Влияние функционального состояния человека на характеристики ЭЭГ при возобновлении психомоторной деятельности во время краткосрочного пробуждения из дневного сна
DOI:
https://doi.org/10.33910/2687-1270-2023-4-2-244-257Ключевые слова:
функциональное состояние, дневной сон, пробуждение, психомоторная деятельность, межполушарная асимметрия, амплитудно-амплитудное взаимодействие ритмов ЭЭГАннотация
Исследования нейрофизиологических основ восстановления деятельности после сна являются актуальными в связи с тем, что они позволяют объективно оценивать ее эффективность в этих условиях. В эксперименте использовали непрерывно-дискретный психомоторный тест. Его выполнение у испытуемых с разным функциональным состоянием, которое определяли перед опытом по тесту САН, сопровождалось различающейся динамикой взаимодействия ритмов ЭЭГ на 20-секундном интервале записи при возобновлении деятельности после эпизода дневного сна. На трех выделенных в этом интервале с помощью факторного анализа временны́х отрезках испытуемые, которые были в лучшем функциональном состоянии перед опытом, продемонстрировали существенно больше связей ритмов по сравнению с испытуемыми в худшем состоянии. В целом у первых отмечены 22 связи ритмов, тогда как у вторых — 12. Различия заключались также в скорости появления связей. Группа с хорошим самочувствием быстрее формировала связи медленных ритмов с бета- (1-й временной интервал — 1–7 с после восстановления деятельности) и с гамма-ритмом (2-й интервал — 8–10 с). Это может свидетельствовать о большей активации мозговых структур при выполнении теста. Группа со сниженным самочувствием эти же связи демонстрировала с отставанием в один временной интервал. Количество связей медленных ритмов с быстрыми в группе с хорошим самочувствием было существенно больше (12 против 3). В этой же группе испытуемых в интервале 11–20 с возникали связи дельта-ритма с альфа2- и тета-ритмом. Исходя из этого можно сделать заключение о том, что испытуемые с хорошим самочувствием имеют иную нейрофизиологическую основу для выполнения психомоторного теста после пробуждения.
Библиографические ссылки
Balkin, T. J., Badia, P. (1988) Relationship between sleep inertia and sleepiness: Сumulative effects of four nights of sleep disruption/restriction on performance following abrupt nocturnal awakenings. Biological Psychology, vol. 27, no. 3, pp. 245–258. https://doi.org/10.1016/0301-0511(88)90034-8 (In English)
Bibbig, A., Middleton, S., Racca, C. et al. (2007) Beta rhythms (15–20 Hz) generated by nonreciprocal communication in hippocampus. Journal of Neurophysiology, vol. 97, no. 4, pp. 2812–2823. https://doi.org/10.1152/jn.01105.2006 (In English)
Cannon, J., McCarthy, M. M., Lee, Sh. et al. (2014) Neurosystems: Brain rhythms and cognitive processing. European Journal of Neuroscience, vol. 39, no. 5, pp. 705–719. https://doi.org/10.1111/ejn.12453 (In English)
Caporro, M., Haneef, Z., Yeh, H. J. et al. (2012) Functional MRI of sleep spindles and K-complexes. Clinical Neurophysiology, vol. 123, no. 2, pp. 303–309. https://doi.org/10.1016/j.clinph.2011.06.018 (In English)
Cheremushkin, E. A. Petrenko, N. E., Gendzhalieva, M. S. et al. (2020) Kharakteristiki EEG v protsesse kratkovremennykh samoproizvol’nykh probuzhdenij raznoj dlitel’nosti pri izmeneniyakh v psikhomotornoj deyatel’nosti, vyzvannykh zasypaniem [EEG characteristics in the process of short-time spontaneous wakes of different duration at changes in psychomotor activity caused by falling asleep]. Rossijskij fiziologicheskij zhurnal im. I. M. Sechenova — Russian Journal of Physiology, vol. 106, no. 3, pp. 342–355. https://doi.org/10.31857/S0869813920030036 (In Russian)
Danilova, N. N., Bykova, N. B., Anisimov, N. V. et al. (2002) Gamma-ritm elektricheskoj aktivnosti mozga cheloveka v sensornom kodirovanii [Gamma rhythm of electrical activity of the human brain in sensory coding]. Biomeditsinskie tekhnologii i radioelektronika, no. 3, pp. 34–41. (In Russian)
Dorokhov, V. B., Malakhov, D. G., Orlov, V. A., Ushakov, V. L. (2018) Experimental model of study of consciousness at the awakening: FMRI, EEG and behavioral methods. In: A. V. Samsonovich (ed.). Biologically Inspired Cognitive Architectures 2018. Proceedings of the Ninth Annual Meeting of the BICA Society. Switzerland: Springer Cham Publ., рр. 82–87. https://doi.org/10.1007/978-3-319-99316-4_11 (In English)
