Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Психологические науки
Психофизиология

Диссертационная работа:

Козлова Ирина Юрьевна. Электроэнцефалографические корреляты успешности когнитивной деятельности : диссертация ... кандидата медицинских наук : 19.00.02 / Козлова Ирина Юрьевна; [Место защиты: ГОУВПО "Военно-медицинская академия"].- Санкт-Петербург, 2010.- 128 с.: ил.

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ 4

ВВЕДЕНИЕ 5

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ 11

  1. Мозговое обеспечение психической деятельности 11

  2. Современные представления о мозговых механизмах

когнитивной деятельности 30

ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИЯ, МЕТОДИКИ И ОБЪЕМ

ИССЛЕДОВАНИЯ 51

  1. Организация исследования 51

  2. Объем исследования 52

  3. Методики исследования 53

  1. Методики оценки психических процессов 53

  2. Методики оценки психического состояния 56

  3. Методики оценки психических свойств личности 57

  4. Методики оценки физиологического уровня функционального состояния организма 57

  5. Методики статистической обработки данных исследования 64

ГЛАВА 3. РЕЗУЛЬТАТЫ СОБСТВЕННОГО ИССЛЕДОВАНИЯ 67

  1. Общие закономерности динамики электроэнцефалографического паттерна при выполнении когнитивной деятельности 69

  2. Динамика локализации фокусов мозговой активности в высокочастотных диапазонах у испытуемых с высокой

эффективностью когнитивной деятельности 90

3. 2. 1 Динамика локализации фокусов мозговой активности в фоновом

состоянии 90

3. 2. 2 Динамика локализации фокусов мозговой активности при

деятельности, связанной с вычислительными операциями 90

3. 2. 3 Динамика локализации фокусов мозговой активности при

деятельности с преобладанием вербально-логического компонента 95

3. 2. 4 Динамика локализации фокусов мозговой активности при

деятельности с преобладанием наглядно-образного компонента 100

3. 3 Динамика локализации фокусов мозговой активности в высокочастотных диапазонах у испытуемых с высокой эффективностью выполнения одного вида деятельности и низкой

эффективностью выполнения двух других видов деятельности 106

3.3.1 Динамика локализации фокусов мозговой активности при

успешном выполнении методики «Арифметический счет» 106

3. 3. 2 Динамика локализации фокусов мозговой активности при

успешном выполнении методики «Вербальная память» 109

3.3.3 Динамика локализации фокусов мозговой активности

при успешном выполнении методики на пространственно-образное

воображение «Кубы» 112

3. 4 Динамика локализации фокусов мозговой активности в высокочастотных диапазонах у испытуемых с низкой эффективностью

когнитивной деятельности 114

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 116

ВЫВОДЫ 125

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 126

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 127

ПРИЛОЖЕНИЕ 144

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ

ВПР - вегетативный показатель ритма;

ВСР - вариабельность сердечного ритма;

ГА - градиент активации;

ДАД - диастолическое артериальное давление;

ЖЕЛ — жизненная емкость легких;

ЗГ - закрывание глаз;

ИВР - индекс вегетативного равновесия;

ИН - индекс напряжения;

ИФИ - индекс функциональных изменений;

КАС - кортикальная активационная система;

КГР - кожно-гальванический рефлекс;

КРГ - кардиоритмограмма;

МТ- вес;

ОГ - открывание глаз;

П - пластичность;

ПАПР - показатель адекватности процессов регуляции;

ПД - пульсовое артериальное давление;

Р - рост;

РТГ - ритмотопограмма;

САД - систолическое артериальное давление;

САН - самочувствие, активность, настроение;

СП - социальная пластичность;

СТ - ситуационная тревога;

СцТ — социальный темп;

СЭМ - социальная эмоциональность;

СЭР - социальная эргичность;

Т - темп;

ФА - фокус мозговой активности;

ФКА - фазный компонент активации;

ФС - функциональное состояние;

ЧДД - частота дыхания;

ЧСС - частота сердечных сокращений;

ЭМ - эмоциональность;

ЭР - предметная эргичность;

ЭЭГ - электроэнцефалография;

HF — высокочастотная компонента сердечного ритма;

LF - низкочастотная компонента сердечного ритма;

VLF - сверхнизкочастотная компонента сердечного ритма;

LF/ HF - коэффициент вагосимпатического баланса.

Введение к работе:

коммуникационных структур и быстрым ростом объемов необходимых профессиональных знаний. В таких системах существенно изменяется специфика и характер трудовой деятельности человека, значительно увеличивается нагрузка, повышаются требования к его надежности и ответственности за принятие правильных решений. В свою очередь, это обстоятельство предъявляет новые требования к совершенствованию форм и методов обучения как начального, так и реализуемого в течение всей активной жизни современного человека [24].

