ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЭГ В ПРОЦЕССЕ КРАТКОВРЕМЕННЫХ САМОПРОИЗВОЛЬНЫХ ПРОБУЖДЕНИЙ РАЗНОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПРИ ИЗМЕНЕНИЯХ В ПСИХОМОТОРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, ВЫЗВАННЫХ ЗАСЫПАНИЕМ
PDF

Ключевые слова

дневной сон
психомоторный тест
спонтанное пробуждение
инерция сна
ЭЭГ
альфа-ритм
сознание

Как цитировать

Черемушкин, Е. А., Петренко, Н. Е., Генджалиева, М. С., Малахов, Д. Г., & Дорохов, В. Б. (2020). ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭЭГ В ПРОЦЕССЕ КРАТКОВРЕМЕННЫХ САМОПРОИЗВОЛЬНЫХ ПРОБУЖДЕНИЙ РАЗНОЙ ДЛИТЕЛЬНОСТИ ПРИ ИЗМЕНЕНИЯХ В ПСИХОМОТОРНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ, ВЫЗВАННЫХ ЗАСЫПАНИЕМ. Российский физиологический журнал им. И. М. Сеченова, 106(3), 342–355. https://doi.org/10.31857/S0869813920030036

Аннотация

Во время дневного сна у 17 здоровых испытуемых изучали изменения спектральных характеристик ЭЭГ в периоды восстановления выполнения психомоторного теста при спонтанных кратковременных пробуждениях. Тест содержит два последовательно чередующихся задания: счет “про себя” от 1 до 10, сопровождаемый синхронными нажатиями на кнопку, и только счет “про себя”. Монотонный характер теста ведет к быстрому снижению уровня бодрствования и в большинстве случаев вызывает засыпание. Появление нажатий является поведенческим показателем возобновления когнитивных процессов, заторможенных во время сна. Сравнивали ситуации с малым (2–5) и относительно большим (6–10) числом нажатий на кнопку. Началу нажатий предшествует появление генерализованного альфа-ритма, который снижается в процессе выполнения психомоторной деятельности. Его мощность при этом всегда больше в ситуации с более длительными периодами наблюдаемой поведенческой активности. Окончание нажатий возвращает значения мощностных показателей альфа-активности к тем, которые наблюдались до пробуждения. Альфа-ритм ЭЭГ при сниженном уровне бодрствования во время кратковременных пробуждений, по-видимому, характеризует действие таламо-кортикального активирующего механизма и является необходимым условием для моторного взаимодействия организма с внешней средой. Отсутствие различий в лобных областях на начальном этапе при осуществлении кратковременной и более длительной деятельности, приближающейся к выполнению полного цикла нажатий, позволяет предположить, что в этот период они задействованы в одинаковой степени, независимо от числа нажатий. Этот результат может служить косвенным подтверждением того, что наблюдаемая психомоторная активность, даже при малом числе нажатий, не является автоматической, бессознательной, а сопровождается сниженным, фрагментарным сознанием.

https://doi.org/10.31857/S0869813920030036
PDF

Литература

Tsai P.J., Chen S.C., Hsu C.Y., Wu C.W., Wu Y.C., Hung C.S., Yang A.C., Liu P.Y., Biswal B., Lin C.P. Local awakening: regional reorganizations of brain oscillations after sleep. Neuroimage. 102(2): 894–903. 2014.

Peter-Derex L, Magnin M, Bastuji H. Heterogeneity of arousals in human sleep: A stereo–electroencephalographic study. Neuroimage. 123: 229–244. 2015.

Schwabedal J., Riedl M., Penzel Th., Wessel N. Alpha–wave frequency characteristics in health and insomnia during sleep. J. Sleep. Res. 25: 278–286. 2016.

Ferrara M., Curcio G., Fratello F., Moroni F., Marzano C., Pellicciari M.C., Gennaro LD . The electroencephalographic substratum of the awakening. Behav. Brain Res. 167: 237–244. 2006.

Marzano C, Ferrara M, Moroni F, De Gennaro L. Electroencephalographic sleep inertia of the awakening brain. Neuroscience. 176: 308–17. 2011.

Trotti L. Waking up is the hardest thing I do all day: Sleep inertia and sleep drunkenness. Sleep Med. Rev. 35: 76–84. 2017.

Vallat R., Meunier D., Nicolas A., Ruby P. Hard to wake up? The cerebral correlates of sleep inertia assessed using combined behavioral, EEG and fMRI measures. Neuroimage. 184: 266–278. 2019.

