Вызванные потенциалы мозга человека

Вызванные потенциалы мозга человека регистрируются с помощью особой техники когерентного накопления прямо с поверхности го­ловы человека. Они связаны с реакцией мозга на предъявление сен­сорных стимулов либо отражают активность, возникающую в связи с определенными когнитивными процессами: принятием решения, распознаванием сигналов, вниманием и т. д.

Вызванные потенциалы мозга человека уже давно пытались рас­сматривать в качестве индикатора интеллекта, а в ранних исследо­ваниях даже ставили целью заменить процедуру определения IQ с помощью тестов на регистрацию вызванных потенциалов (ВП). В настоящее время нет сомнений в том, что некоторые параметры ВП связаны с различиями в интеллекте. С помощью регистрации ВП

140 Глава 8. Генетика показателей

пытаются изучать механизмы, лежащие в основе подобных индиви­дуальных особенностей.

Уже давно постулируется связь между скоростью обработки ин­формации в мозге и интеллектуальными способностями. Из всех со­временных неинвазивных методов исследования мозга регистрация ВП предоставляет самые точные с точки зрения временного разре­шения сведения о событиях, происходящих в нервной системе. Было обнаружено, что латентный период компонентов ВП демонстрирует негативную корреляцию с коэффициентом интеллекта (IQ), т. е. чем меньше латентный период компонентов ВП, тем выше значения ко­эффициента интеллекта.

Например, в задачах, требующих от испытуемого реакции на появ­ление стимула, отличающегося от стандартных предъявляемых сти­мулов, характерно появление позднего положительного компонента ВП с латентностью около 300 мс (так называемый компонент Р300). На рис. 8.4 представлены ВП, регистрируемые в ходе предъявления двух разновидностей акустических стимулов. На стандартные сти­мулы, предъявляемые в 90% случаев, реагировать не требовалось. Изредка в последовательности стандартных сигналов появлялись другие стимулы, отличающиеся по частоте, на которые испытуемые должны были реагировать нажатием кнопки. Видно, что ВП на сти­мул, требующий реакции, сильно отличаются от ВП на стандартный стимул. У них увеличивается волна за счет присоединения так называемой негативности рассогласования, появляется целый ряд добавочных компонентов (N2b, P300), которые связаны с механизма­ми эхоической памяти, пассивного и активного внимания, осознани­ем отличий, принятия решения.

Рис. 8.4

Вызванные потенциалы, регистрируемые в ответ на предьявление двух разновид­ностей акустических стиму­лов. Сплошная линия — ВП на стандартный стимул, пунктирная — ВП на стимулы, на которые требовалось реагировать

________________________ Вызванные потенциалы мозга человека 141

В другой работе, в которой исследовались дети, была обнаружена корреляция между IQ и латентным периодом пика Р300, равная 0,61. Для более ранних компонентов ВП, в большей мере связанных с об­работкой сигнала, также характерна отрицательная корреляция с IQ. Значения корреляции могут варьироваться в зависимости от задачи. В последнее время ВП регистрируются при выполнении задач, в которых измеряются свойства, связанные с коэффициентом интел­лекта, например при определении так называемого времени наблю­дения (inspection time, IT). Это минимальное время наблюдения, не­обходимое для надежного распознавания сенсорного стимула (обыч­но Место для формулы. зрительного) с определенной степенью вероятности. Считается, что IT отражает скорость ввода информации и хорошо коррелирует с коэффициентом интеллекта (см. ниже). В ряде работ было показано, что если при определении IT разделить испытуемых на две группы (с хорошими и плохими показателями), то между этими группами наблюдаются достоверные отличия в ВП в интервале времени 140-200 мс после начала стимула (рис. 8.5). На этом рисунке хорошо вид­но (рис. 8.5, в), что у испытуемых с коротким временем IT компонен­ты ВП, обозначенные как волны N1 и Р2, больше по амплитуде. Еще одно очевидное отличие заключается в том, что фронт нарастания волны при переходе от компонента N1 к Р2 идет по более крутой тра­ектории. Корреляция между показателями ВП и коэффициентом интеллекта при выполнении этой задачи достигает 0,6.

При решении других когнитивных задач наблюдаются похожие корреляционные связи между коэффициентом интеллекта и особен­ностями ВП в специфический отрезок времени 140—200 мс.

Еще одно направление исследований ВП и интеллекта связано с предположением о том, что плохие интеллектуальные способности могут быть связаны не столько с медленной передачей информации в центральной нервной системе, сколько с ее ненадежностью. Пока­зателем надежности передачи информации могут служить особенно­сти ранних компонентов ВП, прежде всего дисперсия относительно усредненных значений формы ВП и суммарная амплитуда отклоне­ний, измеряемая таким же образом, как и общая протяженность из­вилистых линий на карте. Вычисляется длина траектории ВП за дан­ный временной отрезок.

142 Глава 8. Генетика показателей____________________________

В ряде случаев эти оценки дали поразительно высокие значения положи­тельной корреляции с коэффициентом интеллекта. Эти данные объясня­лись тем, что мозг людей с высоким IQ делает меньше ошибок при обра­ботке информации; таким образом, отдельные участки ЭЭГ, используемые для усреднения, имеют больше сходства. В результате усреднения полу­чаются ВП, сохранившие более сложную форму, поскольку отдельные отрезки ЭЭГ содержали меньше шума. Однако эти данные плохо воспро­изводимы, поскольку в других работах корреляция отсутствовала или да­же меняла знак на отрицательный.

Параметры ВП могут также служить мерой в случае простых форм обучения. Так, при привыкании, вызванным многократным повторе­нием одного и того же стимула, амплитуда ВП может значительно снижаться. Мозг существенно уменьшает реакцию на стимулы, по­явление которых полностью предсказуемо. Было высказано пред­положение, что это свойство, отражающее способность к нервной адаптации, должно быть сильнее выражено у лиц с более развитыми умственными способностями.

Индекс Шафера позволяет оценить разницу в амплитудах ВП, ре­гистрируемых при реагировании на регулярно предъявляющийся и на непредсказуемый стимул. Было показано, что он хорошо коррели-

Вызванные потенциалы мозга человека 143

рует с коэффициентом интеллекта, особенно с компонентом g, кото­рый предположительно отражает генетически обусловленные разли­чия в интеллекте между людьми. Оказалось, что у лиц с умственной отсталостью показатель существенно снижен. Так, например, у лиц с синдромом Дауна не удалось обнаружить обычно проявляемого при­выкания ВП к последовательности предъявляемых стимулов.

Наследуемость свойств вызванных потенциалов в значительной степени зависит от особенностей стимулов, их модальности, интен­сивности, от характера задач, при выполнении которых регистриру­ются ВП. В данной области наблюдается значительный разброс све­дений, связанный с разнообразием природы ВП и их компонентов.

Среди других коррелятов интеллекта стоит упомянуть об иссле­дованиях размеров мозга. Этот параметр пытались исследовать дав­но, в частности, было несколько работ, оценивающих корреляцию между размерами головы и успешностью выполнения тестов на ин­теллект. Однако очевидно, что таким путем трудно получить истин­ную оценку размеров мозга. В настоящее время возможно прямое из­мерение размеров мозга с помощью техники магнитного резонанса. Появился ряд сообщений о том, что между объемом мозга и оценка­ми тестирования когнитивных способностей существует корреляция порядка 0,40-0,42. Интересно, что в целом значения корреляции вы­ше всего для вербального интеллекта. Именно для него обнаружива­ются большие показатели наследуемости (см. главу 9).

Дата добавления: 2015-10-13