4.2. Генетика зрительных и слуховых вызванных потенциалов мозга

4. 2. Генетика зрительных и слуховых вызванных потенциалов мозга

Изучение процессов приема и переработки сенсорной информации проводится с помощью вызванных потенциалов (ВП), которые представляют собой биоэлектрические колебания, возникающие в ЦНС под влиянием внешнего воздействия и находящиеся в определенном временном соответствии с ним. Компонентная структура ВП соотносится с определенными этапами обработки сигнала (сенсорный анализ, сличение с хранящимися в памяти образцами, принятие решения).

Ранние компоненты ВП сопоставляются с относительно простыми перцептивными операциями, например восприятием контраста, контура. Поздние компоненты ВП сопоставляются с более сложными когнитивными операциями. Компоненты ВП разделяют на отрицательно (N) и положительно (P) направленные волны. Как и в большинстве ЭЭГ записей, при монополярном отведении отрицательному сдвигу обычно соответствует отклонение вверх, а положительному сдвигу соответствует отклонение вниз. Число, которое стоит при компоненте ВП, указывает на среднюю продолжительность в миллисекундах, проходящих от момента стимуляции до появления пика. Первый отрицательный пик (направленный вверх) волны (N100) связывают с кодированием стимула, а первый положительный пик (направленный вниз) волны (P200) – с решением вопроса о сохранении информации о стимуле. Эти два компонента называются экзогенными. Второй положительный пик (P300) – сохранение информации и коррекция хранящейся модели. Эти два компонента называются эндогенными и их связывают с когнитивными операциями. В целом считается, что ВП в большей степени общие информационные операции, чем специфическое содержание перерабатываемой информации.

Латентный период рассматривается как показатель скорости протекания процессов переработки сенсорной информации, а изменение амплитуд – как показатель интенсивности протекания этих процессов. Показано, что для зрительных и слуховых ВП генотипические различия по амплитудным характеристикам проявляются в большей степени при увеличении интенсивности раздражителя. Коэффициенты наследуемости латентных периодов ВП, например, для затылочной области при предъявлении элементарных зрительных стимулов (вспышка, шахматное поле) равны 60-70%, а для семантических стимулов (рисунок дома, слово “дом”) наследуемость значительно ниже (15-30%). Из результатов генетического анализа различных показателей ВП можно сделать следующий вывод. В рамках информационного подхода имеющиеся данные позволяют считать, что межиндивидуальные различия в скоростных и энергетических характеристиках переработки сенсорной информации в определенной степени обусловлены генотипическими различиями.

Более близкий уровень к действию гена, влияющий на поведение, это спектр ферментов, участвующих в физиологии мозга. Полагают, что различия в ферментах синтеза и расщепления нейромедиаторов, различия в рецепторах обусловлены генетическими факторами. Приводилось изучение таких нейромедиаторов, как норадреналин, дофамин, серотонин. Психотропные вещества оказывают влияние на психопатологические симптомы при психических заболеваниях. Было установлено, что психотропные лекарства влияют на медиаторы, например на норадреналин. Семейные исследования свидетельствуют о генетической детерминированности чувствительности к препаратам, влияющих на функцию норадреналина в синапсах. Однако попытки объяснить нормальное или патологическое поведение с помощью какого-либо генетически детерминированного биохимического механизма пока не удалось. Сейчас в психогенетике делаются только первые шаги в изучении промежуточных уровней между генами и поведением. Однозначных результатов ожидать маловероятно, поскольку человеческий мозг является самым поздним и самым сложным продуктом эволюции.
^

5. свойства нервной системы

5. 1. Структура основных свойств нервной системы

Идея свойств нервной системы (СНС) была выдвинута И. П. Павловым в 20-е гг. нашего столетия. Он показал, что свойства нервной системы играют определяющую роль в психофизиологической организации индивидуальности. Идея свойств нервной системы легла в основу его более поздней концепции “типов высшей нервной деятельности”. Эта концепция была определенным шагом назад по сравнению с оригинальной идеей об основных свойствах нервной системы, поскольку сводила многообразие психологических особенностей к четырем типам высшей нервной деятельности, совпадающим с гиппократовскими типами темперамента. Идеи И. П. Павлова об основных свойствах нервной системы получили дальнейшее развитие в 50-70-е гг. в работах Б. М. Теплова и его сотрудников. Цель этих исследований оставалась прежней (изучение СНС как фактора индивидуально-психологических различий), однако подход к изучению свойств нервной системы, предложенный Б. М. Тепловым, был иным. Он предложил, во-первых, изучение свойств нервной системы вместо определения ее типов; во-вторых, математико-статистический анализ данных вместо монографического описания; в-третьих, экспериментальный, лабораторный метод вместо анамнестического; в-четвертых, использование “непроизвольных” индикаторов вместо “произвольных”; и, наконец, в-пятых, отказ от оценочного подхода к индивидуальным различиям.

Многолетние исследования, выполненные в лаборатории Б. М. Теплова – В. Д. Небылицына, позволяли нащупать наиболее общую структуру свойств нервной системы. Проявления каждого свойства нервной системы образуют синдром, то есть совокупность коррелирующих друг с другом показателей. В структуре свойств были выделены первичные и вторичные свойства нервной системы. К первичным свойствам были отнесены четыре основных свойства - сила, подвижность, динамичность и лабильность нервных процессов. Каждое из первичных свойств характеризуется особенностями протекания по отношению к двум основным нервным процессам — торможению и возбуждению. Вторичное свойство характеризует баланс каждого из этих первичных свойств по возбуждению и торможению. Схематическое изображение структуры основных свойств нервной системы приведено на рис. 5. 1. 1.

