Особенности биоэлектрической активности головного мозга и сердечного ритма у лиц с различной степенью поведенческой активности и эмоциональности

УДК 612.172.2:159.9

ОСОБЕННОСТИ БИОЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ГОЛОВНОГО МОЗГА И СЕРДЕЧНОГО РИТМА У ЛИЦ С РАЗЛИЧНОЙ СТЕПЕНЬЮ ПОВЕДЕНЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ И ЭМОЦИОНАЛЬНОСТИ

Е.Н. Караваева, О.Г. Солдатова, Ю.С. Пац, Ю.И. Савченков Красноярский государственный медицинский университет им. проф. В.Ф. Войно-Ясенецкого, г. Красноярск

Проведено исследование вариабельности сердечного ритма у молодых здоровых лиц с различными типологическими особенностями личности. Установлено, что исходно более высокий уровень функционирования регуляторных механизмов у лиц с выраженным компонентом интенсивности поведения, особенно у женщин, не обеспечивает типичных реакций на функциональную нагрузку и ограничивает эффективность адаптационных процессов. Сделано заключение, что темпераментальные особенности влияют на уровень напряженности функционирования органов и систем организма, его адаптивных возможностей. Сопоставление данных ЭЭГ с данными психологического тестирования выявило у мужчин в левом полушарии, а у женщин в обоих полушариях усиление амплитуды в альфа-диапазоне в группах с низко эмоциональным типами темперамента и относительно меньшую амплитуду бета-ритма у среднеэмоциональных субъектов.

Ключевые слова: сердечный ритм, темперамент, электроэнцефалография.

Известно, что сердечно-сосудистая система одной из первых включается в процесс приспособления организма к меняющимся условиям окружающей среды, а изменения ее параметров могут служить критериями эффективности адаптивных реакций [1], которые во многом обусловлены свойствами вегетативной нервной системы. Высказываются предположения о существовании генетически заложенного «индивидуального портрета» механизмов вегетативной регуляции [5]. При этом совокупность физических и физиологических свойств индивида, закрепленных в его наследственном аппарате, согласно концепции индивидуальности В.М. Русалова [7], лежит в основе темперамента, являющегося биологически обоснованным ядром индивидуальности личности. Существование в психике человека устойчивых обобщенных динамико-энергетических характеристик (темперамента), формирующихся в деятельности на основе биологических факторов, позволяет человеку адекватно реагировать на возмущения окружающей среды. Именно в этом, по нашему мнению, во многом состоит приспособительная роль темперамента. Поэтому несомненный научный интерес представляет выявление особенностей параметров интегральных показателей эффективности адаптивных реакций организма у лиц с разными типами темперамента.

К настоящему времени накоплены достаточно убедительные сведения о том, что индивидуальнопсихологические особенности личности находят

свое отражение в пространственно-временной организации электроэнцефалограммы (ЭЭГ) [3, 4], являющейся одним из объективных методов исследования функционального состояния мозга человека. ЭЭГ является сложной комплексной, но достаточно стабильной характеристикой деятельности мозга индивида [9]. Несмотря на существенный прогресс в изучении наследственно обусловленных паттернов ЭЭГ и темперамента, до настоящего времени многие вопросы этой проблемы не нашли удовлетворительного решения, в частности, не ясны особенности ЭЭГ-активности у лиц с различными проявлениями черт темперамента.

Материалы и методы. Исследование вариабельности сердечного ритма (ВСР) проводилось методом кардиоинтервалографии на аппаратно-программном комплексе «Уа1е1йа» в условиях покоя и при нагрузке - клиноортостатической пробе (КОП). Фиксировались и оценивались следующие показатели вариабельности сердечного ритма: частота сердечных сокращений (ЧСС), индекс напряжения регуляторных систем (стресс-индекс, ИН), среднее значение мощности спектра высокочастотного компонента ВСР (БВ), среднее значение мощности спектра низкочастотного (МВ-2) и очень низкочастотного (МВ-1) компонента ВСР, число пар кардиоинтервалов с разностью более 50 мс в % к общему числу кардиоинтервалов в массиве (^NN50), а также индекс централизации (ИЦ). Индекс выраженности поведенческих проявлений

(ИВПП), который представляет собой сумму таких темпераментальных черт, как общая активность, настроение, чувствительность, интенсивность, определяемых с использованием опросника DOTS [11], вычислялся по методике Е.Ю. Петросян [6]. По результатам типирования выделялись три группы: лица интенсивные (ИН), с высоким ИВПП, адекватные (АД), со средним ИВПП, и спокойные (СП), с низким ИВПП. Для выявления эмоциональности применяли «Опросник структуры темперамента» (ОСТ) Русалова В.М. [8]. Всего обследовано 175 практически здоровых мужчин и 235 женщин в возрасте 18-22 лет.

