ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ СВЯЗИ БЕТА-РИТМА С МЕДЛЕННЫМИ РИТМАМИ У СТУДЕНТОВ С НАРУШЕНИЯМИ СНА ПРИ ФОРМИРОВАНИИ УСТАНОВКИ НА ЛИЦЕВУЮ ЭКСПРЕССИЮ
PDF

Ключевые слова

нарушения сна
связь ритмов ЭЭГ
вейвлет-преобразование
опознание лицевой экспрессии

Как цитировать

[1]
И. А. Яковенко, Н. Е. Петренко, Е. А. Черемушкин, М. К. Козлов, и В. Б. Дорохов, «ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ РОЛЬ СВЯЗИ БЕТА-РИТМА С МЕДЛЕННЫМИ РИТМАМИ У СТУДЕНТОВ С НАРУШЕНИЯМИ СНА ПРИ ФОРМИРОВАНИИ УСТАНОВКИ НА ЛИЦЕВУЮ ЭКСПРЕССИЮ», Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова, т. 104, вып. 10, с. 1238—1249, окт. 2018.

Аннотация

На 23 студентах исследовали особенности взаимодействия тета-, альфа- и бета-ритмов при восприятии эмоционального выражения лица. Анализировали отрезки ЭЭГ посредством непрерывного вейвлет-преобразования на основе «материнского» комплексного Morlet-вейвлета в диапазоне 1—35 Гц. Для оценки взаимодействия бета-ритма с тета-, альфа1и альфа2-ритмами использовали коэффициент корреляции Пирсона. У студентов с нарушениями сна при восприятии разных лиц выявлено отсутствие связей между бета-, альфаи тета-ритмами. Студенты без нарушений сна продемонстрировали связь альфа-ритма не только с тета-, но и с бета-ритмом. При предъявлении одинаковых лиц у студентов с нарушениями сна отмечена связь бета-ритма с альфа- и с тета-ритмами, тогда как здоровые студенты продемонстрировали связь альфа2- и бета-ритмов. Высказано предположение об активирующей роли бета-ритма при его включении в работу кортикогиппокампального и таламокортикального кругов, что способствовало правильному распознаванию лицевых эмоций.
PDF

Литература

Анохин П. К. Сновидения и наука. М. Моск. большевик. 1945.

Анохин П. К. Биология и нейрофизиология условного рефлекса. М. Медицина. 1968.

Дорохов В. Б . Сомнология и безопасность профессиональной деятельности. Журн. высш. нерв. деятельности. 63(1): 33--47. 2013.

Левин Я. И., Елигулашвили Т. С., Посохов С. И., Ковров Г. В., Башмаков М. Ю. Фармакотерапия инсомний: роль имована. В сб.: Расстройства сна. Под ред. Ю. А. Александровского и А. М. Вейна. Мед. информ. агенство. 1995.

Узнадзе Д. Н. Экспериментальные основы психологии установки. Экспериментальные исследования по психологии установки. Тбилиси: Изд-во АН ГССР. 1958.

Яковенко И. А., Петренко Н. Е., Черемушкин Е. А., Козлов М. К. Взаимодействие ритмов ЭЭГ при установке на лицевую экспрессию. Рос. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 103(7): 825--834. 2017.

Aftanas L. I., Reva N. V., Varlamov A. A. et al. Analysis of evoked EEG synchronization and desynchronization in conditions of emotional activation in humans: temporal and topographic characteristics. Neurosci. Behav. Physiol. 34: 859--867. 2004.

Alhola P., Polo-Kantola P. Sleep deprivation: Impact on cognitive performance. Neuropsychiatric Disease Treatment. 3(5): 553--567. 2007.

Altena E., Ramautar J., Van Der Werf Y., Van Someren E. Do sleep complaints contribute to age -- related cognitive decline? G. A. Kerkhof and H. P. A. Van Dongen (eds) Progress Brain Res. 185: 181--205. 2010.

Baglioni C., Spiegelhalder K., Lombardo C., Riemann D. Sleep and emotions: a focus on insomnia. Sleep. Med. Rev. 14: 227--238. 2010.

Bibbig A., Middleton S., Racca C., Gillies M. J., Garner H., LeBeau F. E. N., Davies C. H., Whittington M. A. Beta rhythms (15--20) generated by nonreciprocal communication in hippocampus. J. Neurophysiology. 4: 2812--2823. 2007.

Burke J., Zaghloul K., Jacobs J., Williams R., Sperling M., Sharan A., Kahana M. Synchronous and asynchronous theta and gamma activity during episodic memory formation. J. Neuroscience 33: 292--304. 2013.

Cannon J., McCarthy M., Lee Sh., Lee J., Borgers Ch., Whittington M., Kopell N. Review Neurosystems: brain rhythms and cognitive processing. Eur. J. Neurosci. 39: 705--719. 2014.

Canolty R. T., Knight R. The functional role of cross -- frequency coupling. Trends Cogn Sci. 14(11): 506--515. 2010.

Chee M., Tan J., Zheng H., Parimal S., Weissman D., Zagorodnov V., et al. Lapsing during sleep deprivation is associated with distributed changes in brain activation. J. Neurosci. 28. 5519--5528. 2008.

Cronlein T., Langguth B., Eichhammer P., Busch V. Impaired recognition of facially expressed emotions in different groups of patients with sleep disorders. 11(4): e0152754. 2016.

De Munk J., Goncalves S., Mammoliti R., Heethaar R., Lopes da Silva F. Interaction between different EEG frequency bands and their effect on alpha -- fMRI correlation. Neuroimage. 47: 69--76. 2009

Drummond S., Meloy M., Yanagi M., Orff H., Brown G. Compensatory recruitment after sleep deprivation and the relationship with performance. Psychiatry Res. 140: 211--223. 2005.

