Показатели активности вегетативной нервной системы

К оглавлению
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 

В результате статистического анализа для каждого испытуемого у всех испытуемых

был обнаружен значимый сдвиг по критерию Вилкоксона (уровень значимости <0,02) между эмоциогенными и нейтральными условиями хотя бы по одному из периферических показателей: среднее количество ударов сердца в минуту (МО ЭКГ), среднее квадратическое отклонение количества ударов в минуту (СКО ЭКГ), средняя амплитуда фотоплейтизмограммы (МО ФПГ), среднее квадратическое отклонение амплитуды ФПГ (СКО ФПГ), средняя амплитуда КГР (МО КГР), среднее квадратическое отклонение амплитуды КГР (СКО КГР), вариабельность размаха амплитуды КГР (ВР КГР). Это позволяет утверждать, что предъявлявшиеся стимулы изменяли уровень активации испытуемых. Но считать вызванную активацию эмоциональной можно лишь на основании субъективных отчетов испытуемых и психофизической серии пилотного исследования. Чувствительнее других к эмоциогенной стимуляции оказались показатели ВР КГР и СКО ЭКГ: по ним чаще наблюдается сдвиг между эмоционально нейтральной и эмоциогенной стимуляцией. Этот же результат был показан на всей выборке. Вызванные потенциалы

В результате эксперимента были усреднены ВП по каждой группе стимулов для всех испытуемых. То есть, для каждого условия было произведено 10 усреднений (ответ на все 10 положительных стимулов, ответ на все 10 отрицательных стимулов, ответ на 10 нейтральных стимулов). Данная схема усреднения позволяет выделить ответ специфичный именно к эмоциональной составляющей восприятия стимулов.

Форма ВП была схожей у всех испытуемых. А поведение амплитуды компонента N170 отражало знак субъективной эмоциональной реакции на стимулы. Поэтому был проведен статистический анализ поведения амплитуды компонента N170. За амплитуду N170 принимался локальный максимум на отрезке 150-250 мс. Изначально при расчете критерия Фридмана по всем отведениям, амплитуда N170 не показала значимого сдвига. При вычислении критерия знаков Вилкоксона попарно для всех условий было выяснено, что в лобных, теменных и височных отведениях есть значимый сдвиг (уровень значимости <0,02) между отрицательными и положительными стимулами. Это можно объяснить тем, что динамика N170 зависит от эмоционального знака стимуляции, но изменяется по-разному у испытуемых. Поэтому был проведен кластерный анализ, который позволил выделить две группы испытуемых.

У двух выборок поведение амплитуды N170 строго противоположно (см. рис. 2). В выборке 1 эмоциональные стимулы приводят к уменьшению амплитуды ВП, а в выборке 2 -к её увеличению. При этом в обоих случаях меньше всего от нейтрального отличается ответ на положительные стимулы, чем на отрицательные. Во второй выборке ВП наблюдается дополнительный пик с латентностью около 300 мс.

б. 1      1

Рисунок 2. Вызванные потенциалы, усредненные по центральным отведениям по трем типам стимулов (нейтральный, положительный, отрицательный) для двух выборок, выделенных кластерным анализом. (а) Выборка 1 - 4 человека. Эмоциогенные стимулы

приводят к уменьшению амплитуды ВП. (б) Выборка 2 - 8 человек. Эмоциогенные стимулы приводят к увеличению амплитуды ВП. Спектр мощности ЭЭГ

Альфа ритм (8-12 Гц) показывает сходную динамику во всех отведениях и в мужской, и в женской выборке. У мужчин мощность альфа-ритма больше всего в височных и затылочных отведениях. Как и в пилотном исследовании, в височных и теменных отведениях, альфа-ритм наиболее депрессируется при положительной стимуляции. При отрицательной стимуляции в некоторых отведениях мощность альфа-ритма даже увеличивается. Полученные в результате визуального анализа данные требовали подтверждения статистической обработкой. Ни в одном отведении не было обнаружено значимого сдвига по критерию Фридмана между всеми тремя условиями. Но в отведении F7 было найдено статистически значимое различие (уровень значимости=0,007). В отведении F7 наблюдается депрессия альфа-ритма при эмоционально положительной стимуляции, и увеличение при эмоционально отрицательной.

