal Nevrologii i Psikhiatrii imeni S.S. Korsakova, 2017, vol. 117, no.

11. pp. 153-160. (in Russ.)

II. Sasaoka T., Mizuhara H., Inui T. Dynamic parieto-premotor network for mental image transformation revealed by simultaneous EEG and fMRI measurement. Journal of cognitive neuroscience, 2014, vol. 26, no. 2, p. 232.

СВЕДЕНИЯ ОБ АВТОРАХ:

Ксения Александровна Моренова - аспирант кафедры физиологии человека и животных ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева», Самара, e-mail: morenova_ks@mail.ru.

Ольга Александровна Ведясова - доктор биологических наук, профессор кафедры физиологии человека и животных ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева», Самара, e-mail: o.a.vedyasova@gmail.com.

Снежанна Ивановна Павленко - кандидат биологических наук, доцент кафедры физиологии человека и животных ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева», доцент кафедры медико-биологических дисциплин Частного учреждения образовательной организации высшего образования «Медицинский университет «Реавиз», Самара, e-mail: pavlenko.snezhanna@mail.ru.

Ирина Геннадьевна Кретова - доктор медицинских наук, профессор кафедры физиологии человека и животных ФГАОУ ВО «Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королева», Самара, e-mail: igkretova@gmail.com.

INFORMATION ABOUT THE AUTHORS:

Ksenia Aleksandrovna Morenova - Post-Graduate Student, Department of Human and Animal Physiology, Samara University, Samara, e-mail: morenova_ks@mail.ru.

Olga Aleksandrovna Vedyasova - Doctor of Biological Sciences, Professor, of the Department of Human and Animal Physiology, Samara University, Samara, e-mail: o.a.vedyasova@gmail.com. Snezhanna Ivanovna Pavlenko - Candidate of Biological Sciences, Associate Professor of the Department of Human and Animal Physiology, Samara University; Associate Professor of the Department of Biomedical Disciplines, REAVIZ Medical University, Samara, e-mail: pavlenko.snezhanna@mail.ru. Irina Gennad'evna Kretova - Doctor of Medical Sciences, Professor of the Department of Human and Animal Physiology, Samara University, Samara, e-mail: igkretova@gmail.com.

Для цитирования: Влияние профиля моторного доминирования на электроэнцефалограмму и вариабельность сердечного ритма при воображении и выполнении сложных движений ногами / К. А. Моренова, О. А. Ведясова, С. И. Павленко, И. Г. Кретова // Современные вопросы биомедицины. - 2023. - Т. 7. - № 2. DOI: 10.24412/2588-0500-2023_07_02_16

For citation: Morenova K.A., Vedyasova O.A., Pavlenko S.I., Kretova I.G. Influence of motor dominance profile on electroencephalogram and heart rate variability while imagining and performing complex leg movements. Modern Issues of Biomedicine, 2023, vol. 7, no. 2. DOI: 10.24412/2588-05002023 07 02 16

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.