Влияние акустической ЭЭГ-зависимой стимуляции на параметры вербальной и образной кратковременной памяти

Раздельное прослушивание акустических стимулов, синхронизированных с правой и левой височными областями, приводит к избирательному улучшению вербальной и образной кратковременной памяти. В процедурах прослушивания звуков, синхронизированных с собственной ЭЭГ левого височного отведения, наблюдается увеличение объема запоминаемой информации на слова. В процедурах прослушивания звуков, синхронизированных с собственной ЭЭГ правого височного отведения, наблюдается увеличение объема запоминаемой информации на картинки.

Актуальна разработка средств нейрокоррекции. Ранее сообщалось, что при использовании метода биоакустической коррекции, раздельное прослушивание звуков синхронизированных с собственной ЭЭГ височных и затылочных отведений увеличивает скорость реакции выбора в соответствии с модальностью стимула и локализацией точки регистрации ЭЭГ. В настоящей работе выполнено исследование кратковременной памяти в условиях раздельного прослушивания акустических стимулов, согласованных с собственной ЭЭГ правого и левого височных отведений в реальном времени.

Цель работы — оценить влияние акустической ЭЭГ-зависимой стимуляции на вербальную и образную кратковременную память в условиях раздельного прослушивания звуков скоррелированных с ЭЭГ правого и левого височных отведений.

Методы

Обследовано 79 практически здоровых испытуемых в возрасте от 20 до 36 лет, 39 мужчин и 40 женщин, которые проходили процедуры прослушивания звуков синхронизированных с собственной ЭЭГ. В группах «Т3», 26  человек и «Т4», 24 человека  прослушивали звуки синхронизированные с собственной ЭЭГ левого (Т3) и правого (Т4) височных отведений в реальном времени. В группе «контроль», 29 человек, прослушивали запись звуков синхронизированных с чужой ЭЭГ сделанную заранее. Длительность процедуры — 20 минут, глаза закрыты. Звуки предъявлялись бинаурально через головные телефоны, средняя громкость 67±10 дБ.

Все испытуемые проходили тестирование кратковременной памяти до и после процедуры. В вербальном тесте на мониторе в течение 40 секунд экспонировалось 20 комбинаций слов с числами. В образном — картинок с числами. Оценивалась доля правильно воспроизведенных комбинаций. Доминирующее полушарие определялось в вербальном тесте «исключение лишнего».

ЭЭГ регистрировали монополярно в точках Fp1, Fp2, Т3, Т4, O1, O2 (по системе 10-20). Суть преобразования ЭЭГ в акустический образ заключалась в согласовании значений длительностей периодов колебаний ЭЭГ с множеством звуковых сэмплов с определенной частотой спектрального максимума (форманты). Динамику частотной структуры ЭЭГ оценивали периодометрическим анализом.

Результаты и обсуждение

В группе «Т3» доля правильных ответов увеличилась в вербальном тесте (р=0,022). В образном тесте значения не изменились (p=0,655) (рис.1). По результатам теста «исключение лишнего» у 18 человек с доминирующим левым полушарием наблюдалось увеличение доли правильных ответов только на слова (р=0,002). У 8 человек с доминирующим правым полушарием достоверных изменений не наблюдалось. В группе «Т4» доля правильных ответов увеличилась в образном тесте (р<0,05). В вербальном тесте значения не изменились (р=0,555) (рис.2). В подгруппах (10 «правополушарных» и 14 «левополушарных» человек) ни в одном из тестов достоверных изменений не зафиксировано. В контроле в образном и вербальном тестах доля правильных ответов не изменилась (р=0,531; р=0,344, соответственно) (рис.3), в подгруппах изменений не было  .

По показателям ЭЭГ в лобных отведениях выявлено увеличение доли бета- и снижение доли альфа-, тета- и дельта-волн только в группах «Т4» и «контроль» (p<0,05). В височных и затылочных отведениях наблюдалось снижение активности бета- и увеличение активности тета-диапазонов только в группах «Т3» и «Т4» (p<0,01).

Выявлена значимая корреляция в группе «Т3» между приростом доли правильных ответов в тесте на слова и приростом тета-активности в височных и затылочных отведениях: r=0,5 (p<0,05, по Пирсону).

Таким образом, при предъявлении акустических стимулов скоррелированных с ЭЭГ левого височного отведения наблюдается улучшение вербальной кратковременной памяти, что наиболее выражено у испытуемых с доминированием левого полушария. При прослушивании звуков, синхронизированных с ЭЭГ правого височного отведения, наблюдается улучшение образной памяти. Следовательно, происходит дифференцированное увеличение функциональной активности той области мозга, с ЭЭГ которой формируется акустический образ, предъявляемый в реальном времени. Увеличение функциональной активности могло бы выражаться в увеличении мощности высокочастотных компонентов  ЭЭГ.

Однако в основном наблюдается рост активности в диапазоне тета-волн, что можно интерпретировать как релаксацию. Возможно, в процедурах прослушивания акустического образа собственной ЭЭГ происходит включение механизмов восстановления функционального состояния ЦНС. То есть улучшение показателей кратковременной памяти происходит не потому, что усиливается активация нейронных структур, обеспечивающих реализацию данных функций, а потому, что данные структуры предварительно оказались в условиях восстановления своей деятельности, что и оптимизировало выполнение испытуемыми соответствующих задач.

Вывод

При раздельном прослушивании акустических стимулов, синхронизированных с ЭЭГ правой и левой височных областей, наблюдается избирательное улучшение образной и вербальной кратковременной памяти, что, возможно, обусловлено избирательным восстановлением деятельности соответствующих структур мозга.

Рис.1. Динамика параметров кратковременной памяти в образном и вербальном тестах в группе «Т3» (* — p=0,02)

Рис.2. Динамика параметров кратковременной памяти в образном и вербальном тестах в группе «Т4» (* — p<0,05)

Рис.3. Динамика параметров кратковременной памяти в образном и вербальном тестах в группе «контроль»