Ekman P., Friesen W. Pictures of facial affect. Palo Alto (CA). Consult Psychol. Press. 1976.

Espie C. Understanding insomnia through cognitive modelling. Sleep Med. 8 (4): 3--8. 2007.

Fell J., Klaver P., Lehnertz K., Grunwald T., Schaller C., Elger C., Fernandez G. Human memory formation is accompanied by rhinal -- hippocampal coupling and decoupling. Nature Neurosci. 4: 1259--1264. 2001.

Guntekin B., Basar E. A review of brain oscillations in perception of faces and emotional pictures. Neuropsycholohy. 58: 33--51. 2014.

Joo E., Noh H. J., Kim J. S., Koo D. L., Kim D., Hwang K. J., Kim J. Y., Kim S. T., Kim M. R., Hong S. B. Brain gray matter deficits in patients with chronic primary insomnia. Sleep. 36: 999--1007. 2013.

Kay D., Buysse D. Hyperarousal and beyond: New insights to the pathophysiology of insomnia disorder through functional neuroimaging studies. Brain Sci. 7(23): 1--19. 2017.

Killgore W., Balkin T., Yarnell A., Capaldi V. Sleep deprivation impairs recognition of specific emotions. Neurobiol. Sleep Circadian Rhythms. 3: 10--16. 2017.

Killgore W. Effects of sleep deprivation on cognition. G. A. Kerkhof and H. P. A. Van Dongen (eds). Progress Brain Res. 185: 105--129. 2010.

Kyle S., Morgan K., Espie C. Insomnia and health-related quality of life. Sleep Med. Rev. 14: 69--82. 2010.

Linas R., Grace A., Yarom Y. In vitro neurons in mammalian cortical layer 4 exibit intrinsic oscillatory activity in the 10- to 50-Hz frequency range. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 88: 897--901. 1991.

Miller M., Wright H., Hough J., Cappuccio F. Sleep and cognition. Idzikowski C. (ed). Sleep and its Disorders Affect Society. Tech Publishers. 3--28. 2014.

Naughton P., Aggarwal R., Wang T., Van Herzeele I., Keeling A., Darzi A. et al. Skills training after night shift work enables acquisition of endovascular technical skills on a virtual reality simulator. J. Vascular Surgery. 53(3): 858--866. 2011.

Niculin V., Nolte G., Curio G. Cross-frequency decomposition. A novel technique for studying interactions between neuronal oscillation with different frequencies. Clin. Neuriphysiology. 123: 1353--1360. 2012.

O'Byrneэ J., Berman Rosa M., Gouin J., Dang-Vu T. Neuroimaging findings in primary insomnia. Pathol. Biol. (Paris). 62: 262--269. 2014.

Orff H. J., Drummond S. P., Nowakowski S., Perils M. L. Discrepancy between subjective symptomatology and objective neuropsychological performance in insomnia. Sleep. 30(9): 1205--1211. 2007.

Rodriguez-Martinez E. I., Barriga-Paulino C. I., Rojas-Benjumea M. A., Gomez C. M. Co-maturation of theta and low--beta rhythms during child development. Brain Topogr. 28: 250--260. 2015.

Roopun A. K., Kramer M. A., Carrasedo L. M., Kaiser M., Davies C. H., Traub R. D., Koppel N. J., Whittington M. A. Temporal interaction between cortical rhythms. Frontiers in Neuriscience. 2(2): 145--154. 2008.

Sarnthein J., Morel A., von Stein, Jeanmonod D. Thalamic theta fields potentials and EEG: high thalamocortical coherence in patients with neurogenic pain, epilepsy and movement disorders. Elsevier. Thalamus Related Systems. 2: 231--238. 2003.

Schanze T., Eckhorn R. Phase correlation among rhythms present at different frequencies: spectral methods, application to microelectrode recordings from visual cortex and functional implications. Int. J. Psychophysiol. 26: 171--189. 1997.

Sehatpour P., Molholm S., Schwartz T. H., Mahoney J. R., Mehta A. D., Javitt D. C., Stanton P. K., Foxe J. J. A human intracranial study of long-range oscillatory coherence across a frontal-occipital-hippocampal brain network during visual object processing. Proc. Natl. Sci. USA. 105(11): 4399--4404. 2008.

Siebenhuhner F., Wang S. H., Palva J. M., Palva S. Cross-frequency synchronization connects networks of fast and slow oscillations during visual working memory maintenance. eLife. (5): e13451. 2016.

Steriade M., McCarley R. W. Brain control of wakefulness and sleep. Kluwer Academic. 2005.

Szentkirбlyi A., Madarбsz C. Z.., Novбk M. Sleep disorders: Impact on daytime functioning and quality of life. Exp. Rev. Pharmacoeconomics Outcomes Res. 9(1): 49--64. 2009.

Thomas M., Sing H., Belenky G., Holcomb H., Mayberg H., Dannals R. et al. Neural basis of alertness and cognitive performance impairments during sleepiness. I. Effects of 24 h of sleep deprivation on waking human regional brain activity. J. Sleep Res. 9 (4): 335--352. 2000.

Van der Helm E., Gujar N., Walker M. P. Sleep deprivation impairs the accurate recognition of human emotion. Sleep. 33: 335--342. 2010.

Voytek B., Canolty R. T., Shestyuk A., Crone N. E., Parvizi J., Knight R. T. Shifts in gamma phase--amplitude coupling frequency from theta to alpha over posterior cortex during visual tasks. Front. Human Neurosci. 4(191): 1--9. 2010.

Yoo S.-S., Hu P. T., Gujar N., Jolesz F. A., Walker M. P. A deficit in the ability to form