В лобных отведениях и у мужчин, и у женщин мощность бета-ритма (18-20 Гц) максимальна при положительной стимуляции и минимальна или же просто близка к нейтральному условию при отрицательной стимуляции. И у мужчин, и у женщин выявляется асимметрия ответов, выражающаяся в большей разнице мощности бета-ритма при эмоционально отрицательной и положительной стимуляции в четных (правых) отведениях.

В височных отведениях изменения бета-ритма при эмоциогенной стимуляции противоположны. У женщин при положительной стимуляции происходит депрессия бета-ритма в сравнении с нейтральным и отрицательным условием, в то время как у мужчин - в отведениях T3 и T4 мощность бета-ритма при эмоционально положительной стимуляции увеличивается. Асимметрия ответов бета-ритма в височных отведениях и у мужчин и у женщин заключается в том, что в правом полушарии при отрицательной стимуляции бета-ритм усиливается, в то время как в левом в сравнении с нейтральным условием бета-ритм не меняется или даже уменьшает свою мощность. Наиболее ярко эта особенность видна на данных усредненных по всей выборке. Используя Хи-квадрат Фридмена, удалось найти значимые различия между тремя условиями только в отведениях T3 и F7. При этом в отведении T3 эмоционально нейтральный стимул значимо отличается от эмоциогенных, а в отведении F7 найдены различия между эмоционально отрицательной и положительной реакцией.

Тета-ритм (6-8 Гц) также по-разному изменяется у мужской и женской выборок. У мужчин мощность тета-ритма больше при эмоционально отрицательной стимуляции, а у женщин - при эмоционально положительной. Наиболее ярко это видно в височных отведениях. Тут же ярко выражена асимметрия, которая и у женщин и у мужчин выражается в большем различии между ответами на эмоционально отрицательную и положительную стимуляцию в правом полушарии. У мужчин в правом полушарии наиболее сильно выражено увеличение мощности тета-ритма в ответ на отрицательную стимуляцию, у женщин же в правом полушарии наблюдается депрессия тета-ритма в ответ на отрицательный стимул по сравнению с нейтральным. При попарном сравнении ответов на эмоционально положительные и отрицательные стимулы найдены значимые различия в мощности тета-ритма в отведениях F4 и F8.

Опираясь на полученные данные, можно заключить, что при определении знака

эмоциональной реакции следует опираться на изменения мощности альфа-ритма и бета-ритма в лобных и височных отведениях. При положительных эмоциях наблюдается сильная депрессия альфа-ритма в сравнении с нейтральным условием, а также увеличение мощности бета-ритма. У мужчин диагностическим признаком отрицательной эмоциональной реакции также может быть сочетание снижения мощности бета-ритма в лобных отведениях и увеличение тета-ритма в лобных и височных отведениях. Для положительной эмоциональной реакции у мужчин, напротив, характерно увеличение мощности бета-ритма как в лобных, так и в височных отведениях с одновременным снижением мощности тета-ритма. Таким образом, у мужчин динамика тета- и бета-ритмов при переживании различных эмоциональных реакций изменяется противоположным образом. У женщин признаком положительных эмоций также является увеличение мощности тета-ритма в лобных и височных отведениях, а отрицательных - напротив снижение. Таким образом, у женщин динамика бета- и тета-ритмов при переживании различных эмоциональных реакций повторяет друг друга.

Раздел 8. Обсуждение результатов.

В этом разделе мы сопоставляем данные, полученные в пилотном и основном экспериментальном исследовании с литературными данными, рассмотренными в разделах 3 и 4. Все показатели, которые могут быть диагностическими признаками эмоциональных реакций представлены в таблице 1.

Поскольку предъявляемые стимулы были одинаковы для всех испытуемых и их выбор не был основан на знании каких-либо значимых эпизодов личной жизни, связанных с сильными эмоциональными переживаниями, мы полагаем, что эмоциональные слайды не вызывали у испытуемых личностной аффективной реакции и различия при восприятии стимулов отражают различия в непосредственной эмоциональной реакции на эти стимулы. Поскольку усреднение производилось между ответами на различные стимулы одного знака эмоциональной реакции (выявленного в психофизической серии пилотного исследования), можно утверждать, что выделенный ВП наиболее точно отражает именно эмоциональное реагирование на стимулы.

