Волна «ожидания» как электрофизиологический показатель изменения психического состояния.
отклонение, условный медленный отрицательный потенциал (УМОП). Это связано, во-первых, с трудностью перевода данного термина на русский язык и, во-вторых, со сложностью отражения в названии сущности этого электрофизиологического феномена. Первоначальное определение связано с тем, что в эксперимент вводилась ситуация ожидания. Поэтому G. Walter предполагал, что эта волна может быть показателем готовности коры (точнее, лобных ее отделов) к какому-либо виду деятельности [Walter G., 1964, 1966]. Наиболее распространенным названием этого феномена является „contingent negative variation (CNV). Толчком для открытия CNV послужили длительные целенаправленные поиски корреляции между показателями ЭЭГ человека и познавательными процессами [Lemere Е., 1936; Gastant A. et al„ 1951; Walter G., 1953]. Однако особую актуальность изучение таких корреляций получило в настоящее время в связи с увеличением технических возможностей регистрации ЭЭГ и совершенствованием способов обработки электрограмм с использованием электронно-вычислительной аппаратуры.
Проведенные феноменологические исследования показали тесную взаимосвязь CNV с такими психологическими процессами и состояниями, как ожидание, способность к волевому усилию, активность внимания и восприятия.
G. Walter указывал также на зависимость характеристик CNV от личности испытуемого, его внушаемости, индивидуального отношения к фактам и событиям реальной жизни. Последующие работы, воспроизводящие и расширяющие опыт G. Walter, подчеркивали корреляцию CNV с намерением действовать [Low М. et al„ 1966] и с уровнем мотивации [Irwin D. A. et al., 1966; Elton М., De Long R., Feret R., 1980]. В последнеевремя CNV все больше связывается с вниманием, которое считается главным и первичным психологическим коррелятом изменения CNV. Регистрация CNV может проводиться усилителем постоянного тока или на обычном электроэнцефалографе с большой постоянной времени. При ее записи применяются серебряные неполяризующиеся хлорированные электроды, которые чаще всего помещаются на волосистую поверхность кожи головы. В классическом варианте используется монополярное отведение, при котором активный электрод помещается на макушку, индифферентный — на один или оба сосцевидных отростка. Известны также записи CNV с помощью вживленных в разные области головного мозга электродов. Эти записи не выявили отличий в морфологии CNV, зарегистрированных другими способами [Илюхина В. А., Хон Ю. В., 1973; Walter G., 1967].
Построение эксперимента при регистрации CNV может быть разнообразным в зависимости от целей исследования. Наиболее часто испытуемому предъявляются два сигнала, на вто-
рой из них он должен ответить каким-либо действием, например нажимать кнопку. Этими сигналами могут быть раздражители различных модальностей (одиночные вспышки света, серии вспышек, звуковой тон или щелчки, тактильные раздражители и т. д.), которые подаются в различных сочетаниях с различными интервалами. Кроме указанных раздражителей, в качестве второго сигнала применяются различные психологические тесты на память, интеллект (запоминание цифр, геометрических фигур, таблицы Равена, словесные раздражители и т. д.) с одновременной регистрацией двигательной реакции и некоторых вегетативных показателей [Walter G., 1967; Тессе J.
