Возрастные изменения вызванных потенциалов

В современной электрофизиологии накоплен большой материал, свидетельствующий о возможностях продуктивного использования метода регистрации ответов мозга, получивших название вызванных потенци- адов (ВП) и событийно-связанных потенциалов (ССП), при изучении формирования физиологических механизмов перцептивной и, более широко, познавательной сферы человека на разных этапах онтогенеза.

Среди исследований этого плана можно выделить два относительно независимых направления:

изучение конфигурации, амплитудных и временны^ параметров ВП как ответов на разные стимулы в зависимости от возраста, т. е. от процессов созревания;

изучение возрастных особенностей и изменений так называемых эндогенных компонентов ВП, которые возникают при моделировании познавательной деятельности.

Исследования в рамках первого направления исторически начались раньше. Уже в 60-70-е годы XX в. были описаны и проанализированы возрастные особенности ответов на простые сенсорные стимулы: зрительные (вспышки, шахматные поля, решетки), слуховые (тоны разной частоты), тактильные (слабое электрическое или механическое воздействие на кожу). Изучение ответов мозга на стимулы разного типа в раннем онтогенезе показало, что локальные ВП в проекционных (первичных) зонах коры регистрируются с момента рождения ребенка. Однако их конфигурация и параметры говорят о разной степени зрелости и несоответствии ВП взрослого человека. Так, в проекционной зоне функционально более значимого и морфологически более зрелого к моменту рождения ребенка соматосенсорного анализатора ВП содержат такие же компоненты, как у взрослых, и их параметры достигают зрелости уже в течение первых недель жизни. В то же время значительно менее зрелы у новорожденных и младенцев зрительные и слуховые ВП. Такая гетерохронность созревания ответов мозга отражает разные сроки созревания анализаторных систем мозга ребенка.

В противоположность соматосенсорному ВП созревание зрительных и слуховых ответов продолжается на протяжении всего периода раннего детства. Так, ВП как ответ на вспышку света у новорожденного состоит из двух компонентов с латентным периодом 150-190 мс (у взрослого ответ на такой же стимул состоит из семи компонентов с латентным периодом 40-60 мс). Наиболее существенные изменения происходят в первые два года жизни: значительно сокращается латентный период и усложняется конфигурация ответа. Окончательная стабилизация наступает к 5-6 годам, в этом возрасте параметры основных компонентов ответа на вспышку находятся в тех же пределах, что и у взрослых. Сходная динамика характерна для ответов на слуховые стимулы. ВП как ответ на звуковой тон 1000 Гц в два месяца имеет приблизительно такой же компонентный состав, как у взрослых, в ходе дальнейшего развития сокращаются латентные периоды компонентов и увеличивается амплитуда.

Слуховые и зрительные ВП применяются в клинике для оценки степени поражения соответствующих анализаторов на разных этапах Развития. Особое значение эти объективные методы имеют при об следовании детей раннего возраста и взрослых, с которыми затруднен или невозможен речевой контакт. Для оценки состояния зрительных функций (например, остроты зрения) применяются структурированные стимулы: решетки и шахматные поля. Слуховые ВП используются для диагностики сохранности слуха в клинической аудиметрии. В обоих случаях суждение о степени нарушения функции выносится по результатам сопоставления параметров ВП, зарегистрированных у больных (слабовидящих, слабослышащих) и здоровых испытуемых того же возраста.

Возрастная динамика временных параметров зрительных, слуховых и соматосенсорных ВП в зрелом возрасте имеет общую направленность: латентные периоды демонстрируют тенденцию к увеличению. Характер увеличения описывается с помощью уравнений регрессионного анализа, где возраст выступает в качестве независимой переменной.

Эндогенные, или «когнитивные», компоненты ВП, которые отражают обеспечение более сложных сторон познавательной деятельности, могут быть зарегистрированы у детей всех возрастов, начиная с младенческого, но в каждом возрасте они имеют свою специфику. Наиболее систематические факты получены при исследовании возрастных изменений так называемого компонента Р300 в ситуациях принятия решения.