Естественно, что в этих условиях настоятельной необходимостью становится более углубленное изучение всего спектра объективных показателей, и, в первую очередь, физиологических и психофизиологических, с помощью которых можно было бы контролировать, прогнозировать и при необходимости корректировать функциональное состояние организма человека.

Имеющиеся литературные данные свидетельствуют о том, что во второй половине XX века, особенно в 60 - 80-е годы, достигнуты значительные успехи в области изучения использования ЭЭГ- сигналов как показателей ФС мозга человека и животных и накоплен огромный фактический материал, послуживший основой ряда крупных теоретических обобщений [43, 1, 37, 51, 6, 27, 8, 26, 19].

Известно, что высокомотивированный обучающийся может поддерживать за счет своих внутренних функциональных резервов качество обучения или деятельности на достаточно высоком уровне в течение длительного времени. Однако возникающее при этом значительное ухудшение ФС мозга может оказаться чрезмерной ценой, которую

приходится «платить» за это качество, так что, в конечном итоге, весьма вероятным становится либо непрогнозируемый срыв деятельности, либо накопление негативных последствий, также снижающих эффективность обучения и надежность деятельности [83]. С другой стороны, в настоящее время общепринятым является представление о том, что динамика таких процессов, как внимание, память, мышление и т.д., определяющих качество профессиональной деятельности человека, первично находит свое отражение в изменениях функционирования нервных структур мозга, откуда следует важнейшая роль исследования пространственно-временной организации электрической активности и, в частности, электроэнцефалограммы для диагностики ФС. Это необходимо как для проверки различных теоретических представлений о природе и функциональной значимости ЭЭГ, так и для решения прикладных задач, связанных с оценкой и прогнозированием тех ЭЭГ - показателей, которые, предположительно, отражают определенные стороны перцептивной и логико-мнестической деятельности человека [12].

Необходимость решения как теоретических вопросов, так и практических задач, связанных с профессиональным отбором и обучением специалистов, разработкой устройств диагностики, прогнозирования и коррекции ФС людей, работающих в составе биотехнических систем, делает проблему оценки и описания с разных сторон особенностей пространственно-временной организации ЭЭГ - активности для разных ФС весьма актуальной.

Электроэнцефалография входит в число наиболее распространенных методов исследований функциональных состояний головного мозга человека. По пространственно-временной организации биоэлектрической активности в диапазоне ЭЭГ определяют изменения состояния мозга в соотношении с протеканием того или иного вида приспособительной деятельности [45, 85, 8].

Метод ЭЭГ практически повсеместно используется в клинической практике, при этом несомненны успехи феноменологического описания ЭЭГ

и вызванных потенциалов [25, 26, 8, 58]. В основном изучаемую с помощью ЭЭГ область составляют патологические состояния головного мозга.

Несмотря на это, до настоящего времени существуют крайние точки зрения относительно того, что отражает суммарная электрическая активность мозга. При этом некоторые исследователи считают, что в ЭЭГ находит отражение деятельность важнейших регуляторных механизмов, а основные ритмы ЭЭГ отражают существенные аспекты целостной деятельности мозга. Другие отрицают функциональную значимость ритмов ЭЭГ и признают за ними не более, чем роль индикаторов грубых изменений, в первую очередь органических поражений мозговой ткани.

Исследования ЭЭГ человека при решении интеллектуальных задач немногочисленны и противоречивы. Осуществление интеллектуального задания у испытуемых с различными фоновыми показателями глобальной пространственно-временной организации потенциалов коры протекает на фоне разного нейрофизиологического обеспечения [104].

В самом деле, в настоящее время паттерны ЭЭГ, ее ритмы не удается связать с тонкими явлениями психики человека. Но с другой стороны, имеется и достаточно избирательный экспериментальный материал, указывающий на связь целого ряда психических процессов или состояний, таких, например, как состояния сознания и его потери, бодрствования, внимания, эмоций и т.д. с ритмами ЭЭГ и их спецификой. Причем использование более совершенных методов анализа, учет индивидуальных особенностей позволяет получать все больше убедительных фактов в пользу высокой значимости электрических ритмов мозга человека для текущей оценки и прогнозирования ФС.

Огромное количество информации, закодированное в биоэлектрической активности мозга определяет неоднозначность, а во многом и противоречивость в оценке нейрофизиологических механизмов паттернов ЭЭГ. Сложность нейрофизиологической интерпретации ЭЭГ-феноменов заключается еще и в том, что в ЭЭГ отражается работа всей

совокупности нейронов, объединенных в нейрональные системы. Изучая биоэлектрическую активность мозга, основное внимание уделяют выявлению общих закономерностей ее пространственно-временной организации.