Рис. 5. 1. 1. Структура основных свойств нервной системы

Наиболее изученным свойством нервной системы является свойство силы нервной системы. Под силой нервной системы И. П. Павлов понимал способность нервных клеток испытывать длительное концентрированное возбуждение, не входя в состояние запредельного торможения (выносливость по отношению к длительному возбуждению). Впоследствии это определение было дополнено еще одним аспектом — выносливостью по отношению к длительному торможению. Таким образом, сила нервной системы определяется как способность сохранять в течение длительного времени состояние работоспособности.

В лаборатории Б. М. Теплова был разработан ряд методов определения силы нервной системы у человека. Один из методов определения силы нервной системы основан на закономерности, подмеченной еще И. П. Павловым: повышение интенсивности стимула приводит к закономерной смене иррадиации возбуждения (низкая интенсивность) концентрацией (средняя интенсивность), и затем — вновь иррадиацией (сильная интенсивность). Эта так называемая “индукционная” методика использует эффект изменения порогов ощущения основного стимула при изменении интенсивности дополнительного слабого стимула (в опытах используют световые стимулы). Повышение интенсивности дополнительного стимула вначале повышает чувствительность к основному сигналу, а затем снижает. Динамика чувствительности к основному стимулу зависит от силы нервной системы. Для увеличения эффекта используют введение испытуемым кофеина, усиливающего возбудительный процесс, особенно у испытуемых со слабой нервной системой. При этом у них повышается чувствительность к стимулу, тогда как у испытуемых с сильной нервной системой она не меняется.

Двигательная методика основана на гипотезе Б. М. Теплова о связи параметров силы и чувствительности нервной системы. Было обнаружено, что время двигательной реакции уменьшается при увеличении интенсивности стимула. Двигательная методика основана на различиях в динамике (коэффициент b* ) двигательных ответов на стимулы возрастающей интенсивности у испытуемых с сильной и слабой нервной системой. Увеличение скорости двигательного ответа при повышении интенсивности стимула выражено сильнее у испытуемых с сильной нервной системой.

В качестве индикаторов силы по отношению к торможению использовалось влияние удлинения и многократного повторения дифференцировочного раздражителя на абсолютную световую чувствительность. Показателем силы нервных клеток по отношению к торможению служит отсутствие изменений световой чувствительности, тогда как показателем слабости — понижение чувствительности при действии дифференцировочного раздражителя.

^ Подвижность нервной системы – это характеристика скоростных проявлений разнообразных функций. Подвижность нервной системы проявляется в скорости смены торможения возбуждением и, наоборот, динамике нервного процесса, его иррадиации и концентрации, изменении реакций при изменении внешних условий. Окончательно проблема синдрома подвижности так и не была решена. В ходе ее разработки были выделены еще два самостоятельных свойства — лабильность и динамичность нервных процессов. В качестве основного метода определения подвижности использовалась переделка знаков раздражителей после выработки соответствующих условных реакций. Индикатором подвижности служит скорость переделки сигнального значения до достижения того уровня условных эффектов, который наблюдался до переделки. Выше скорость переделки — выше подвижность.

^ Лабильность первой системы – это характеристика скорости возникновения и прекращения нервных процессов, она была выделена в качестве самостоятельного свойства нервной системы. Основным методом определения лабильности служат показатели критической частоты слияния мельканий (КЧМ), то есть та частота мельканий световых вспышек, при которой дискретные вспышки воспринимаются как ровный свет. Чем выше частота дискретных мельканий при КЧМ, тем выше лабильность нервной системы.

Свойство динамичности нервной системыбыло выделено как самостоятельное в общем синдроме подвижности нервных процессов. Под динамичностью нервной системы понимают легкость и быстроту генерации мозговыми структурами нервного процесса в ходе формирования возбудительных или тормозных условных реакций. В качестве показателей динамичности используется условнорефлекторное изменение частотно-амплитудных характеристик электроэнцефалограммы. Используя звуковой сигнал в качестве условного стимула, а зрительный стимул — в качестве подкрепления, можно вызвать условнорефлекторное изменение корковой ритмики. Скорость выработки условной десинхронизации может служить показателем динамичности.

В ходе исследований обнаружился интересный факт. Оказалось, что оценки свойств нервной системы не совпадают у одного и того же человека при использовании стимуляции разных модальностей. Необходимость объяснения этих результатов привела исследователей к выделению общих и частных свойств. Общие свойства нервной системы связывались с деятельностью регуляторных зон коры головного мозга, тогда как частные свойства нервной системы отражают функционирование тех отделов коры, которые связаны с обработкой сенсорной информации.

Таким образом, в рамках концепции основных свойств нервной системы были разработаны методы диагностики, определено физиологическое содержание и структура этих свойств. Свойства нервной системы подразделяются на первичные и вторичные. Первичные свойства — сила, подвижность, динамичность, лабильность (по возбуждению и торможению), вторичные — баланс первичных свойств по отношению к действию возбуждения и торможения. Эти свойства могут быть как частными, так и общими.