ОСОБЕННОСТИ ВЫЗВАННОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ МОЗГА У ДЕТЕЙ 8-9 ЛЕТ С ВЫСОКИМ УРОВНЕМ ТРЕВОЖНОСТИ

В статье представлены результаты исследования слуховых когнитивных вызванных потенциалов (ВП) Р300 у 155 детей 8-9 лет с высоким (77 человек) и нормальным уровнем тревожности (78 человек). Установлено, что у детей с высоким уровнем тревожности значения латентных периодов амплитуд N1, P2, N2, P3, амплитуды N2 и интервала N2- P3 ВП Р300 достоверно больше, чем у детей из контрольной группы.

Ключевые слова: дети, тревожность, вызванные потенциалы P300.

Тревожность у человека является комплексным феноменом и характеризуется специфическими когнитивными, аффективными и поведенческими реакциями на уровне целостной личности в зависимости от степени выраженности в индивидуальном эмоциональном пространстве объективных и субъективных источников угрозы [1,2].

Высокая тревожность может наблюдаться у детей с трехлетнего возраста, а в дальнейшем выявляется в той или иной степени в кризисные периоды жизни. Начало школьного обучения характеризуется изменением окружающей обстановки, привычных условий, сферы общения и ритма жизни, повышением требований к самостоятельности и ответственности, интенсивными умственными и физическими нагрузками, в связи с чем, возрастает число детей с высоким уровнем тревожности. Известно, что выраженная тревожность препятствует эффективному обучению, снижает способность к концентрации внимания, ухудшает воспроизведение информации и ассоциативное мышление [3]. Когнитивные структуры учащихся с меньшей тревожностью отличаются более тонкой системой анализа стимулов, большей дифференцированностью, обособлением и ростом автономности подструктур, отвечающих за переработку сложной информации [4]. Чем выше уровень тревожности, тем более выражено ее дезорганизующее влияние на интеллектуальную деятельность [3].В связи с этим, изучение тревожности, как личностной характеристики у детей младшего школьного возраста, оправдано именно на ранних этапах социальной жизни ребенка с целью своевременной профилактики и коррекции возможных негативных проявлений тревожности на поведение и деятельность.

Среди ряда признаков высокой личностной тревожности наиболее характерным является избирательное усиление внимания к угрожающим стимулам [4,5]. Немалое внимание уделяется поиску электрофизиологических коррелятов тревожности [2,6].Среди способов анализа корковой электрической активности головного мозга следует выделить метод вызванных потенциалов, который позволяет изучать мозговые механизмы высших психических функций, когнитивные нарушения, эмоциональные реакции [7]. Одной из наиболее информативных методик вызванных потенциалов, является методика Р300. Потенциал Р300 регистрируется при предъявлении значимых стимулов, требующих концентрации внимания, поэтому трактуется как коррелят процессов связанных с опознанием, принятием решения, направленным вниманием и оперативной памятью. Метод вызванных потенциалов (ВП) Р300 может быть использован для изучения особенностей мозговых механизмов при различных эмоциональных нарушениях, так как отражает нейрональные процессы, связанные с вовлечением регуляторных ретикуло-таламических систем, лимбических и неокортикальных структур, обеспечивающих направленное внимание и кратковременную память [8].

Boudarene M. и Timsit-Berthier M. показали в своих исследованиях увеличение потенциала Р300 у высокотревожных испытуемых [9]. Ivanami I. et al. зарегистрировали увеличение амплитуды ранних компонентов N1 и N2 на значимые стимулы и N1 на незначимые стимулы и увеличение амплитуды Р3 когнитивных ВП Р300 при тревожных расстройствах [10]. C. А. Гордеевым зафиксирована достоверно более низкая амплитуда Р3 и искажение ее габитуации у высокотревожных испытуемых при исследовании слуховых когнитивных ВП Р300 [8].