Hajak, G., Klingelhöfer, J., Schulz-Varszegi, M. et al. (1994) Relationship between cerebral blood flow velocities and cerebral electrical activity in sleep. Sleep, vol. 17, no. 1, pp. 11–19. https://doi.org/10.1093/sleep/17.1.11 (In English)
Harmony, T. (2013) The functional significance of delta oscillations in cognitive processing. Frontiers Integrative Neuroscience, vol. 7, article 83. https://doi.org/10.3389/fnint.2013.00083 (In English)
Ishii, R., Canuet, L., Ishihara, T. et al. (2014) Frontal midline theta rhythm and gamma power changes during focused attention on mental calculation: An MEG beamformer analysis. Frontiers in Human Neuroscience, vol. 8, article 406. https://doi.org/10.3389/fnhum.2014.00406 (In English)
Langdon, D. E., Hartman, B. (1961) Performance upon sudden awakening. Technical documentary report SAM-TDR. USAF School of Aerospace Medicine, vol. 62, no. 17, p. 8. https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/14462063 (In English)
Linás, R. R., Grace, A. A., Yarom, Y. (1991) In vitro neurons in mammalian cortical layer 4 exhibit intrinsic oscillatory activity in the 10- to 50-Hz frequency range. Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA, vol. 88, no. 3, pp. 897–901. https://doi.org/10.1073/pnas.88.3.897 (In English)
Marzano, C., Ferrara, M., Moroni, F., De Gennaro, L. (2011) Electroencephalographic sleep inertia of the awakening brain. Neuroscience, vol. 176, pp. 308–317. https://doi.org/10.1016/j.neuroscience.2010.12.014 (In English)
Rutskova, Ye. M. (2016) Inertsiya sna [Sleep inertia]. Effektivnaya farmakoterapiya. Nevrologiya i psikhiatriya. Spetsvypusk “Son i ego rasstrojstva – 4” — Effective Pharmacotherapy. Neurology and Psychiatry. Special Issue “Sleep and Sleep Disorders – 4”, no. 19, pp. 16–23. (In Russian)
Tassi, P., Bonnefond, A., Engasser, O. et al. (2006) EEG spectral power and cognitive performance during sleep inertia: The effect of normal sleep duration and partial sleep deprivation. Physiology and Behavior, vol. 87, no. 1, pp. 177–184. https://doi.org/10.1016/j.physbeh.2005.09.017 (In English)
Trotti, L. M. (2017) Waking up is the hardest thing I do all day: Sleep inertia and sleep drunkenness. Sleep Medicine Reviews, vol. 35, pp. 76–84. https://doi.org/10.1016/j.smrv.2016.08.005 (In English)
Vallat, R., Meunier, D., Nicolas, A., Ruby, P. (2019) Hard to wake up? The cerebral correlates of sleep inertia assessed using combined behavioral, EEG and fMRI measures. NeuroImage, vol. 184, pp. 266–278. https://doi.org/10.1016/j.neuroimage.2018.09.033 (In English)
Yakovenko, I. A., Petrenko, N. E., Cheremushkin, E. A., Dorokhov, V. B. (2022) Dynamics of EEG rhythm interaction preceding the awakening moment with subsequent restoration of activity after brief falling asleep episodes. Journal of Evolutionary Biochemistry and Physiology, vol. 58, no. 2, pp. 558–568. https://doi.org/10.1134/S0022093022020235 (In English)
Yaretz, M. Yu., Sharova, E. V., Smirnov, A. S. et al. (2018) Analiz strukturno-funktsional’noj organizatsii zadachi scheta v kontekste issledovaniya upravlyayushchikh funktsij [Analysis of the structural and functional organization of the counting problem in the context of the study of control functions]. Zhurnal vysshej nervnoj deyatel’nosti im. I. P. Pavlova, vol. 68, no. 2, pp. 176–189. https://doi.org/10.7868/s0044467718020041 (In Russian)
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2023 Ирина Анатольевна Яковенко, Надежда Евгеньевна Петренко, Евгений Алексеевич Черемушкин, Владимир Борисович Дорохов
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Автор предоставляет материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. После публикации все статьи находятся в открытом доступе.
Авторы сохраняют авторские права на статью и могут использовать материалы опубликованной статьи при подготовке других публикаций, а также пользоваться печатными или электронными копиями статьи в научных, образовательных и иных целях. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.