J., 1969; Jacobson G. P., Gans Dobald P., 1981; Gerull G., Mielke G., 1981]. На электроэнцефалограмме между двумя сигналами появляется медленный отрицательный потенциал (CNV). Он возникает после первого сигнала и растет до момента выполнения соответствующего действия, после чего резко обрывается. Основными характеристиками CNV являются: латентный период, длительность, амплитуда. Существуют четыре гипотезы, объясняющие появление и изменение CNV. Из них первые три: гипотеза «ожидания» [Walter G., 1965], гипотеза «волевого движения» [Low М. D. et al., 1966] и гипотеза мотивации [Irwin D. A. et al., 1967]—лишь частично объясняют данные CNV. Четвертая гипотеза «внимания и возбуждения» (arousal) [Тессе J. J., 1971, 1972] предполагает тесную взаимосвязь CNV с сосредоточением внимания и процессами церебральной активации. Эта гипотеза в настоящее время лучше других обобщает полученные факты по CNV, объясняя их неспецифической психической деятельностью. Вопрос о нейрофизиологическом генезе CNV до сих пор не решен. G. Walter (1968) указывал, что CNV представляет собой смешанный потенциал фронтальной части коры и центральных отделов, возникающий в результате деполяризации апикальных дендритов в верхних слоях фронтальной коры. В дальнейшем благодаря исследованиям больных с вживленными электродами, а также опытам на животных, у которых удалось зарегистрировать CNV, CNV-подобные волны и другие медленные электрические потенциалы, было доказано, что в развитии CNV принимают участие таламические структуры и ретикулярная формация [Бехтерева Н. П., Чернышева В. А., 1968; Rebert С., 1971]. Таким образом, все полученные данные позволяют предположить, что, по-видимому, CNV является гетерогенной электрической мозговой волной, возникающей в результате сложного взаимодействия корково-подкорковых систем. -Л—.У здоровых взрослых людей CNV выявляется при усреднении в 90 % случаев [Cohen J. et al., 1967; Bostem F. et al.,
- . Однако по своим параметрам она отличается большой вариабельностью, что связывается с индивидуальными разли-
чиями людей: восприимчивостью, гипнабельностью, уровнем
тревожности и беспокойства и т.
п. Другими словами, эти различия связаны в основном с психологическими факторами. CNV изучалось также в различных группах больных нервно-психическими заболеваниями: шизофренией, маниакально-депрессивным психозом, истерией, психопатией, неврозом тревожности, фобиями и т. д. [Филимонова Т. Д., 1972; Walter G.. 1967; Timsit М. et al., 1970]. Эти исследования выявили как общие особенности CNV, характерные для всех групп больных, так и некоторые отличительные черты, присущие определенным формам заболевания. К ним относятся значительное снижение амплитуды CNV у больных с психопатологическими расстройствами [McCallum W. С., Walter G.,- , а также нарушение динамики CNV. Неустойчивость, трудность восстановления после пропуска второго сигнала наблюдались у больных неврозом беспокойства и фобиями [Walter G., 1966, 1967]. Для невроза навязчивости характерно стойкое сохранение CNV. У психопатических личностей отмечаются лишь скудные признаки CNV [Walter G., 1970]. М. Timsit и др. (1970) выявили корреляцию возрастания длительности CNV с тяжестью психической патологии, а также стойкость отрицательности ее после второго раздражителя у психически больных, которую назвали «постимперативной волной». Кроме указанных видов патологии, CNV изучалась у детей с нарушенной речью и резко ослабленным зрением, у которых отмечались уменьшение или полное отсутствие CNV при подаче раздражителей соответственно в виде букв или слов или визуальных раздражителей [Cohen J. et al., 1965]. И, наконец, проводились исследования у больных с органическими поражениями головного мозга (черепно-мозговые травмы, цереброваскулярные заболевания и т. д.). У них отмечались уменьшение амплитуды CNV, асимметрия ее и изменение формы [McCallum W. С. et al., 1970]. Помимо изучения психопатологических состояний, представляют интерес эксперименты на здоровых испытуемых при изменении у них уровня бодрствования. Имеются данные об увеличении амплитуды CNV после введения кофеина и амфетамина [Walter G., 1964]. Отмечены изменения CNV в различные сроки лишения сна [Naitch P. et al., 1969]. Эти исследования выявили гетерогенность CNV во времени. Приведенные литературные данные свидетельствуют о том, что применение CNV в качестве коррелята психофизиологических функций может служить дополнительным критерием функционального состояния, что важно и в теоретическом, и в практическом отношении.
Обработка материалов по CNV проводится методом суперпозиции неартефактных кривых при помощи компьютера или вручную. После обработки измеряются амплитуда CNV в микровольтах, латентный период и длительность в секундах. Одновременно определяется «проявляемость» волны в процентах, которая высчитывается как отношение количества проб, в которых имеется CNV, ко всему количеству проб в каждой части эксперимента. При проведении исследований с помощью комплекса индифферентных и эмоциогенных раздражителей можно создавать для испытуемых условия определенной эмоциональной напряженности, как, например: а) низкой — с помощью светового раздражителя; б) средней — применением электро- кожного раздражителя пороговой величины; в) высокой — введением сверхпорогового электрокожного раздражителя вслед за плохим выполнением задания.
