СТАТЬЯ ЭЭГ-ПАТТЕРНЫ УРОВНЯ ТРЕВОЖНОСТИ ЖИТЕЛЕЙ ДОНБАССА

УДК 616.831-504.75

 Н.В. Говта, И.В. Котлярова

ЭЭГ-ПАТТЕРНЫ УРОВНЯ ТРЕВОЖНОСТИ ЖИТЕЛЕЙ ДОНБАССА

Донецкий национальный университет; 83050, г. Донецк, ул. Щорса, 46

e-mail: [email protected]

Говта Н.В., Котлярова И.В. ЭЭГ-паттерны уровня тревожности жителей Донбасса. - Изучено влияние профессионально-экологических вредностей на состояние биоэлектрической активности мозга. Разработана эколого-профессиографическая карта уровня тревожных расстройств для своевременного выявления группы риска акцентуированных личностей.

Ключевые слова: ЭЭГ, профессионально-экологические вредности, тревожность.

Введение

В настоящее время изучение влияния профессионально-экологических вредностей (ПЭВ), как нового комплексного фактора риска, существенно влияющего на физическое и психическое здоровье индивида, привлекает внимание все большего числа исследователей в разных научных областях. В то же время необходимо отметить, что данная проблема весьма актуальна как для экологии, так и для экологической нейрофизиологии [7, 14, 15].

Влияние ПЭВ связано со структурами мозга, отвечающими за интеллектуально-эмоциональные процессы, что выражается в нейродинамических перестройках электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Воздействие на человека экологических и профессиональных факторов до того, как они проявят себя в ухудшении его физического здоровья, сказывается в расстройстве различных психических функций и деятельности человека [5]. Существует гораздо больше патологических расстройств, происхождение которых не верифицировано, но прямо или косвенно определяется экологическими и профессиональными вредностями [1, 2].

Наиболее типичные проявления функционального состояния головного мозга, связанные с экологическими факторами, выражаются в нарушениях когнитивных процессов, снижении интеллектуального потенциала, изменениях в эмоционально-волевой сфере, ухудшении самочувствия и настроения человека, появлении нервно-психического напряжения, стресса и тревожно-депрессивных расстройств. Недостаточность лимбико-ретикулярных структур мозга, обеспечивающих интегративную деятельность, адаптацию к меняющимся условиям среды и адекватные формы поведения, в отличие от грубых и диффузных органических поражений мозга, является важным патогенетическим звеном тревожных расстройств [3].

Таким образом, исследования спектральной плотности и когерентности ЭЭГ-паттернов головного мозга жителей техногенно трансформированных территорий позволит выявить группу риска акцентуированных личностей для дальнейшего формирования у них профессионально нужных качеств.

Материалы и методы исследований

Основную группу составили 412 добровольцев (350 женщин и 70 мужчин, средний возраст 20±1,5 года). Никто из обследованных ранее не употреблял препараты психотерапевтического спектра. Регистрацию и анализ ЭЭГ осуществляли по общепринятой методике с помощью 19-ти канального электроэнцефалографического комплекса «Нейроком, Хаi-medica - Украина». ЭЭГ потенциалы отводили монополярно от фронтальных (F3, F4, F7, F8), центральных (C3, C4, Cz), теменных (P3, P4, Pz), височных (T3, T4, T5) и затылочных (O1, O2) локусов по стандартной международной системе отведения «10%-20%» [13]. Референтными электродами служили объединенные контакты на правой и левой мочке ушей с полосой пропускания частотного фильтра 35 Гц и оцифровки сигнала в 0,1 с.

Исследование включало регистрацию фоновой активности ЭЭГ в состоянии покоя при закрытых и открытых глазах с раздельным расчетом спектральной композиции. Длительность пробы фоновой адаптации составляла от 60 до 360 с. Длительность непрерывной записи составляла 120 с минуты. Запись и обработку ЭЭГ на персональном компьютере осуществляли с помощью программы «NeuroCom».

Проводили визуальный, спектральный и корреляционный анализ ЭЭГ. Спектр вычисляли с помощью быстрого преобразования Фурье [10, 14] для освобожденных от артефактов участков записи общей длительностью 1 мин. Анализировали дельта - ∆ (0,5-4 Hz), тэта - θ (4-8 Hz), альфа - α (8-13 Hz), бета - β (13-30 Hz) диапазоны ЭЭГ. Для количественной оценки спектра в каждом частотном диапазоне рассчитывали спектральную плотность мощности (СПМ, mkV2/Hz). Корреляционный анализ проводили для тех же отрезков записи, что и спектральный анализ, как по всему частотному диапазону (0,5-30 Гц), так и по отдельным частотным полосам ЭЭГ.