Можно заключить, что изучение характеристик когнитивных ВП Р300, позволяет говорить о центральных (мозговых) проявлениях тревожности, дает прогностические возможности для профилактики и коррекции эмоциональных нарушений с целью предотвращения клинически выраженных случаев.

Методы

Обследовано 155 детей 8–9 лет (74 мальчика и 81 девочка). Все дети обучались в начальных классах (2-3)

общеобразовательных школ города Архангельска и Архангельской области и не имели нарушений интеллекта, выраженной неврологической патологии и патологии слуха. Родители учащихся и администрация школы были информированы о целях обследования и дали согласие на его проведение.

Уровень личностной тревожности определялся по тесту «Шкала явной тревожности для детей 8–12 лет» (CMAS) в

адаптации А. М. Прихожан [11], тесту «Многомерная оценка детской тревожности» [12], тесту Люшера. Высокий уровень личностной тревожности также подтверждался данными клинического обследования и характеризовался высокой эмоциональной напряженностью, беспокойством, склонностью испытывать тревогу и страх даже в привычных ситуациях.

Выявлено 77 детей с повышенным уровнем тревожности (35 мальчиков и 42 девочки) и 78 детей с нормальным уровнем тревожности (39 мальчиков и 39девочек).

Во время регистрации вызванных потенциалов обследуемый располагался в кресле в удобном положении. Непосредственно перед исследованием ВП Р300 определялась величина слухового порога отдельно для левого и правого уха. В качестве стимула использовался щелчок длительностью 0,1 мс и интенсивностью 70 дБ. Стимулы предъявлялись через аудиологические наушники отдельно в левое и правое ухо в два приема: с частотой 10,1 Гц, затем 20,1 Гц.

Регистрация Р300 осуществлялась по стандартной методике исследования в ситуации случайно возникающего события («oddball» paradigm). Применялась слуховая стимуляция с наличием отдельных триггеров для запуска и

усреднения редких (значимых) стимулов – тоновых щелчков с частотой наполнения 2 000 Гц и частых (незначимых) стимулов – щелчков с частотой наполнения 1 000 Гц. Стимулы длительностью 50 мс и интенсивностью 80 дБ подавались бинаурально и появлялись с частотой 2,1 Гц в псевдослучайной последовательности с вероятностью появления 30 % для значимых и 70 % для незначимых стимулов. Испытуемому предлагалось реагировать нажатием на кнопку пульта в ответ на редкий, значимый стимул. Для регистрации использовались монополярные отведения Fp1–М1 и Fp2–М2 (от лобных долей правого и левого полушария ипсилатерально относительно сосцевидных отростков височных костей) по международной системе 10–20, с расположением заземляющего электрода в точке Fpz. Для усиления и усреднения ВП Р300 использовался аппаратный комплекс «Нейрон-Спектр-4/ВПМ» («Нейрософт», Россия), программа «Нейро-МВП». Чувствительность усилителя составляла 20 мкВ/дел при записи, 5 мкВ/дел – при усреднении. Полоса частот – 0.,5–35,0

Гц, эпоха анализа 700 мс. Переходное сопротивление электродов не превышало 5 кОм. Количество усреднений для значимых стимулов составляло 26–29. Для оценки воспроизводимости ВП у каждого испытуемого исследование Р300 проводилось дважды в независимых временных сериях, которые потом суперпозировались.

Измеряли латентности пиков N1, P2, N2, P3, амплитуды пиков N2, P3, как межпиковые амплитуды P2-N2, N2-P3, соответственно; интервал N2-P3, как межпиковая латентность N2-P3, каждый параметр анализировался отдельно для значимого и незначимого стимула.

Данные обрабатывались с использованием статистического пакета программ SPSS 13. Производилась оценка

распределения признаков на нормальность с использованием критерия Колмогорова-Смирнова. Для выявления различий между показателями у сравниваемых групп с нормальным распределением использовали критерий t-Стьюдента, в тех случаях, когда распределение не соответствовало критериям нормальности, применялся его непараметрический аналог – критерий Манна – Уитни. Критический уровень значимости (р) при проверке статистических гипотез в исследовании принимали равным 0,05. Для описательно статистики признаков использовали медиану (Ме) и интервал значений от первого (Q1) до третьего (Q3) квартиля.

