Нейрофизиологические механизмы торможения произвольных движений у лиц юношеского и зрелого возраста с различным уровнем внимания, импульсивности и гиперактивности

Методика. В исследовании приняли участие 21 здоровый испытуемый (1-я группа) и 19 лиц с СДВГ (2-я группа) юношеского и зрелого возраста. Для выявления роли торможения в организации произвольных движений у лиц с различным уровнем импульсивности и гиперактивности были исследованы возбудимость первичной моторной коры и картирование мощности спектра ЭЭГ в состоянии покоя и при реализации движения в парадигме GO/NOGO.

У испытуемых двух групп в состоянии покоя с закрытыми глазами, при GO и NOGO ответах посредством парных зрительных стимулов, определялась возбудимость первичной моторной коры магнитным стимулятором «НейроМС» через 150 мс после разрешающего или запрещающего сигнала. Продолжительность магнитного стимула составляла 350 мкс. Вызванные мышечные ответы (ВМО) M. Adductor polеicis brevis регистрировались посредством электромиографа «Нейромиан». Регистрация электроэнцефалограммы (ЭЭГ) проводилась через 20—30 минут после исследования транскраниальной магнитной стимуляции с учетом локализации моторной зоны (С3), в условиях активного покоя с закрытыми глазами и при GO/NOGO ответах с открытыми глазами. Для индикации движения на одном канале регистрировалась электромиограмма M. Adductor Policis brevis в частотном диапазоне 4-150 Гц.

Для выявления взаимосвязи возбудимости первичной моторной коры и пространственно-временных параметров ЭЭГ в GO/NOGO ответах проводился сравнительный анализ усредненных топографических карт в покое с закрытыми глазами и при психоэмоциональном напряжении испытуемого, ожидающего разрешающий или запрещающий сигнал реализации произвольного движения. Достоверность различий определялась непараметрическим методом Манна-Уитни и посредством дисперсионного анализа (Statistica 6).

Результаты исследования и их осуждение. Область проекции отведения С3, в которой определялись максимальные значения вызванных моторных ответов M. Adductor Policis brevis при магнитной стимуляции лиц с синдромом дефицита внимания с гиперактивностью была существенно больше, чем у здоровых испытуемых. Однако средние значения латентного периода (22,4±3,3 и 21,5±4,1 мс, Р>0,05) и амплитуды (2,18±0,23 и 2,23±0,15 мВ, Р>0,05) вызванных моторных ответов в состоянии покоя существенно не различались между 1 и 2 группами соответственно (рисунок 1).

Ответ GO на значимый стимул сопровождался повышением в 2 раза амплитуды ВМО у испытуемых 1 и 2 группы по сравнению с состоянием покоя (4,6±0,8: 4,2±0,7 мВ и 2,18±0,23 и 2,23±0,15 мВ, Р<0,05) и снижением латентного периода (18,3±3,2; 19,2±4,1 мс и 22,4±3,3 и 21,5±4,1 мс, Р<0,05). Достоверных различий исследуемых показателей между группами не выявлено. При NOGO ответе на незначимый стимул амплитуда ВМО у здоровых испытуемых снижалась в 2 раза по сравнению с состоянием покоя (1,05±0,1 и 2,18±0,23 мВ, Р<0,05). У лиц с СДВГ латентный период и амплитуда вызванных моторных ответов не изменялись. Стабильные характеристики ВМО в состоянии покоя при их повторном определении после GO и NOGO ответов являются объективным критерием изменений в исследуемых экспериментальных ситуациях.

Для получения достоверных результатов усредненные топографические карты пространственного распределения мощности спектра ЭЭГ сравнивали между собой в исследуемых частотных диапазонах. Кроме мощности топографических карт анализировались функциональные когерентные связи с левым моторным отведением, отражающим реализацию движения.