Форма полученного ВП повторяет форму ВП на эмоциогенные стимулы в исследовании Quitkin F.M. с соавт. (Quitkin F.M. et al., 2005). Смещение латентности пиков ВП от 50 до 70 мс в сравнении с литературными данными, может быть связано с более длительным временем предъявления в нашем эксперименте (1 с). В отличие от Quitkin F.M. с соавторами наше внимание привлёк не пик P300, а наиболее ярко отражающий эмоциональную реакцию на стимулы негативный компонент с латентностью 150-250 мс. Его амплитуда изменяется в соответствии со знаком эмоциональной реакции на стимул, что совпадает с субъективными оценками стимуляции. В литературе существуют данные об изменении компонентов N170 и N180 при восприятии и сравнении схематических эмоциональных выражений лиц (Измайлов Ч.А.; Коршунова С.Г.; Соколов Е.Н., 1999), при восприятии эмоциональных лиц - фотографий из набора FAST (Hermann M.J. et al., 2002). Задача же рассматриваемого диссертационного исследования была наиболее близка к условиям в исследовании Льюиса с соавторами (Lewis et al., 2006). В его работе были показаны изменения амплитуды компонента N2 при переживании отрицательных эмоций, причем, как утверждают авторы, эта тенденция усиливается с возрастом. Наличие общего компонента, в котором отражаются как восприятие эмоциональных выражений лиц, так и

переживаемая эмоция, может свидетельствовать о сходстве этих процессов и их нейрональных механизмов, лежащих в их основе.

С помощью кластерного анализа вызванного потенциала по всем отведениям нами были выделены две подгруппы испытуемых: выборка 1 и выборка 2. Амплитуда компонента N170 в двух выборках изменяется по-разному. В выборке 1 эмоциональные стимулы приводят к уменьшению амплитуды выделенного компонента, а в выборке 2 - к её увеличению. При этом в обоих случаях меньше всего от нейтрального отличается ответ на положительные стимулы, чем на отрицательные. Во второй выборке компонент N170 не такой высокоамплитудный. И наблюдается дополнительный пик с латентностью около 300 мс. В поисках дополнительных различий между найденными выборками и, возможно, причин этих различий, было обнаружено, что значимо они различаются только по мощности тета-ритма в левых лобных и височных отведениях. В психологических показателях -реактивной и личностной тревожности - значимых различий найдено не было. Тем не менее, возвращаясь к работе Квиткина с соавторами (Quitkin F.M. et al., 2005) можно утверждать, что выборка 2 показывает ВП по форме более схожий с ВП нормальной выборки, а выборка 1 - с депрессивными пациентами. Как уже было сказано в главе, посвященной ритмам ЭЭГ в их связи с эмоциями (см. Раздел 4), в литературе имеются данные, свидетельствующие о связи тета-ритма с реакцией пассивного страха у млекопитающих. Усиление тета-активности происходит в задачах «обусловливания страха». Также имеются данные об изменениях тета-ритма у депрессивных больных - увеличение амплитуды с понижением корреляции в лобных долях (Linkenkaer-Hansen K. et al., 2005). Следовательно, можно предположить, что полученные нами выборки по амплитуде N170 ВП на эмоциогенную ситуацию были вызваны депрессивным состоянием 4 человек, попавших в выборку 1.

Было выяснено, что в выборке 2 компонент N170 отражает различия между нейтральной и эмоциогенной стимуляцией в отведениях Fp1, Fpz, Fp2, F3, F4, T4, T5 и между положительными и отрицательными эмоциогенными слайдами в отведениях Fp2 и F4. Наилучшее различение эмоционально положительных и эмоционально отрицательных стимулов в правых отведениях соотносится с гипотезой о большей различительной способности в отношении эмоций правого полушария (Хомская Е.Д., Батова Н.Я., 1998). С данным утверждением согласуются результаты наших исследований, где показано, что изменение спектра мощности ЭЭГ в диапазоне альфа- и бета-ритма в височных и лобных отведениях в зависимости от знака эмоциональной реакции наиболее выражено в четных (правосторонних) отведениях.

