Исследование структурно-функциональных особенностей лобных отделов головного мозга человека в обеспечении механизмов избирательного внимания в норме и на модели шизофренииНИР

Соисполнители НИР

ФГБУ НЦПЗ Соисполнитель

Этапы НИР

# Сроки Название
1 1 января 2011 г.-31 декабря 2011 г. Исследование структурно-функциональных особенностей лобных отделов головного мозга человека в обеспечении механизмов избирательного внимания в норме и на модели шизофрении
Результаты этапа: Для исследования функциональной роли лобных отделов коры в механизмах избирательного внимания использовали психофизиологические схемы зрительной стимуляции «двойной шаг», «дистракторы» и «odd-ball» у здоровых людей и схему «odd-ball» у больных шизофренией. В экспериментальной схеме «двойной шаг» показано тормозное влияние сдвига непроизвольного автоматического внимания ко второму стимулу на ранней стадии зрительного восприятия, что может затруднять процессы сенсорной переработки и принятия решения. Включение латеральных и медиальных отделов лобной коры в процессы сенсорной переработки, избирательного внимания и принятия решения при программировании саккады в экспериментальной схеме «двойной шаг» нашло отражение в параметрах и топографии компонентов P100 и N 150 ВП на включение первого стимула в зависимости от характера ответной реакции (две саккады на оба стимула или одна саккада на второй стимул). Анализ медленных негативных потенциалов в предстимульный период выявил влияние процессов прогнозирования и моторной готовности на характер саккадического ответа в схеме «двойной шаг». Показано доминирование нисходящих «top-down»механизмов ведущих лобных зон саккадического контроля, а также включение фронто-медио-таламической и таламо-париетальных модулирующих систем избирательного внимания в процессы саккадической подготовки в предстимульный период. В экспериментальной схеме с «дистракторами» выявлена зависимость величины латентного периода саккады на целевой зрительный стимул и числа ошибок от стимуляции ведущего или неведущего глаза, пространственного расположения стимула и дистрактора, и полушария, в которое попадает первичная зрительная информация о стимулах. Полученные данные позволяют предположить ведущую роль правого полушария в процессах избирательного внимания в ситуации зрительного выбора. Показана сложная динамика вовлечения дорзолатеральной префронтальной коры на начальных этапах шизофрении с возможностями терапевтической «нормализации» ряда ее функций.
2 1 января 2012 г.-31 декабря 2012 г. Исследование структурно-функциональных особенностей лобных отделов головного мозга человека в обеспечении механизмов избирательного внимания в норме и на модели шизофрении
Результаты этапа: психофизиологические схемы «двойной шаг», «дистракторы», «go/no go» и «odd-ball» у здоровых людей и схемы «odd-ball» и «двойной шаг» у больных шизофренией. В экспериментальной схеме «двойной шаг» у здоровых испытуемых показано вовлечение латеральных и медиальных отделов лобной коры в когнитивные функции восприятия, избирательного внимания, принятия решения и прогнозирования в процессе подготовки ответных саккадических реакций. Это нашло отражение в изменениях параметров и топографии компонентов ВП (P/N 50, P100 и N 150) на включение первого стимула и медленных волн премоторной негативности (ПМН1 и ПМН2) в предстимульный период в зависимости от «паттерна» ответной реакции. Полученные результаты позволяют предполагать, что доминирование ведущих лобных зон саккадического контроля в процессах избирательного внимания осуществляется на всех стадиях подготовки саккады за счет нисходящих «top-down»механизмов, а также активационных влияний фронто-медио-таламической модулирующей системы. В экспериментальной схеме с «дистракторами» показано, что латентные периоды саккад короче, когда стимулы предъявляются в контралатеральном, левом зрительном полуполе ведущему правому глазу по сравнению с неведущим глазом. Можно предполагать, что это связано с ведущей ролью правого полушария в процессах зрительного внимания и доминированием правого, ведущего глаза в этих процессах. Ошибочные саккады на отвлекающие стимулы появляются в случае уменьшения латентного периода саккад на 30-40 мс в сравнении с правильными саккадами. Это может быть связано с