У здоровых испытуемых при выполнении движения по сравнению с состоянием покоя мощность спектра ЭЭГ в диапазоне 4-7 Гц практически не менялась (рисунок 2). Однако положительные когерентные связи обнаруживались между левым моторным отведением и центральными передними, правыми префронтальной, височной, премоторной зонами. В диапазоне 8-10 Гц в большинстве отведений наблюдалось снижение мощ-

Рисунок 2. Усредненные топографические карты мощности спектра ЭЭГ и когерентность с левым моторным отведением (С3) у здоровых испытуемых при вычитании из GO ответа топографических карт в состоянии покоя с закрытыми глазами

4-7 Гц

8-10 Гц

11-13 Гц

14-24 Гц

25-35 Гц

36-47 Гц

ности спектра ЭЭГ и когерентности, преимущественно, с левыми передними отделами. В диапазоне 11-13 Гц возрастала связь с правыми фронтальной, премоторной и затылочной областями, в диапазоне 14-24 Гц – с левой фронтальной, правыми моторной, нижнетеменной и центральными зонами на фоне значительного усиления мощности спектра ЭЭГ в левых и центральных соматосенсорных, теменных и затылочной областях. В диапазоне 25-35 Гц фокус мощности спектра смещался в зоны правой гемисферы, максимально проявляясь во фронтальном отведении, при этом когерентные связи не обнаруживались. В диапазоне 36-47

Гц на фоне значительного усиления мощности спектра в большинстве отведений усиливалась когерентность с центральной префронтальной и снижалась с левой затылочной, правыми височной и нижнетеменной областями.

При NOGO ответе на запрещающий сигнал у здоровых испытуемых, по сравнению с состоянием покоя, в диапазоне 4-7 Гц наблюдалось усиление мощности спектра в левой височной зоне и положительные когерентные связи левой моторной зоны с большинством центральных, правыми фронтальной и премоторной областями, снижение – с левой нижнетеменной (рису- нок 3). В диапазоне 8-10 Гц в левой префронтальной области возникало снижение мощности спектра, отрицательная когерентность обнаруживалась с центральной фронтальной, правой нижнетеменной областями, положительная – с правой префронтальной. Однако в 1113 Гц наблюдались положительные когерентные связи, преимущественно с отведениями задних областей, на фоне их снижения с правыми нижнетеменной и задневисочной зонами. Диапазоны 14-35 Гц характеризовались значительным усилением мощности спектра ЭЭГ в левых отведениях FT7, TP7 и T5. В 14-24 Гц положительная когерентность возникала только с областью вертекса. В диапазонах 25-47 Гц отведение С3 находилось в центре отрицательных когерентных связей с правой фронтальной и премоторной, нижнетеменной зонами левой гемисферы.

У лиц с нарушением внимания, импульсивностью и гиперактивностью при реализации движения, по сравнению с состоянием покоя, обнаруживались изменения мощности спектра ЭЭГ и когерентных связей между моторной зоной левой гемисферы и отведениями коры больших полушарий, которые существенно отличались от аналогичных карт здоровых испытуемых в этих экспериментальных условиях (рисунок 4). В диапазоне 4-7 Гц возникало усиление мощности спектра в левых фронтальной, моторной, соматосенсорной, передне-, задневисочных и центральных отведениях. Положительная когерентность возникала с левой фронтальной и центральной префронтальной зонами. В диапазоне 8-10 Гц в большинстве отведений мощность спектра ЭЭГ снижалась, однако обнаруживались положительные когерентные связи с левой задневисочной, центральной соматосенсорной и правыми височными областями. В 11-13 Гц уменьшение мощности сохраня- лось в зонах левого полушария, а когерентность усиливалась с правыми префронтальной, премоторной, моторной зонами и областью вертекса. Остальные диапазоны характеризовались очень высокими показателями мощности спектра ЭЭГ во всех отведениях. При этом в 14-24 Гц положительная когерентность отмечалась с левым задневисочным отведением, на фоне снижения связей с левыми префронтальной, фронтальной и премоторной областями. Снижение когерентности с левыми передними отведениями сохранялось и в диапазонах 25-47 Гц, при этом усиливались связи с задними зонами правой гемисферы в 25-35 Гц и затылочными областями в 36-47 Гц.

При NOGO ответе на запрещающий сигнал у лиц с нарушением внимания, импульсивностью и гиперактивностью, по сравнению с состоянием покоя, в диапазоне 4-7 Гц усиление мощности спектра ЭЭГ выявлялось в передних областях коры больших полушарий, уменьшение когерентных связей – между левой моторной зоной и областями вертекс, и левой соматосенсорной (рисунок 5). Диапазон 8-10 Гц характеризовался снижением мощности спектра в правых передних областях и усилением когерентности с левыми фронтальными височными зонами, и снижением с передним височным отведением. В диапазоне 11-13 Гц фокус пониженной мощности спектра ЭЭГ смещался, преимущественно, в левую гемисферу, отрицательные когерентные связи возникали с отведениями передних областей. Напротив, в остальных диапазонах наблюдалось усиление мощности спектра в большинстве областей коры больших полушарий на фоне снижения когерентности в диапазоне 14-24 Гц между левой моторной зоной и правой и левой фронтальными, левыми премоторной и префронтальной областями. В диапазоне

