Аннотация
ВВЕДЕНИЕ 4
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 6
1.1 Электроэнцефалография (ЭЭГ) 6
1.2 Устройство электроэнцефалографа 10
1.3 СХЕМЫ РАСПОЛОЖЕНИЯ ЭЛЕКТРОДОВ И СХЕМЫ ОТВЕДЕНИЯ ЭЭГ 14
1.4 Методы анализа энцефалограмм 17
1.5 Ритмы ЭЭГ 22
1.6 Билингвизм 28
1.7 Современные представления о роли бета-ритма в когнитивных
процессах би- и монолингвов 30
2 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ 37
2.1 Компьютерная ЭЭГ 37
2.2 Нарезка ЭЭГ на фрагменты 38
2.3 Экспорт данных 38
2.4 Частотно-временные диаграммы 39
2.5 СВЯЗАННЫЕ С СОБЫТИЕМ ПОТЕНЦИАЛЫ МОЗГА 39
2.6 Статистическая обработка 39
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 40
3.1 Сравнение средних значений частот между сериями 40
3.2 ERSP-диаграммы 41
3.3 Усредненные ССПМ 42
3.4 Различия частотных диапазонов и амплитуд 44
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 46
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 47
Повышенный интерес к изучению языка вызван интенсивными процессами межкультурной коммуникации и социально-экономической интеграции между различными странами, где человек для успешного и полноценного общения во всех сферах жизни стремится, а иногда просто вынужден владеть как минимум одним иностранным языком. В связи с этим перед учеными-нейрофизиологами стоит задача по исследованию языковых механизмов головного мозга физиологическими методами.
Одним из самых распространенных и доступных методов является регистрация электроэнцефалограммы (ЭЭГ). Диагностика и научные исследования мозговых процессов с помощью ЭЭГ основаны на свойстве неокортекса, как и других отделов головного мозга, непрерывно продуцировать биоэлектрические сигналы, источником которых является активное состояние нервных клеток. Электрическая активность коры состоит из длительных колебаний чрезвычайно изменчивой продолжительности. Такие нерегулярные медленные потенциалы свойственны всем отделам головного мозга. Наряду с ними в коре всегда наступают сравнительно быстрые колебания потенциала также меняющейся продолжительности; по амплитуде они обычно значительно ниже медленных. Быстрые колебания потенциала наступают обычно на фоне последних. Таким образом, медленные нерегулярные потенциалы и быстрые на их фоне характеризуют «спонтанную» активность всех частей коры больших полушарий при ее нормальном функционировании. Характер суммарной электрической активности зависит от структурно-функционального состояния мозга. Паттерны нормальной ЭЭГ состоят из разных частотных диапазонов: дельта - от 0,5 до 4 Гц, тета - от 4 до 7 Гц, альфа - от 7 до 13 Гц, бета - от 13 до 35 Гц, гамма - от 35 Гц и выше.
Специфика ЭЭГ состоит в том, что использование определенных методов обработки ритмической электрической активности мозга позволяет не только локализовать функциональную систему, но и выявить особенности взаимодействия составляющих ее структур. Наиболее перспективным подходом к решению этой проблемы является идея о том, что образование функциональной связи между отделами мозга отражается в синхронизации их электрической активности [22, 30]. Так, например, было установлено, что синхронизация электрической активности необходима для связывания частей зрительного объекта в одно целое для появления осознанного зрительного ощущения, для согласования активности зрительной и моторной коры при выполнении движений под контролем зрения [12], для интеграции соматосенсорной и зрительной коры в процессе ассоциативного обучения [22]. Мозговые структуры имеют различные паттерны активации при обработке текстов, единичных слов разных категорий и псевдослов [24, 26, 31].
Цель: Изучение вариабельности индивидуальной частоты бета ритма при
функциональных состояниях наблюдения за произнесением слов и произнесением слов
Задачи:
1. Провести обработку ЭЭГ, полученную от билингвов и рассчитать индивидуальные частоты бета-ритма в сериях «наблюдение» и «произнесение» слова «боль» и «pain».
2. Провести спектральный анализ (ERSP), для оценки связанных частотных пертурбаций с выполняемой деятельностью.
3. Проанализировать связанный с событием потенциал на индивидуальной частоте в группе испытуемых.
В ходе работы были изучены методики записи электроэнцефалограмм при выполнении деятельности испытуемыми, а также методы обработки ЭЭГ-данных. Были проведены экспериментальные серии с регистрацией ЭЭГ при наблюдении за произнесением и произнесении русского «боль» и английского «pain» слов. Обработаны ЭЭГ от 8 испытуемых, получено более 1900 фрагментов, очищенных от артефактов и наводок с помощью программного обеспечения EEGLAB.
Полученные фрагменты обрабатывали с помощью метода спектрального анализа ERSP. Обнаружили различия частотных пертурбаций при выполнении различной деятельности испытуемыми.
Обнаружили, что усредненные ССПМ на индивидуальной частоте в группе испытуемых отличаются по амплитуде в разных частотных диапазонах и по форме в разных сериях.
Полученные результаты дополняют и подтверждают существующие знания в области нейрофизиологии. Разработанная нами методология может быть использована в дальнейших исследованиях в области исследования активности мозга при разных видах деятельности.