Для анализа биоэлектрической активности головного мозга использовали электроэнцефалограммы (ЭЭГ), снятые по традиционной схеме 10/20 с применением стандартного набора провоцирующих проб (гипервентиляция, фото- и фоностимуляция). Оценивались амплитуда и индекс основных ритмов - альфа-, бета-, тета- и дельта, асимметрия показателей и наличие пароксизмальной активности.

Для вычисления значимости отличий величин указанных параметров использовался Т-критерий Стьюдента, отличия считались значимыми при р < 0,05. Корреляция между показателями сердечной деятельности и темперамента рассчитывалась по Пирсону.

Результаты и обсуждение. Полученные результаты представлены в табл. 1. Установлено, что в состоянии покоя для «интенсивных» лиц, с высоким индексом выраженности поведенческих проявлений (ИВПП), характерен более высокий индекс напряжения (ИН) и индекс централизации (ИЦ) по сравнению с мужчинами адекватными и тем более спокойными, что сопровождается депрессией БВ. Считается, что такие сдвиги свидетельствуют о преобладании у них активности центрального контура регуляции над автономным [2].

Как у мужчин, так и у женщин, с учетом уровня р№450 и БВ, выявлена следующая зависимость: у лиц со спокойными типами темперамента в большей степени, чем у интенсивных - выражено преобладание парасимпатического звена регуляции над симпатическим. Преобладание парасимпатической компоненты у спокойных лиц указывает на более экономичный и эффективный уровень функционирования адаптационных процессов [10].

Анализ половых различий данных ВСР в исследуемых группах в покое показал, что у всех женщин по сравнению с мужчинами, существенно снижены МВ-1 и ИЦ при несколько более высоком ИН. У «интенсивных» женщин выше, чем в других группах, ИН и ИЦ, а уровень ИН у них превышает даже соответствующие показатели мужчин.

В целом, исследованная нами популяция женщин по данным ВСР демонстрирует большую напряженность механизмов адаптации у «интенсивных» лиц с высоким ИВПП.

Проведение функциональной нагрузки выявило некоторые особенности механизмов регуляции сердечного ритма у лиц в различных исследуемых группах. В частности, реакция на нагрузку у спокойных и адекватных мужчин и женщин характеризуется ростом ЧСС, индексов централизации, напряжения и мощности МВ-2 при снижении мощности БВ и рИШО. Такой сдвиг параметров ВСР свидетельствует о реализации типичных реакций на функциональную нагрузку, заключающихся в усилении активности центральных регуляторных влияний и росте активности вазомоторного центра. В то же время, «интенсивные» мужчины и женщины не дают такой динамики показателей. Обусловлено это, видимо, исходно более высоким уровнем функционирования регуляторных механизмов у лиц с выраженным компонентом интенсивности поведенческих реакций.

Таблица 1

Показатели ВСР в покое у лиц с разной поведенческой активностью

Группы ИВПП СП - спокойные

Показатели Женщины п = 47 Мужчины п = 25 Женщины п= 134 Мужчины п= 101 Женщины п = 54 Мужчины п = 49

ЧСС 73,3 ± 2,8 68,8 ± 2,4 74,4+1,9 70,4 ± 2,0 73,1 ±2,9 74,0 ± 3,2

pNN50 32,4 ± 0,05 34,5 ± ОД* 29,2 ± 0,08 30,8 ± 0,1 29,5 ± 0,05 28,4 ± 0,08

БВ 1482 ±98* 1807 ± 96* 1144 ± 72 1296 ±78 1037 ± 46** 1220 ±72**

МВ-2 532,1 +38* 546,9 ± 45* 307,5 ± 24 797,3 ± 47 410,6 ±48* ** 465,5 ± 33*

МВ-1 514,9 ± 36,9 1185 ±80,7 504 ± 42,0 1483 ± 92,5 580 ± 47,4 1250 ±128

ИН 104,5 ± 11 75,5 ± 1,3* 102,5 ± 11,3 99,4 ± 1,3 121,4 + 5,9 117 ±3,5**

ИЦ 1,0 ± 0,06 1,3 ± 0,06* 1,0 ± 0,02 1,67 ± 0,07 1,5 ± 0,05** 3,2 ± 0,2* **

Примечания: 1. * р < 0,05 при сравнении показателей СП и ИН респондентов с показателями лиц СП; ** р < 0,05 при сравнении показателей между СП и ИН. 2. Жирным шрифтом выделены значимые отличия между мужчинами и женщинами в каждой группе активности (р < 0,05).