Как показали проведенные нами исследования здоровых лиц и больных гипертонической болезнью [Резникова Т. Н., 1972, 1976] в условиях эксперимента, направленного на создание у испытуемых «низкой» эмоциональной напряженности, амплитуда и «проявляемость» волны у больных были достоверно ниже, латентный период — выше, чем у здоровых, а длительность различий не имела. При «средней» эмоциональной напряженности к описанным выше изменениям добавились резкое уменьшение латентного периода CNV у больных и резкое повышение его у здоровых. А при «высокой» эмоциональной напряженности обнаружено отчетливое увеличение амплитуды CNV как у больных, так и у здоровых. Кроме того, длительность волны у здоровых испытуемых становится значительно меньше, чем у больных, у которых она возрастает по сравнению с «низкой» и «средней» эмоциональной напряженностью, тогда как у здоровых — уменьшается.
Такой анализ полученных данных позволил обнаружить существенные различия режимов работы мозга при эмоциональной напряженности у здоровых и больных гипертонической болезнью. Они объясняются тем, что у больных в условиях эмоционального напряжения более отчетливо, чем в состоянии спокойного бодрствования, обнаруживается дисфункция систем интрацентральной регуляции, обеспечивающих адаптивное поведение.
Значительный интерес представляют различия в форме CNV. У больных гипертонической болезнью встречаются низкоамплитудные волны, которые могут быть либо большой длительности (до 5 с), либо малой длительности, но неоднократно повторяющиеся. У здоровых же CNV более ярко выражена и имеет форму кривой с быстрым подъемом после второго сигнала и резким обрывом после императивного раздражителя (классическая кривая — рис. 16). У больных в некоторых случаях волны не прерываются императивным сигналом (рис. 17); такой тип волны отсутствует у здоровых испытуемых. На рис. 18 показаны CNV у больного и здорового испытуемого, которые отличаются как по форме, так и по амплитуде. Следует подчеркнуть, что у всех испытуемых, как у здоровых, так и больных, форма CNV не менялась в течение всего эксперимента и была одинакова во всех отведениях.
Выделяются 4 формы биоэлектрической кривой CNV (рис. 19): 1) крутого подъема и плавной нисходящей части; 2) плавного подъема и плавной нисходящей части; 3) крутого подъема стойкой отрицательности и обрыва после императивного
a
Рис. 16. Схема измерения параметров ^ 25mkbJ
Типичные отличия CNV по величине и по ' 1 ' I ' ' '
форме у больной Г-вой (гипертоническая бо- 1 г
лезнь) —а; б —у испытуемого ш-кого (здо- Звук I | Свет
ровый).
сигнала; 4) плавного подъема и крутой нисходящей части. Из выделенных нами четырех форм CNV две (третья и четвертая) соответствуют ранее описанным в литературе (типу «А», квад- )атно-волновой форме, и типу «В», пилообразной форме) Bostrem F. et al., 1967; McAdam D. W., 1969; Tecce J. J., 1971]. Іомимо них, мы выделили еще две самостоятельные формы CNV: первую (с крутым подъемом и плавной нисходящей час-
I 25 мкВ 25 мкВ
- ¦ . ¦ ч ¦ — ¦, ' і
С' Т Тс* С, 1 ]с2
Рис. 17. Формы кривых CNV.
а — 1-я. б — 2-я, в — 3-я, г — 4-я
тью) и вторую (с плавным подъемом и плавной нисходящей частью). Считается, что амплитуда CNV зависит от многих психофизиологических факторов. Уменьшение ее связывается прежде всего с неустойчивостью и повышенной отвлекаемо- стью внимания, а также с преобладанием таких черт характера, как тревожность, беспокойство [Irwin D. A. et al., 1966; Walter G., 1966, 1967; Knott I. et al., 1971]. Кроме того, амплитуда CNV меняется в зависимости от информативности стимула, его ожидания, периода решения задач и других факторов [Noegeishi J., Shimoko М., 1981; Macar F., Vitton N., 1981]. У больных с неврологическими расстройствами и патологическим складом личности CNV может значительно изменяться и даже полностью отсутствовать [Филимонова Т. Д., 1971; McCallum W. С., 1967].