Зонирование экологической вредности техногенно трансформированных территорий Донбасса определяли по [9].

Для оценки уровней ситуативной и личностной тревожности испытуемых применяли методику Спилберга, адаптированную Ханиным [11, 16]. По результатам теста госпитальной тревожности и депрессии - HADS выявлены уровни клинических и субклинических тревожно-депрессивных расстройств.

Результаты и обсуждение

По результатам исследования личностных характеристик установлена положительная корреляционная связь (r = 0,43±0,13), СПМ θ-ритма зарегистрированного при закрытых глазах в отведениях (F₇, F₈, O₁, O₂, C₃, C₅) характеризующих центрально-затылочные и префронтальные области коры головного мозга с уровнем тревожности жителей техногенно трансформированных территорий (рис. 1).

Рис. 1. Спектральная плотность мощности θ-ритма жителей техногенно трансформированных территорий

Как видно из рис. 1, СПМ θ-активности достоверно (p<0,001) выше на 48% у людей страдающих тревожными расстройствами. Это можно объяснить тем, что неокортикальный θ-ритм является результатом электротонического распространения в гиппокампальных структурах, автономным генератором которых является септум (рис. 2).

Рис. 2. Мощностные карты уровня тревожности жителей Донбасса

Мощность θ-ритма у человека увеличивается в условиях напряженной психической активности (стресс, беспокойство). На основании этого, θ-ритм является ритмом нервно-эмоционального напряжения [7, 8].

По результатам топографического картирования с помощью ICA компонент выявлено, что в момент повышения θ-ритма происходит достоверное снижение α-активности на (51 %±1,11 %), (p<0,05) в локусах (F₃, F₄, F₇, F₈, Fp₁, Fp₂, T₃, T₄) соответствующих фронтальным и лобно-височным областям коры головного мозга (рис. 3).

Рис. 3. Топографическое картирование когерентности α-активности жителей техногенно трансформированных территорий

Депрессия спектра когерентности α-ритма (см. рис. 3) характеризуется появлением эмоциональной реакции связанной с восприятием внешних событий. Это может быть обусловлено тем, что при переживании тревоги и печали мощность α-ритма снижается, свидетельствуя о повышении уровня активации ЦНС, в то время как при агрессии и радости он напротив, возрастает [7]. С учетом концепции Князева и Слободской, депрессия α-ритма характерна для высоко тревожных личностей с доминированием эмоциональной сферы над когнитивной [10, 12].

При оценке влияния неблагоприятных экологических факторов на функциональное состояние биоэлектрической активности мозга жителей техногенно трансформированных территорий установлено, что у 60% диагностируется развитие тревожных состояний (r = 0,76, p<0,05) рис. 4.

Рис. 4. Корреляционная плеяда тревожно-депрессивных состояний и уровня экологической вредности

Следовательно, вклад неблагоприятных факторов среды в развитие тревожно-депрессивных расстройств составляет более 57% причин, которые предположительно ее вызывают (генетические, социальные и др.). Указанные корреляты согласуются с литературными данными и свидетельствуют о проявлении тревожных расстройств [1, 3].

По результатам проведенных исследований разработана карта уровня оценки тревожных состояний жителей техногенно трансформированных территорий (рис. 5).

Рис. 5 Эколого-профессиографическое картирование уровня тревожности жителей Донбасса

СПМ уровня тревожного состояния θ-ритма варьирует от 2,14 до 19,7 mkV²/Hz в дорсально-префронтальной (А, С) и от 4,05 до 25,31 mkV²/Hz в затылочной областях (В, D) (см. рис. 5).

Выводы

1. Тревожное состояние жителей Донбасса проявляется на электроэнцефалограмме достоверной (p<0,001) активацией θ-ритма в центрально-затылочных и префронтальных зонах коры и снижением α-ритма (на 48%) в лобно-височной и затылочной областях коры головного мозга.

2. Уровень тревожных расстройств отмечается на 20% чаще у жителей техногенно-трансформированных территорий, чем у жителей регионов с более благоприятной экологией. Ухудшение экологических условий проживания положительно коррелирует (r = 0,76, при p<0,05) возрастанием числа людей с тревожными состояниями, а вклад в их детерминацию составляет более половины (D = 57%) от потенциальных причин (генетических, социальных и др.).

3. Разработана эколого-профессиографическая карта уровня тревожных расстройств для своевременного выявления группы риска акцентуированных личностей.

Список литературы

1. Александровский Ю.А. Пограничные психические расстройства: учебное пособие / Ю.А. Александровский. - М.: Медицина, 2000. - 300 с.