Ikeda H., Hayashi M. Effect of sleep inertia on switch cost and arousal level immediately after awakening from normal nocturnal sleep. Sleep and Biol. Rhythms. 6: 120–125. 2008.

Черемушкин Е. А., Петренко Н. Е., Генджалиева М. С., Яковенко И. А., Малахов Д.Г., Дорохов В. Б. ЭЭГ активность мозга, предшествующая спонтанному восстановлению психомоторной деятельности после эпизодов микросна. Росс. физиол. журн. им. И. М. Сеченова. 105(8): 1002–1012. 2019. [Cheremushkin E.A., Petrenko N.E., Gendzhalieva M. S., Yakovenko I. A., Malakhov D. G., Dorokhov V. B. EEG activity preceding spontaneous restoration of psychomotor activity after microsleep episodes. Russ. J. Physiol. 105(8): 1002–1012. 2019. (In Russ)].

Hale J.R., White T.P., Mayhew S.D., Wilson R.S., Rollings D.T., Khalsa S., Arvanitis T.N., Bagshaw A.P. Altered thalamocortical and intra-thalamic functional connectivity during light sleep compared with wake // Neuroimage. 125:657–667. 2016.

Дорохов В.Б. Альфа-веретена и К-комплекс-фазические активационные паттерны при спонтанном восстановлении нарушений психомоторной деятельности на разных стадиях дремоты. Журн. высш. нерв. деят. 53(4): 502–511. 2003. [ Dorokhov V.B. Alpha bursts and K-complex- phasic activation pattern during spontaneous recovery of correct psychomotor performance at different stages of drowsiness. Zh. Vyssh. Nerv. Deiat. Im. I. P. Pavlova. 53(4):502–511. 2003. (In Russ)].

Dorokhov V.B., Malakhov D.G., Orlov V.A., Ushakov V. Experimental Model of Study of Consciousness at the Awakening: FMRI, EEG and Behavioral Methods: Proc. of the Ninth Annual Meeting of the BICA Society. In : Biologically Inspired Cognitive Architectures. 82–87. 2018.

Козлов М.К. Оценка достоверности вариационных характеристик пре‑ и постстимульной кривой ЭЭГ по критерию хи‑квадрат. Журн. высш. нерв. деят. 59(2): 281–290. 2009. [ Kozlov M.K. Estimation of the Validity of Variational Characteristics of Pre-and Poststimulus EEG by the Chi-Square Test. Zh. Vyssh. Nerv. Deiat. Im. I.P. Pavlova. 59(2): 281–290. 2009. (In Russ)].

Steriade M., McCormick D.A., Sejnowski T. J. Thalamocortical oscillations in the sleeping and aroused brain. Science. 262: 679–685. 1993.

Halász P., Terzano M., Parrino L., Bodizs R. The nature of arousal in sleep. J. Sleep. Res. 13: 1–23. 2004.

Petrides M., Pandya D. The Frontal Cortex. In: The Human Nervous System. Eds. Paxinos G., Mai U. Acad. Press. Amsterdam. 950–972. 2004

Kostandov E.A. The role of implicit estimation of time intervals and set plasticity in facial expression processing. In: Cognitive Systems Monographs. 25: 349–366. 2015.

Morales J., Lau H., Fleming S. M. Domain–General and Domain–Specific Patterns of Activity Supporting Metacognition in Human Prefrontal Cortex. J. Neurosci. 38(14): 3534–3546. 2018.

Nyberg L. Cognitive control in the prefrontal cortex: A central or distributed executive? Scand. J. Psychol. 59(1):62-65. 2018.

Pfurtscheller G., Neuper C. Movement and ERD/ERS. In: The Bereitschafts potential. Movement related cortical potentials. Eds. Jahanshahi M., Hallett M. N.Y. Kluver Acad. Plenum Publ. 191–206. 2003.

Kostandov E. A., Cheremushkin E. A., Yakovenko I. A., Petrenko N. E. Relationships between the flexibility of cognitive performance and the α–rhythm response to conditioning stimuli. Human Physiology. 41(5): 468–477. 2015.

George P.T. The psycho-sensory wake drive—a power source for power naps and other common sleep-wake phenomena: a hypothesis. Sleep Breathing Physiology and Disorders. Review. 22(1): 41–48. 2018.

Fazekas P., Overgaard M. Multidimensional Models of Degrees and Levels of Consciousness. Trends in Cognitive Sci. 20(10):715-716. 2016.

Fazekas P., Overgaard M. Multiple factors and multiple mechanisms determine the quality of conscious experiences: a reply to Anzulewicz and Wierzchon. Cogn. Sci. 42 (6): 2101-2103. 2018.