нарушением в торможении саккады на отвлекающий стимул в процессе программирования движения глаз, что отражается и в пространственно-временной динамике премоторных потенциалов P-100 и N-150 . В парадигме «двойной шаг» обнаружены нарушения когнитивных функций внимания и прогнозирования у больных шизофренией, что проявлялось в изменениях показателей саккадического ответа (величины ЛП, латеральных различиях ЛП, числе и характере ошибок) а также в параметрах и конфигурации компонентов ВП на включение первого стимула. В парадигме oddball, был определен профиль нейрофизиологических аномалий у больных шизофренией, включавший снижение амплитуды волн N100 на целевой и нецелевой стимулы, снижение амплитуды негативности рассогласования (MMN) , увеличение латентностей волн N200, Р300, что отражает устойчивые нарушения на всех этапах обработки слуховой информации вследствие снижения и\или десинхронизации активности структур, вовлеченных в ее обеспечение. Анализ данных МРТ (парадигма oddball) с использованием программы SPM8.0 показал максимальный гемодинамический ответ («целевые» против «нецелевых» динамик) в зонах слуховой и моторной коры и ослабление активности в префронтальной коре. Анализ нативного BOLD- сигнала в области моторной коры, соответствующей активации движения большого пальца и в области первичной слуховой коры, обнаружил достоверно более низкие значения BOLD-сигнала у больных по сравнению с контролем только в моторной коре, что свидетельствует о снижении при шизофрении активности соответствующих нейронных сетей моторной коры.
3 1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. Исследование структурно-функциональных особенностей лобных отделов головного мозга человека в обеспечении механизмов избирательного внимания в норме и на модели шизофрении
Результаты этапа: Для исследования функциональной роли лобных отделов коры в механизмах избирательного внимания использовали психофизиологические схемы «двойной шаг», «дистракторы», «go/no go» и «odd-ball» у здоровых людей и больных шизофренией. У здоровых испытуемых в экспериментальной схемах «двойной шаг», «дистракторы», «go/no go» показано вовлечение латеральных и медиальных отделов лобной коры в когнитивные функции восприятия, избирательного внимания, принятия решения и прогнозирования, сопровождающие подготовку ответных саккадических реакций. Эти процессы нашли отражение в изменениях параметров и пространственно-временной динамики компонентов ВП на включение сигнальных стимулов (P/N 50, P100, N 150 и P200) и их премоторных аналогов в латентном периоде саккады, а также медленных опережающих волн премоторной негативности типа CNV в предстимульный период. Полученные результаты позволяют предполагать, что у здоровых испытуемых механизмы избирательного внимания обеспечиваются доминированием ведущих зон фронто-теменных кругов саккадического контроля (FEF, SEF, ACF и dmPFC) за счет нисходящих «top down» влияний и вовлечения фронто- и парието- медио-таламической модулирующих систем на всех стадиях подготовки саккады. У больных шизофренией показаны отличия в выраженности поведенческих (величина ЛП, число ошибок, «паттерн ответа») и ЭЭГ критериев в зависимости от сигнального значения стимулов и «паттерна» саккадического ответа, которые отражают ослабление интеграции «top-down» и «bottom up» информации в префронтальной коре на ранней стадии сенсорной переработки стимулов, что может лежать в основе нарушения когнитивных функции избирательного внимания при шизофрении. Анализ данных ERP и МРТ в парадигме oddball выявил функциональные нарушения процессов обработки слуховой информации у больных шизофренией вследствие ослабление активности префронтальной коры. Однако выраженность этих отклонений была незначительна, возможно, вследствие нормализации функции головного мозга после проведенной терапии и относительной простоты когнитивной задачи. Вместе с тем, в рамках исследования методом фМРТ при сохранности временных характеристик у больных шизофренией был обнаружен более низкий, чем в норме уровень BOLD-сигнала (больные из группы ультравысокого риска занимали промежуточное положение), что необходимо учитывать при проведении подобных исследований.

Прикрепленные к НИР результаты

Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".