/^.11
Звукі Гсвет 25мкВ^ 3ey7f foKP 25 мкВ J
1с 1с
і t « » і I I I I I I I I I I I I
Рис. 18. Постимперативная волна у больных гипертонической болезнью, а, б —по Т. Н. Резниковой (1976); в —по М. Tfmsft и соавт. (1970).
Изменение амплитуды CNV при различной эмоциональной напряженности можно объяснить также и состоянием внимания, тесно связанным с мотивацией, которая, как правило, способствует активации внимания. D. A. Irwin и С. Robert (1970) установили, что чем выше уровень мотивации, тем больше амплитуда CNV, что объясняется усилением активации мозга.
Рис. 19. Схема измерения параметров CNV.
Сі—С2 — промежуток времени между двумя раздражителями; ЛП — латентный период (с); L — длительность (с); А — амплитуда (мкВ).
J. J. Тессе (1970, 1971) считает внимание первичным психологическим коррелятом развития CNV. Своими исследованиями по отвлечению внимания он показал, что CNV однозначно связана со степенью концентрации внимания и неоднозначно — с. повышением уровня активации. W. С. McCallum (1967), J. R. Knott и D. A. Irwin (1967) при изучении амплитуды CNV в экспериментах с различными видами мотивации также нашли увеличение амплитуды CNV при усилении внимания ко второму сигналу, и, наоборот, уменьшение ее в условиях, включающих факторы стресса и беспокойства. Как известно, длительность CNV, так же как и амплитуда, варьирует в довольно широких пределах. Однако изменение этого параметра под влиянием каких-либо факторов изучено недостаточно. М. Timsit (1970) указывал на зависимость длительности CNV от характера психических нарушений. Автор показал, что для здоровых характерна CNV малой длительности, для больных, страдающих шизофренией, — большой длительности, а для больных различными формами неврозов — средней. Большое значение он придавал стойкости отрицательной волны после императивного стимула.
CNV у здоровых может появляться как с первых проб, так и только после 30 сочетаний [Walter G., 1965; Cohen J., 1969]. Это зависит от многих факторов, в частности от понимания задачи эксперимента, характера раздражителей, интервалов между ними, индивидуальных особенностей испытуемых и т. д. Поэтому нами был введен показатель «проявляемое™», который, как указывалось выше, дает представление о той доле проб, в которой имелась CNV, по отношению к общему количеству проб в какой-либо группе испытуемых. Этот показатель характеризует вероятность появления CNV в каждой группе испытуемых. Характер восходящей и нисходящей части кривой CNV несет в себе определенную информацию. D. W. McAdam (1969) обнаружил взаимосвязь типа «А» CNV (крутой подъем и крутой обрыв) с неуверенностью испытуемого в отношении времени появления второго сигнала, а тип «В» (медленное нарастание и крутой обрыв)—с высоким уровнем вероятности появления второго сигнала. J. J. Тессе (1972) наблюдал, что при отвлечении внимания задерживается время подъема и достижения максимума CNV. Сходное мнение высказывает Т. Д. Филимонова (1973) о том, что CNV с крутой восходящей и нисходящей фазой возникает у испытуемых при сосредоточении внимания и умении четко выполнять инструкции. Неуверенность в поведении испытуемого она связывает с пологой и длительной нисходящей фазой CNV. М. Timsit (1970) также отмечал, что затяжная нисходящая часть CNV характерна для нервно-психических больных. Следовательно, показатели волны «ожидания» позволяют получить комплексную многомерную оценку психического состояния и характеризовать: а) процессы внимания — по амплитуде кривой CNV и ее изменению; б) эмоционально-мотивационное поведение — по изменению амплитуды, длительности латентного периода, динамике частоты появления волны «ожидания»; в) состояние ожидания, готовности к действию — по величине амплитуды, длительности, форме волны. Таким образом, исследование CNV можно рассматривать как дополнительную методику, используемую для объективизации некоторых особенностей психической деятельности испытуемых.