Таким образом, полученные данные дают основание полагать, что организация состояния спокойного бодрствования обеспечивается сложным взаимодействием структур головного мозга: сенсорно-специфических зон и регуляторных ассоциативных областей. Функциональная организация коры больших полушарий в состоянии спокойного бодрствования отражает интеграцию структур мозга, необходимую для поддержания определенного уровня внимания, анализа поступающей информации и контроля позных компонентов и т.п., определяемых как «готовность к деятельности».
Функциональная организация коры больших полушарий головного мозга в состоянии покоя у детей 5, 6 и 7 лет с разным уровнем сформированности зрительного восприятия.
Организация процесса зрительного восприятия в ходе развития существенным образом определяется функциональным созреванием структур головного мозга и связей между ними, формирующих восприятие как целостную систему (Фарбер Д.А., 2005; Морозова Л.В., 2008).
В дисперсионном анализе выявлено влияние фактора КВ на базовые структуры взаимодействия корковых областей головного мозга в тета-диапазоне. У детей 6 лет это влияние относится к БСВ III (БСВ, охватывающие каудальные отделы коры больших полушарий) F(1, 105) = 4.944, p = 0.028 (рис. 2 Г).
При парном сравнении усредненных максимальных значений КОГ в тета-диапазоне отмечено, что у 6-летних детей с высоким уровнем сформированности КВ, по сравнению с детьми, имеющих низкий уровень, наблюдается значимо более низкие значения функций КОГ между теменной и передневисочной областями левого полушария (t (105) = 2.068, p = 0.041), а также между затылочной и ТРО областями правого полушария (t (64) = 2.12, p = 0.036) (рис. 6).
У детей 7 лет с разным уровнем развития КВ отмечены значимы различия, которые характерны для БСВ I а (БСВ с фокусом в ТРО областях) F(1, 64) = 5.256, p = 0.025 (рис. 2 А).
При парном сравнении усредненных максимальных значений КОГ отмечено, что в группе детей 7 лет с высоким уровнем сформированности КВ, по сравнению с детьми с низким уровнем, выявлены более низкие значения функций КОГ в тета-диапазоне между областями с фокусами в ТРО областях обоих полушарий (p<0.05) (рис. 6). Следует отметить, что выявленные изменения гораздо менее выражены в левом полушарии по сравнению с правым.
Рис. 6
Весьма обширный характер взаимосвязей ТРО обоих полушарий с другими областями у детей с низким уровнем сформированности КВ, вероятно, может быть связано с повышенной эмоциональностью в процессе выполнения сложной деятельности. С этим согласуются данные Т.А. Кудряковой с коллегами (Кудрякова Т.А., 1991; Алферова В.В., Кудрякова Т.А., 1994), обнаружившими такой характер взаимодействия у детей с трудностями зрительного восприятия.
Дисперсионный анализ значений БСВ в зависимости от уровня сформированности КВ не выявил значимых изменений в альфа- и бета-диапазонах, вместе с тем парное сравнение значений функции КОГ в отдельных отведениях выявило наличие значимых различий по этим ритмическим составляющим ЭЭГ (рис. 7).
Так, у детей 6 лет с высоким уровнем сформированности КВ, по сравнению с детьми с низким уровнем, отмечены более низкие значения функции КОГ в бета-диапазоне в лобно-центральных областях (F3-C3, F3-C4, F4-C3). Для 7-летних детей с высоким уровнем сформированности КВ отмечены значимо более высокие внутриполушарные значения КОГ в альфа-диапазоне между затылочными и теменными областями обоих полушарий, что соответствует формированию к этому возрасту стабильного затылочного альфа-ритма (Алферова В.В., Фарбер Д.А., 1990; Мачинская Р.И., 2009). Более высокие значения связи по альфа-ритму между этими корковыми структурами важны для понимания роли функциональных объединений корковых областей в ЭЭГ покоя.
Рис. 7. Пары отведений, для которых наблюдаются значимые различия в функции КОГ в альфа- и бета-диапазонах у детей 6 и 7 лет с высоким уровнем сформированности КВ по сравнению с детьми с низким уровнем сформированности КВ (пояснения в тексте). Пунктирная линия - значения функции КОГ значимо ниже у детей с высоким уровнем сформированности КВ, сплошная лини - значения функции КОГ значимо выше у детей с высоким уровнем сформированности КВ
Выявлена также возрастная специфика влияния фактора ЗПВ на БСВ. У детей 6 лет это влияние выявлено в тета-диапазоне для БСВ III (каудальные тип) (F(2, 105) = 3.556, p = 0.030) (рис. 2 Г).