Значительно меньше работ посвящено описанию динамических характеристик пространственно-временной организации биоэлектрической активности мозга человека в конкретных условиях его жизнидеятельности. Это определяется, по-видимому, необходимостью анализировать большие массивы информации, а также известными методическими сложностями непрерывной качественной регистрации ЭЭГ бодрствующего человека.

Остается также далеким от разрешения вопрос о топографических паттернах активационных и тормозных процессов, составляющих физиологическую основу интеллектуальных действий человека [150].

Следует также отметить, что существуют достаточно разноречивые данные в отношении ритмов ЭЭГ при выполнении когнитивной деятельности.

Исследование психофизиологических коррелятов эффективности целенаправленной деятельности человека является актуальной проблемой современной физиологии [82]. В решении этой проблемы представляется важным выявление взаимосвязи между эффективностью результативной интеллектуальной деятельности человека и индивидуальными особенностями ее физиологического обеспечения, проявляющимися в характеристиках электроэнцефалограммы.

Таким образом, судя по доступной литературе, работы, обобщающие сложившееся представления о природе ЭЭГ, о функциональной роли процессов в отдельных частотных диапазонах, о локальной и пространственной организации ЭЭГ, при всей их несомненной полезности все же не позволили выработать общепринятое понимание функционального значения хотя бы основных локальных и пространственных показателей ЭЭГ, их взаимонезависимости или же взаимообусловленности, пригодное для плодотворного применения в многочисленных современных

исследованиях спонтанной и индуцированной ЭЭГ применительно к различной умственной (когнитивной и эмоциональной) деятельности.

Цель исследования: Оценка особенностей пространственно-временной организации биоэлектрической активности головного мозга в процессе когнитивной деятельности в зависимости от ее профиля и успешности.

Основные задачи исследования:

  1. Провести фоновое исследование спонтанной биоэлектрической активности головного мозга у испытуемых и выбрать группу с одинаковым типом ЭЭГ.

  2. Оценить функциональное состояние организма испытуемых.

  3. Провести регистрацию биоэлектрической активности головного мозга и других показателей функционального состояния организма в ходе выполнения когнитивных нагрузок различного профиля.

  4. По результатам когнитивной деятельности выделить группы успешных и неуспешных испытуемых и оценить специфику динамики фокусов мозговой активности.

  5. Выявить особенности динамики фокусов мозговой активности в зависимости от профиля решаемой когнитивной нагрузки. Основные положения, выносимые на защиту.

  1. Когнитивная деятельность вне зависимости от ее специфики наиболее успешна при наличии выраженной пространственно-временной динамики фокусов мозговой активности в альфа-, бета- и гамма-диапазонах между симметричными зонами коры полушарий и передне-задними областями.

  2. Локализация фокусов мозговой активности определяется видом ( когнитивной деятельности, их динамика характеризуется существенными различиями при вербально-логической деятельности, решении пространственных задач и работе, связанной с вычислительными операциями.

Научная новизна: Определено, что наиболее общими закономерностями пространственно-временной организации мозговой деятельности при выполнении когнитивных нагрузок являются наличие нескольких фокусов мозговой активности, взаимные переходы волновой активности в альфа-, бета- и гамма-диапазонах между симметричными зонами коры полушарий и передне-задними областями.

Доказано, что когнитивная деятельность наиболее успешна при наличии выраженной пространственно-временной динамики фокусов мозговой активности, при низкой эффективности когнитивной деятельности закономерностей в динамике пространственно-временной организации биоэлектрической активности головного мозга не определено.

Выявлены устойчивые оптимальные типы кортико-активационной структуры характерные для различных видов когнитивной деятельности. Установлено, что деятельность, связанная с вычислительными операциями, характеризуется преимущественной локализацией фокусов мозговой активности в лобной области слева, билатеральным включением затылочных областей; при вербально-логической деятельности превалирует тип кортико-активационной структуры с лобной левой ориентацией фокусов мозговой активности с включением активированной зоны Брока; при решении пространственных задач преобладает тип кортико-активационной структуры с локализацией фокусов активности в правой лобной области, активацией правых теменных и затылочных областей.

Практическая значимость. Показана возможность прогнозирования эффективности когнитивной деятельности по текущему функциональному состоянию головного мозга человека. В частности, по наличию или отсутствию определенной динамики ФА можно судить об успешности человека в том или ином виде когнитивной деятельности. Полученные данные можно использовать в качестве контроля выработки навыка в решении сложных задач определенного профиля когнитивной деятельности.


© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net