Интегративная физиология

Таблица 2

Анализ биоэлектрической активности головного мозга у женщин и мужчин в зависимости от эмоциональности

Показатели ВЭ - высокоэмоциональные СЭ - среднеэмоциональные НЭ - низкоэмоциональные

Ж п = 42 М п = 23 Ж п= 120 М п= 101 Ж п = 73 М п = 51

Левое полушарие Альфа-ритм (амплитуда макс., мкВ) 49,4 ± 8,1 49,2 ± 4,5 53,2 ±2,3 42,3 ± 8,1 50,1 ± 14 53,4 ± 7,2

Альфа-ритм (амплитуда средн., мкВ) 22,1 ± 0,8 18,1 ± 2,3** 22,4 ± 0,7 22,3 ± 3,2 26,2 ± 4,7 37,1 ± 6,6*

Альфа-ритм (доминир. частота, Гц) 9,6 ± 0,4 11,5 ±0,2 9,6 ±0,1 9,8 ±0,8 8,8 ± 0,7 10,2 ± 1,2

Бета-ритм низкочастотн. (ампл., мкВ) 42,1 ± 2,7* 23,1 ±7,2 27,3 ± 1,2 19,2 ±4,3 38,3 ± 5,1** 24,5 ± 1,2

Бета-ритм высокочастотн. (ампл., мкВ) 30,2 ± 1,2 15,4 ±4,1 32,7 ±5,9 22,4 ±3,3 32,6 ±3,1 27,4 ± 3,8**

Правое полушарие Альфа-ритм (амплитуда макс., мкВ) 47,9 ± 4,3 45,8 ±9,1 55,9 ± 4,3 47,2 ± 5,4 49,4 ± 5,1 57,9 ± 7,3

Альфа-ритм (амплитуда средн., мкВ) 29,2 ± 1,5 23,2 ± 4,2 22,1 ±0,5 22,7 ± 5,5 31,1 ±3,2 18,4 ±4,1

Альфа-ритм (доминир. частота, Гц) 11,1 ±0,3 10,9 ± 1,2 9,9 ± 0,9 9,6 ±1,1 8,8 ±0,5 9,8 ± 1,1

Бета-ритм низкочастотн. (ампл., мкВ) 28,6 ±2,1 17,8 ±3,1 31,2 ±3,7 17,3 ±4,2 35,0 ± 3,2 19,3 ± 5,2

Бета-ритм высокочастотн. (ампл., мкВ) 17,4 ± 9,3 34,1 ±2,4 38,3 ± 5,2 17,4 ±8,7 40,1 ±5,1** 21,6 ±4,2**

Примечания: 1. * р < 0,05 при сравнении различий ВЭ и НЭ с группой лиц со средней эмоциональностью; ** р < 0,05 при сравнении различий между ВЭ и НЭ. 2. Жирным шрифтом выделены значимые отличия между мужчинами и женщинами в каждой группе активности (р < 0,05).

Это может ограничивать приспособительные возможности регуляторных механизмов при воздействии на организм широкого спектра нагрузок.

При анализе БЭА головного мозга в зависимости от темперамента также были выявлены некоторые различия между группами мужчин и женщин с разными темпераментальными свойствами. Так, у мужчин с низкой эмоциональностью наблюдается достоверное увеличение максимальной амплитуды ЭЭГ в альфа-диапазоне в правом полушарии и уменьшение амплитуды низкочастотного бета-ритма в обоих полушариях (табл. 2). И у женщин, и у мужчин со среднеэмоциональным темпераментом регистрируется относительно меньшая амплитуда низкочастотного бета-ритма в левом полушарии, по сравнению с высоко- и низкоэмоциональными респондентами.