Результаты и обсуждение.

При исследовании слуховых когнитивных ВП Р300 у детей 8-9 лет с высоким уровнем тревожности, по сравнению с

группой контроля были зарегистрированы достоверно более длительный латентный период пиков Р2 (р=0,016), N2 (р=0,001) и Р3 (р<0,001), в ответ на значимый стимул и более длительный латентный период пиков N1 (р=0,034), Р2 (р=0,009), N2 (р<0,001), Р3(р<0,001) в ответ на незначимый стимул. Анализ результатов межпиковой латентности (интервала) N2-Р3 слуховых когнитивных ВП Р300 у тревожных испытуемых и детей контрольной группы показал, что у детей с высоким уровнем тревожности был зафиксирован достоверно более длинный интервал N2-Р3 в ответ на значимый (р=0,003) и в ответ на незначимый стимул (р<0,001).

Исследование амплитуд выявило, что у тревожных испытуемых по сравнению с детьми контрольной группы достоверно больше амплитуда пика N2 в ответ на значимый стимул (р=0,012) и незначимый стимул (р=0,048).

Таблица 1.

Латентности пиков N1, P2, N2, P3,интервал N2-P3, амплитуды пиков N2 (P2-N2) и Р3 (N2-Р3) слуховых когнитивных ВП Р300 на значимый и незначимый стимулы. Me (Q1-Q3).

Тревожные дети (n=77)

Контрольная группа (n=78)

Р-уровень

N1

125,0 (86,9-159,0)

115,0 (81,3-135,2)

0,092

P2

206,0 (176,0-233,5)

178,0 (154,7-220,5)

0,016

N2

291,0 (250,0-325,0)

249,5 (220,7-299,2)

0,001

P3

379,0 (346,5-398,0)

325,5 (307,2-348,2)

< 0,001

N1*

124,0 (91,4-153,5)

114,0 (85,5-135,2)

0,034

P2*

214,0 (171,0-230,0)

194,0 (158,0-219,0)

0,009

N2*

309,0 (242,0-342,0)

262,5 (220,7-301,5)

< 0,001

P3*

389,0 (367,0-409,5)

326,0 (313,2-347,0)

< 0,001

N2-Р3

85,9 (62,5-113,5)

69,4 (50,0-104,0)

0,003

N2-Р3*

105,0 (75,0-143,0)

70,1 (48,0-105,2)

< 0,001

N2 (P2-N2)

12,45 (7,85-18,07)

9,7 (5,4-15,3)

0,012

Р3 (N2-Р3)

7,1 (3,9-13,75)

5,9 (3,3-11,45)

0,253

N2 (P2-N2)*

13,3 (8,4-18,1)

11,2 (6,0-15,65)

0,048

Р3 (N2-Р3)*

6,2 (2,35-11,7)

5,0 (3,0-12,8)

0,738

*- звездочкой отмечены незначимые стимулы.

Анализ результатов исследования показал, что тревожные дети реагировали на предъявляемый стимул более длительно, возможно, потому, что обстановка исследования оценивалась тревожными детьми как угрожающая, что приводило к повышению эмоциональной активации. При высокой фоновой активации мозговых структур, воздействие физиологической силы раздражителя увеличивается. Соответственно реактивность детей с повышенной тревожностью на одинаковые по внешней величине воздействия больше, чем у детей с нормальным уровнем тревожности. Как следствие, тревожные дети быстрее достигают и предельного уровня активации, что приводит к снижению эффективности деятельности [13]. При этом, можно говорить, о наличии у тревожных лиц в результате высокой эмоциональной активации, непродуктивной напряженности, не соответствующей реальной сложности ситуации [2].