При парном сравнении значений КОГ отмечено, что у 6-летних детей с высоким уровнем сформированности ЗПВ тета-КОГ значимо ниже, чем в группе детей с низким уровнем значения в парах отведений между затылочной и ТРО областями обоих полушарий, а также между теменной и передневисочной областями левого полушария (p<0.05) (рис. 8).
У детей 7 лет с разным уровнем сформированности ЗПВ отмечено значимое различие в тета-диапазоне для БСВ II (межполушарные и внутриполушарные связи между центральными и теменными областями обоих полушарий) (F(2, 71) = 3.308, p = 0.038) (рис. 2 В).
Рис. 8. Пары отведений БСВ II и III, для которых наблюдаются значимые различия в функции КОГ в тета-диапазоне у детей 6 и 7 лет с высоким уровнем сформированности ЗПВ по сравнению с детьми с низким уровнем сформированности ЗПВ (пояснения в тексте). Пунктирная линия - значения функции КОГ значимо ниже у детей с высоким уровнем сформированности ЗПВ, сплошная лини - значения функции КОГ значимо выше у детей с высоким уровнем сформированности ЗПВ
При парном сравнении усредненных максимальных значений КОГ в тета-диапазоне отмечено, что в группе детей 7 лет с высоким уровнем сформированности КВ, по сравнению с детьми с низким уровнем, выявлены более высокие значения функций тета-КОГ между центральными областями обоих полушарий (t (71) = 2.032, p = 0.046) (рис. 8).
Парное сравнение значений КОГ в бета-диапазоне без оценки объединения внутрикорковых связей, позволило выявить значимо более высокий уровень КОГ между правополушарной передневисочной областью и лобными областями обоих полушарий у детей 7 лет с высоким уровнем сформированности ЗПВ (p<0.05) (рис. 9).
Снижение связей по тета-ритму как локально в затылочных областях у детей с высоким уровнем сформированности ЗПВ в 6 лет, так и в 7 лет может объясняться снижением выраженности тета-ритма, отражающего зрелость ритмогенеза (Мачинская Р.И., 2001). В тоже время более выраженные связи по тета-ритму у детей 7 лет могут отражать более высокую степень включенности эмоционального компонента.
Таким образом, анализ функциональной организации областей коры головного мозга в состоянии покоя позволил выявить ряд особенностей их взаимодействия у детей с разным темпом формирования КВ и ЗПВ. Результаты анализа всех частотных диапазонов в различных возрастных группах, свидетельствует о важной роли функциональной организации фронтальных и каудальных ассоциативных областей головного мозга в состоянии покоя для реализации зрительного восприятия. Определяющим фактором этих изменений является морфофункциональное созревание данных областей и их связей с другими областями коры больших полушарий головного мозга.
Рис. 9. Пары отведений, для которых наблюдаются значимые различия в функции КОГ в бета-диапазоне у детей 7 лет с высоким уровнем сформированности ЗПВ по сравнению с детьми с низким уровнем сформированности ЗПВ (пояснения в тексте). Пунктирная линия - значения функции КОГ значимо ниже у детей с высоким уровнем сформированности ЗПВ, сплошная лини - значения функции КОГ значимо выше у детей с высоким уровнем сформированности ЗПВ
В целом совокупность выявленных в ходе исследования особенностей функциональной организации коры головного мозга, проявляющихся как базовая структура взаимодействия в различных частотных диапазонах ЭЭГ, является отражением гетерохронии процесса формирования структур головного мозга и свидетельствуют о влиянии этого процесса на формирование компонентов зрительного восприятия, имеющих сложную психофизиологическую структуру.
Заключение
1. У детей в период с 5 до 7 лет наблюдается значимое улучшение показателей формирования компонентов зрительного восприятия, отражающее развитие целостной системы зрительного восприятия.
2. Выявлено значимое различие темпов формирования отдельных компонентов зрительного восприятия, свидетельствующее о гетерохронности их созревания на исследуемом этапе онтогенеза. Более низкие темпы созревания характерны для компонентов зрительного восприятия, имеющих сложную психофизиологическую структуру - зрительно-пространственное восприятие, константность и помехоустойчивость зрительного восприятия
3. Анализ функции КОГ различных ритмических составляющих ЭЭГ выявил 4 типа функциональных объединений корковых областей (базовой структуры взаимодействия областей коры больших полушарий головного мозга), объединяющих сенсорно-специфические корковые зоны и регуляторные переднеассоциативные и заднеассоциативные структуры.
4. Показано, что базовые структуры носят стабильный характер; отдельные связи этих структур изменяются с возрастом, отражая специфику ритмогенеза и организацию ЭЭГ спокойного бодрствования, как состояния готовности к деятельности.