Рисунок 4. Усредненные топографические карты мощности спектра ЭЭГ и когерентность с левым моторным отведением (С3) у испытуемых с СДВГ при вычитании из GO ответа топографических карт в состоянии покоя с закрытыми глазами

4-7 Гц	8-10 Гц	11-13 Гц	14-24 Гц	25-35 Гц	36-47 Гц
					о •sx
/о • ^ • ° \	Л О О о о\	А О 0-0 «\	г** ’ X
	/ о\ О О О J& \	у, 9/6 д» \	/ 0'у.е уе о \	/ е\е • • ° \	W/6 • о \
1 О О—в о • 1	1 УЧг'О о о I	1 * 0^6 о о	1          о о о I		I О”^ • • о
У о о о о о /		\ О Ov-o О Ф /	1 о о о о О /	У О о Wx^	у о •Хф • ° /
\ о о о о о У	\ О ОО о о У	\ Л      / \о о \о о о У X Y У . \о о о /	\ • о # о о /

Рисунок 5. Усредненные топографические карты мощности спектра ЭЭГ и когерентность с левым моторным отведением (С3) у испытуемых с СДВГ при вычитании из NOGO ответа топографических карт в состоянии покоя с закрытыми глазами

25-35 Гц возникали положительные когерентные связи с моторной, соматосенсорной и височной зонами правой гемисферы, в диапазоне 36-47 Гц отрицательные связи отмечались с отведениями правым фронтальным и задними центральными.

Регистрация электрической активности, которая осуществлялась через определенный период в описанной экспериментальной ситуации, позволила сравнить динамику мощности ЭЭГ с возбудимостью, описанной выше. Анализ усредненных топографических карт мощности спектра ЭЭГ выявил достоверные изменения электрической активности в большинстве областей коры больших полушарий в высокочастотном гамма-диапазоне 36–47 Гц. Области с повышенной возбудимостью и максимальной мощностью спектра электроэнцефалограммы при GO ответах у испытуемых обеих групп совпадали относительно отведения С3. У здоровых испытуемых мощность спектра ЭЭГ и уровень возбудимости в первичной моторной коре находился в прямой зависимости, максимально проявляясь в моторной и премоторной областях левого полушария. При NOGO ответах существенно снижалась мощность спектра и возбудимость в тех корковых областях, которые соответствовали уровню покоя. У лиц с синдромом дефицита внимания с гиперактивностью мощность спектра ЭЭГ не имела четкой локализации, снижалась незначительно, и амплитуда моторного ответа оставалась высокой как при GO ситуации.

Заключение. Анализ полученных данных позволяет заключить, что динамика мощности спектра электроэнцефалограммы в гамма-диапазоне первичной моторной коры имеет выраженную взаимосвязь с ее возбудимостью при NOGO ответах у лиц с различным уровнем гиперактивности. У здоровых лиц снижение мощности спектра электроэнцефалограммы в диапазоне 36-47 Гц и возбудимости первичной моторной коры, по-видимому, обусловлено снижением эффе-рентации от клеток Беца по пирамидному пути, образующему синаптические контакты непосредственно на альфа-мотонейронах спинного мозга. У лиц юношеского и зрелого возраста с выраженной гиперактивностью и импульсивностью снижены процессы торможения в коре больших полушарий, преимущественно в передней прецентральной извилине. Вероятно, повышенная возбудимость нервных клеток коры больших полуша- рий затрагивает также области, находящиеся вблизи от моторных центров. Нарушенная организация электрической активности моторной коры и дезорганизованные функциональные связи с тормозными центрами могут являться одной из причин сохранения повышенного уровня возбудимости при NOGO ответах.

Таким образом, возбудимость и импульсивность в этой категории проявляется при длительной работе, требующей внимания. Поэтому в обычной естественной обстановке эти клинические проявления не выявляются, а манифестируют в сложных бытовых ситуациях и профессиональной деятельности, которая характеризуется монотонным режимом с повышенным вниманием.