ВП Р300 является сложной гетерогенной волной, отражающей электрофизиологические корреляты когнитивных процессов. Более короткий латентый период и большая амплитуда пика Р300 характерны для лиц с лучшими когнитивными способностями [8]. Потенциалы Р300 трактуются как коррелят процессов, связанных с опознанием, дифференцировкой стимула, уровнем направленного внимания, принятием решения, запоминанием или уровнем оперативной памяти, ориентировочной реакцией и т. д. Основными структурами, принимающими участие в генерации

Р300, считаются гиппокамп, лобная доля, теменная область, а также ряд подкорковых структур, прежде всего неспецифические ядра таламуса. Изменения ВП Р300 не являются нозологически специфичными, они носят скорее синдромальный характер и связаны прежде всего с нарушениями направленного внимания и кратковременной памяти [7,8].

Пик Р3 (Р300) связывают с разными психическими явлениями, такими, как привлечение внимания к стимулу, появление ориентировочного рефлекса, возрастание неопределенности ожидаемой ситуации, усложнение задания на дифференцирование стимулов, принятие решения, рост уверенности субъекта в правильности идентификации сигнального стимула. Показано, что компонент Р300, является не столько показателем процесса обновления рабочей памяти, сколько показателем торможения, являющегося следствием принятия решения о стимуле, его категоризации. Р3 также чувствителен к физическим параметрам стимула, в частности ответ Р3 возникает раньше для звуковых стимулов, чем визуальных [14].

Комплекс Р1-N1-Р2 связан с восприятием поступающей информации. Пик N2 когнитивных ВП Р300 связывают с началом опознания стимула, его интерпретацией и дифференцировкой, следовательно, полученные нами данные об увеличении латентного периода на значимый и незначимый стимул и амплитуды на незначимый стимул пика N2 у тревожных испытуемых 8-9 лет может говорить о затруднении опознания стимульной информации, увеличении времени опознания, а также об увеличении затраченных мозговых ресурсов. В группе испытуемых 10-11 лет, подобные закономерности не были зафиксированы, вероятно, потому, что структуры центральной нервной системы у них более устойчивы и дифференцированы. В. В. Гнездицкий указывает на связь интервала N2-P3 ВП Р300 с объемом оперативной памяти у испытуемого. [7]. Возможно, при высоком уровне тревожности происходит затруднение использования полного объема оперативной памяти. Удлинение латентности Р3 происходит также за счет слабости процессов опознания и дифференцировки, а также за счет снижения используемого объема оперативной памяти.

Полученные данные подтверждают дезорганизующее влияние повышенной тревожности на процессы когнитивной деятельности в целом, а в первую очередь – на процессы внимания. Вероятно, при высоком уровне тревожности формируется состояние перевозбуждения в центральной нервной системе, которое и оказывает влияние на изменение свойств направленного внимания. Под влиянием эмоционального напряжения уменьшается способность к распределению и переключению внимания, сокращается его объем, а снижение концентрации внимания характерно для тревоги: самые низкие показатели объема внимания наблюдались у людей в состоянии тревоги и страха [2,7].

Таким образом, выявлено, что у высокотревожных детей в возрасте 8-9 лет по сравнению с контрольной группой фиксируется достоверно более длительный латентный период пиков Р2, N2, Р3 слуховых когнитивных ВП Р300 в ответ на значимый стимул и более длительный латентный период пиков N1, Р2, N2, Р3 в ответ на незначимый стимул, более длительная амплитуда пика N2 в ответ на значимый и незначимый стимул. Интервал N2-Р3 слуховых когнитивных ВП Р300 в ответ на значимый и незначимый стимул тревожных испытуемых и детей контрольной группы показал, что у детей с высоким уровнем тревожности был зафиксирован достоверно более длинный интервал N2-Р3 в ответ на значимый и незначимый стимул в обеих возрастных группах.

Материал взят из: Казанская наука. №3 2011г