5. Выявлены значимые различия связей, входящих в базовую структуру взаимодействия областей коры больших полушарий головного мозга у детей с разным уровнем сформированности компонентов зрительного восприятия. В 6 лет у детей с высоким уровнем сформированности константности зрительного восприятия и зрительно-пространственного восприятия отмечены значимо более низкие значения КОГ в тета-ритме в каудальных областях. У детей 7 лет с высоким уровнем сформированности константности зрительного восприятия и зрительно-пространственного восприятия наблюдается значимо более высокие значения КОГ в альфа-диапазоне в каудальних областях и в бета-диапазоне - в лобно-височных областях соответственно.
6. Выявление базовой структуры взаимодействия областей коры головного мозга в сочетании с методом оценки уровня зрелости компонентов зрительного восприятия позволяет создать основу для разработки нового подхода к оценке возрастных и индивидуальных особенностей познавательной деятельности ребенка.
Литература
1. Морозова Л.В., Звягина Н.В., Теребова Н.Н. Особенности формирования системы зрительного восприятия у детей Европейского Севера России // Экология человека. - 2007. - № 5. - С. 38-42.
2. Морозова Л.В., Звягина Н.В., Теребова Н.Н. Особенности реализации зрительного восприятия у детей 7 лет с разной функциональной зрелостью структур головного мозга // Физиология человека. - 2008. - Т. 34, № 1. - с. 19-27.
3. Безруких М.М., Морозова Л.В., Теребова Н.Н. Зрительное восприятие как интегральная характеристика психофизиологического развития детей 6-7 лет // Физиология человека. - 2009. - Т. 35, № 2. - С. 132-135.
4. Безруких М.М., Теребова Н.Н. Особенности развития зрительного восприятия у детей 5-7 лет // Физиология человека. - 2009. - Т. 35, № 6. - С. 37-42.
5. Безруких М.М., Теребова Н.Н. Функциональная организация коры больших полушарий головного мозга в состоянии покоя у детей 5, 6 и 7 лет // Физиология человека. - 2010. - Т.36, № 6. - С. 61-69.
Статьи в других научных изданиях
1. Звягина Н.В., Морозова Л.В., Теребова Н.Н. Функциональное состояние мозга детей 7 лет и уровень зрительного восприятия // Научные труды I съезда физиологов СНГ. - М.: Медицина-Здоровье, 2005. - Т. 1. - С. 155.
2. Теребова Н.Н. Функциональная зрелость головного мозга и особенности зрительного восприятия первоклассников приполярного региона // Сборник докладов V Молодежной научной конференции Института физиологии Коми НЦ УрО РАН «Физиология человека и животных: от эксперимента к клинической практике». - Сыктывкар, 2006. - С. 182-184.
3. Теребова Н.Н. Созревание регуляторных систем головного мозга и формирования зрительного восприятия у первоклассников приполярного региона // Сборник IV международной научной конференции «Биотехнология - охрана окружающей среды». - М.: МГУ, 2006. - С. 226-227.
4. Теребова Н.Н., Морозова Л.В. ЭЭГ-анализ функциональной зрелости структур головного мозга у первоклассников приполярного региона // Сборник докладов III всероссийской научной конференции молодых ученых и студентов «современное состояние и приоритеты развития фундаментальных наук в регионах». - Сочи, 2006. - С. 59-61.
5. Теребова Н.Н. Особенности зрительного восприятия детей 5-7 лет // Материалы II Съезда Физиологов СНГ «Физиология и здоровье человека». - Москва-Кишинэу, 2008. - С.197.
6. Безруких М.М., Теребова Н.Н. Зрительное восприятие как интегративная характеристика познавательного развития детей 5-7 лет // Новые исследования. - 2008. - № 1 (14). - С. 13-26.
7. Теребова Н.Н. Особенности развития компонентов зрительного восприятия в период от 5 к 7 годам // Материалы международной конференции «Физиология развития человека». - М.: Вердана, 2009. - С. 105-107.
8. Теребова Н.Н. Особенности формирования константности зрительного восприятия от 5 к 7 годам // Сборник трудов научно-практической конференции с международным участием, посвященная 85-летию со дня рождения д.м.н. профессора Степанова П.Ф. - Смоленск, 2009. - С. 108-109.
9. Теребова Н.Н. Возрастные особенности функциональной организации областей коры больших полушарий в состоянии покоя // Сборник докладов «Всероссийской молодежной школы «Нейробиотехнологии 2010. Биоэкономика, основанная на знаниях: политика инновационного пути развития биотехнологии». - Москва, 2010. - С. 28.