2. Афтанас Л.И. Особенности межполушарного распределения спектров мощности ЭЭГ у высокотревожных индивидуумов в эмоционально-нейтральных условиях и при отрицательной эмоциональной активации / Л.И. Афтанас, С.В. Павлов // Журнал высшей нервной деятельности. - 2005. - Т. 55, № 3. - С. 322-328.

3. Вегетативные расстройства: Клиника, диагностика, лечение / Под ред. А.М. Вейна. - М.: ООО "Медицинское информационное агентство", 2003. - 752 с.

4. Гетерогенность альфа-ритма и его формирование в онтогенезе / Д.А. Фарбер, В.Ю. Вильдавский, А.С. Горев и др. // Нейрофизиологические основы формирования психических функций в норме и при аномалиях развития. - М., 1995. - С. 59.

5. Данилова H.H. Функциональные состояния: механизмы и диагностика / H.H. Данилова. - М.: МГУ, 1985. - 125 с.

6. Изменение биохимических показателей крови мышей в процессе развития экспериментальной депрессии / Д.Ф. Августинович, И.Л. Коваленко, И.В. Сорокина, Т.Г. Толстикова // Бюлл. эксп. биол. мед. - 2003. -Т. 135, № 4. - С. 406-409.

7. Кирой В.Н. Физиологические методы в психологии: учебное пособие / В.Н. Кирой. - Ростов-на-Дону: ООО «ЦВВР», 2003. - 224 с.

8. Коваленко А.А. Влияние тревожности на восприятие эмоционально значимых стимулов у человека / А.А Коваленко // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского, серия «Биология, химия». - 2009. - Т. 22, № 22(61), №4. - С. 72-80

9. Пат. 27501 України, МКІ А61В 5/16. Спосіб оцінки впливу екологічних умов на людину за психофізіологічним станом організму / С.В. Беспалова, М.В. Говта, О.С. Горецький, В.О. Максимович (Україна); заявник і патентовласник Донецький національний університет - № u200702054; заявл. 26.02.2007; опубл. 12.11.2007, Бюл. № 8.

10. Сахаров В.Л. Методы математической обработки электроэнцефалограмм / В.Л. Сахаров, А.С. Андреенко. - Таганрог: "Антон", 2000. - С. 45.

11. Черный С.В. Тревожность, ЭЭГ-корреляты и возможные механизмы / С.В. Черный, В.Б Павленко // Ученые записки Таврического национального университета им. В.И. Вернадского. - 2004. - Т. 17 (56), № 1. - С. 89-98. - (Серия «Биология, химия»).

12. ЭЭГ - исследования личностных особенностей и эмоциональных реакций / О.М. Павленко, С.В. Черный, А.А. Коваленко, С.А. Махин // III Всеукраїнська наукова конференція "Психофізіологічні та вісцеральні функції в нормі та патології" (тези доповідей) - Київ: «Знання України». - 2006. - с. 99.

13. Avgustinovich D.F. A model of anxious depression: persistence of behavioral pathology / D.F. Avgustinovich, I.L. Kovalenko, N.N. Kudryavsteva // Neurosci Behav Physiol. - 2005. - № 35. - Р. 917-924.

14. Borsini F. Is the forced swimming test a suitable model for revealing antidepressant activity? / F. Borsini, A. Meli // Psychopharmacology. - 1988. - № 94. - Р. 147-160.

15. Jacobson L.H. Feeling strained? Influence of genetic background on depressionrelated behavior in mice: a review / L.H. Jacobson, J.F. Cryan // Behav. Genet. - 2007. - № 37. - Р. 171-213.

16. Social defeats, depression and anxiety an experimental model / T.V. Lipina, S.N. Shigantsov, I.A. Madorskaya, T.P. Denisova // Monograph Novosibirsk Institute of Cytology and Genetics. - 1995. - 48 р.

Говта М.В., Котлярова І.В. ЕЕГ-патерни рівня тривожності жителів Донбасу. - Вивчено вплив професійно-екологічних шкідливостей на стан біоелектричної активності мозку. Розроблено еколого-професіографічну карту рівня тривожних розладів для своєчасного виявлення групи ризику акцентуйованих осіб.

Ключові слова: ЕЕГ, професійно-екологічні шкідливості, тривожність.

Govta N.V, Kotljarova I.V. EEG-pattern level of anxiety of habitants of Donbas. - Influence of professionally-ecological risk is studied on the state of bioelectric activity brain. The professionally-ecological map of level of anxiety disorders is worked out for the timely exposure of group of risk of personalities.

Keywords: EEG, professionally-ecological to harmfulness, anxiety.