Установлено, что в возрастном диапазоне от 5-6 лет до взрослости происходит сокращение латентного периода и уменьшение амплитуды этого компонента. Предполагается, что непрерывный характер изменений указанных параметров обусловлен тем, что во всех возрастах действуют общие генераторы электрической активности.

Для компонента Р300 отмечается отчетливая зависимость от возраста, описываемая так называемыми кривыми старения, которые характеризуют изменения параметров компонента Р300 в зависимости от возраста. Показателем старения является увеличение латентного периода компонента Р300 и уменьшение его амплитуды. Кривые старения и линии регрессии, отражающие зависимость латентного периода Р300 от возраста, начиная с 70-х годов XX в. изучались многими авторами. В итоге проведенных исследований было установлено, что кривая изменения латентного периода компонента Р300, с учетом детей и подростков, имеет нелинейную форму с отчетливым перегибом в возрасте 16-17 лет. Как показал В.В.Гнездицкий, латентный период компонента Р300 имеет тенденцию к уменьшению до 16-17 лет, затем начинается собственно кривая старения, латентность увеличивается со скоростью 1,25 мс/год (т. е. на 12 мс за 10 лет), а амплитуда уменьшается со скоростью 0,09 мкВ/год.

Аналогичные линии регрессии, описывающие возрастную динамику в раннем онтогенезе, а также «кривые старения» получены и для других широко известных эндогенных компонентов ВП: обусловленной эффектами внимания «негативности рассогласования» и связанного с принятием лингвистического решения компонента N400. На основе этих данных с помощью регрессионного анализа можно оценить биологический возраст. По данным Гнездицкого уровень зрелости испытуемого по показателям латентности и амплитуды компонента Рзоо определяется следующими уравнениями:

дЛя латентности

возраст = 0,31 ЛПРзоо - 62,5;

для амплитуды

возраст = 63,3 - 2,4 АРзоо,

где ЛП - латентный период, А - амплитуда.

Например, если латентный период компонента Р300, зарегистрированного у данного испытуемого в стандартных условиях, равен 330 мс, а амплитуда составляет 9 мкВ, то биологический возраст этого человека оценивается приблизительно как 40 лет. При сопоставлении этого значения с календарным возрастом можно оценить состояние нейро- когнитивных процессов у данного человека. Реализуя такой же вариант анализа для определения когнитивных компонентов ВП в раннем онтогенезе (у детей и подростков), можно получить индексы функциональной зрелости в оценке их когнитивных функций.

Таким образом, изучение возрастной динамики амплитудно-временных параметров ВП дает еще один инструмент диагностики возраста - с точки зрения соответствия/несоответствия календарного возраста уровню зрелости нейрофизиологических механизмов переработки информации. Сказанное, однако, распространяется только на те компоненты и показатели, которые могут быть зарегистрированы у всех людей, независимо от возраста. В этом случае объектом изучения выступают онтогенетически стабильные характеристики и функции, которые имеют непрерывное развитие в онтогенезе.

Между тем хорошо известно, что индивидуальное развитие в целом и психическое в частности не сводятся только к количественным изменениям. Понятие психическое новообразование как своеобразный «маркер» смены этапа или стадии развития является важнейшим при описании психического онтогенеза. По некоторым данным, анализ эндогенных компонентов ВП полезен и для изучения этого аспекта психического развития. Высокоинформативным здесь может оказаться изучение относительной выраженности и пространственного распределения по коре компонентов ВП (хронотопографической картины) у испытуемых разного возраста. Например, в одной и той же экспериментальной ситуации у взрослых или подростков преобладает один компонент, а у Детей другой, и это преобладание имеет разную выраженность в задних и передних ассоциативных зонах коры. К сожалению, исследований такого рода сравнительно мало и на их основе пока трудно выстроить четкую картину. Тем не менее это перспективная линия исследований, которая в будущем позволит разработать новое научное направление - возрастную когнитивную психофизиологию. 3.12.