Интересно, что значимые гендерные отличия во всех трех группах лиц с разной эмоциональностью сохраняются лишь в отношении показателей бета-ритма. Стандартные провоцирующие пробы (гипервентиляция, фото- и фоностимуляция) не выявили значимых отличий в показателях ЭЭГ в изучаемых группах респондентов.

Следует также отметить, что в ходе анализа когерентности было выявлено увеличение мощности и числа корреляционных связей в альфа- и бе-та-диапазонах во фронтальных и теменных отве-

дениях в группе высокоэмоциональных респондентов обоего пола. При этом, чем более выражена эмоциональность, тем меньшие амплитудные характеристики ЭЭГ-волн демонстрирует субъект. Коэффициент корреляции г в этих группах колебался от -0,70 до -0,86. Высокая когерентность указывает на то, что биоритмы фронтальных и теменных зон мозга синхронизированы, особенно у высокоэмоциональных субъектов.

Заключение. Таким образом, полученные нами результаты свидетельствуют о влиянии типологических особенностей личности (темперамента), особенно выраженности поведенческих проявлений, на уровень напряженности функционирования органов и систем организма, его адаптивных возможностей. Сопоставление данных ЭЭГ с данными психологического тестирования выявило у мужчин в левом полушарии, а у женщин в обоих полушариях усиление амплитуды в альфа-диапазоне в группах с низкоэмоциональным типами темперамента и относительно меньшую амплитуду бета-ритма у среднеэмоциональных субъектов. Наибольшее напряжение активности мозга отмечено у высокоэмоциональных субъектов. При прогнозе адаптивных возможностей организма у лиц, направляемых в среду с новыми экологическими нагрузками необходимо, по всей вероятности, учитывать темпераментальные особенности личности.

Литература

1. Баевский, P.M. Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и возможности клинического применения / P.M. Баевский, Г.Г. Иванов // Ультразвуковая и функциональная диагностика. - 2001. -№3. - С. 106-127.

2. Баевский, P.M. Холтеровское мониториро-вание в космической медицине: анализ вариабельности сердечного ритма / P.M. Баевский, Г.А. Никулина //Вест, аритмологии. -2000. -№ 16. - С. 6-16.

3. Биопотенциалы мозга человека (математический анализ)/B.C. Русинов, О.М. Гриндель, Г.Н. Болдырева, Е.М. Вакар. - М.: Медицина, 1987. — 254 с.

4. Биоэлектрическая активность мозга человека у представителей различных типов темперамента / В.М. Русалов, М.Н. Русалова, И.Г. Калашникова и др. // Журнал высшей нервной деятельности. —1993. - Т. 43, № 3. - С. 530-542.

5. Лаврова, Н.Ю. Вариабельность ритма сердца у детей младшего школьного возраста под влиянием умственной и физической нагрузок / Н.Ю. Лаврова, Е.Д. Синяк, Н.И. Шлык // Вариабельность сердечного ритма: теоретические аспекты и практическое применение: тез. докл. междунар. симп. — Ижевск, 2003. — С. 23-27.

6. Петросян, Е.Ю. Метод определения частных ВП-типов темперамента по результатам исследования его черт по А. Томасу / Е.Ю. Петросян, Ю.И. Савченков // Сибирское медицинское обозрение. - 2009. —М 5. - С. 35—38.

7. Русалов, В.М. О природе темперамента и его месте в структуре индивидуальных свойств человека / В.М. Русалов // Вопр. психологии. - 1985. -№ 1. - С. 19-31.

8. Русалов, В.М. Опросник формально-динамических свойств индивидуальности (ОФДСИ): метод, пособие/В.М. Русалов. - М., 1997.

9. Свидерская, НЕ. Влияние свойств нервной системы и темперамента на пространственную организацию ЭЭГ / НЕ. Свидерская, Т.А. Королькова // Журнал высшей нервной деятельности. -1996. - Т. 46, № 4. - С. 689-691.

10. Щукина, О.Б. Количественная хронобио-логическая оценка вегетативной нервной системы как критерий прогноза и выбора лечения при дуоденальных язвах: автореф. дис. ... канд. мед. наук / О.Б. Щукина. - СПб., 1997. -21с.

11. Thomas, A. Temperament and clinical practice / A. Thomas, S. Chess // New York: Guiford Publishers, 1995. -207 p.

Поступила в редакцию 1 ноября 2010 г.