С учётом литературных данных, касающихся нейроанатомии эмоций, в работе была предпринята попытка построить дипольные модели, наилучшим образом описывающие изменения формы ВП при отрицательной, положительной и нейтральной эмоциональной стимуляции. Для двух испытуемых (представителей выборки 1 и выборки 2) модель с наилучшим коэффициентом дипольности для ответа как на положительные, так и на отрицательные стимулы удавалось построить, располагая диполи в области миндалины и лобной коры. При этом наиболее эффективным было сочетание обеих миндалин и диполя в левой лобной коре. Что может быть объяснено тем, что лобная кора, берёт на себя функцию не столько переживания, сколько контроля эмоциональной реакции, как это подчеркивалось неоднократно в работах Davidson R.J. с соавторами (Davison R.J. et al., 1999, Davidson R.J.; Irwin W., 1999). Ответ на нейтральную стимуляцию описывается наилучшим образом с

привлечение диполей в затылочной коре. Это можно объяснить тем, что при отсутствии интенсивной эмоциональной реакции наибольший вклад в суммарную активность мозга вносит зрительная кора.

Результаты дипольного моделирования в сочетании с изменениями вегетативных показателей и значениями субъективных различий между стимулами, а также дизайн исследования, включающий усреднение ответов на разные стимулы со схожей эмоциональной окраской, позволяют нам утверждать, что выделенный ответ связан непосредственно с эмоциональным реагированием.

При анализе спектральных характеристик ЭЭГ было отмечено, что значимые различия между эмоционально положительными и отрицательными стимулами значимо проявляются в диапазонах 9-12 Гц и 18-20 Гц в отведении F7, а также в диапазоне 6-8 ГЦ в отведениях F4 и F8.

Поведение тета- и бета-ритмов при эмоциогенной стимуляции наиболее различается у представителей мужской и женской выборок. Учитывая меньшее количество испытуемых в мужской выборке и, в общем, меньшую мощность бета-ритма у мужчин, мы не можем говорить о значимых половых различиях в динамике ЭЭГ. Однако, опираясь на данные Campanella S. с соавт. (Campanella S. et al., 2004), а также результаты других авторов (Canli T. et al., 2002; Gur R.C. et al., 2002; Wrase J., 2002), необходимо отметить, что половые различия должны приниматься во внимание при любом исследовании аффективной сферы. Различия в нервных путях, лежащих в основе эмоциональной модуляции у мужчин и женщин, могут привести к поведенческим различиям в переработке эмоциональной информации. В нашем исследовании на основе визуального анализа мощности спектра ЭЭГ у мужчин наиболее четко проявилась функциональные различия между бета- и тета-ритмами. Мощность бета-ритма увеличивается при положительной стимуляции, а тета - при отрицательной. Возможно, мы имеем дело с проявлением работы двух функциональных систем, находящихся в реципрокных отношениях. Но, учитывая то, что данная особенность проявляется исключительно у мужчин, она не может рассматриваться как универсальный критерий для определения знака переживаемой эмоции.

На основе анализа и обсуждения результатов проведенного исследования, были сделаны следующие выводы:

1.         Для диагностики знака эмоциональных реакций необходимо и достаточно
использовать комплекс показателей суммарной активности мозга (ЭЭГ) и активности
вегетативной нервной системы (ЭКГ).

Надежным диагностическим признаком знака переживаемой эмоции для здорового взрослого человека (мужчины или женщины) является амплитуда компонента N170 ВП в лобных и центральных отведениях в сочетании с мощностью альфа-ритма в лобных и височных отведениях.

Существуют половые различия в изменении ЭЭГ в ответ на эмоциогенную стимуляцию. У мужчин при положительных эмоциональных реакциях наблюдается усиление бета- и депрессия тета-ритма, а при отрицательных эмоциональных реакциях происходит ослабление бета- в сочетании с усилением тета-ритма. У женщин данная тенденция не наблюдается.