Введение к работе
Актуальность исследования. В последние десятилетия возрос интерес к зучению эмоций и лежащих в их основе нейрофизиологических процессов. тановится все более очевидной организующая роль эмоций в обеспечении гленаправленной деятельности и в восприятии стимулов (Damasio, 1998). ейрофизиологические и клинические исследования привели к формированию 5нцепции «лимбической системы» (MacLean,1975). Экспериментальные данные шдетельствуют, что одной из важнейших структур в лимбической системе является нндалина, играющая ведущую роль в процессах ассоциирования стимулов с ;зусловным подкреплением (Gaffan,1992; LeDoux, 1994), в сохранении юциональных воспоминаний (Mori et al.,1999), в интерпретации эмоциональной ямики (Hasselmo et al., 1989; Adolphs et al 1995) и эмоциональной просодики (Scott et , 1997). При большом количестве нейрофизиологических исследований на животных ;гистрация биоэлектрических коррелят эмоциональных процессов в миндалине у утовека не проводилась, за редким исключением (Бехтерева и др., 1982; Бехтерева, шбарова, 1984; Bechtereva et al , 1989). К числу мозговых структур, изучение ^нкциональной роли которых также является особенно актуальным, относятся |бньїе отделы коры и поясная извилина, чей вклад в развитие патологии эмоций (щепризнан (Devinsky et al., 1995; Davidson, 1998).
Сравнительно небольшое число исследований эмоций производилось с (мощью метода вызванных потенциалов. В целом, литературные данные идетельствуют, что эмоциональная значимость стимулов отражается на ВП, гистрируемых с латентным периодом более 150 мс. Большинство исследований 'ayser et al., 1997; Munte et al., 1998; Михайлова, Давыдов, 1998; Михайлова, шыдов, 1999 и др.) проводилось с использованием в качестве стимулов лишь ображений стандартных эмоциогенных объектов или человеческих лиц. В ряде следований использовалось ограниченное число электродов (Johnston et al., 1986; eich et al., 1996). В целом, литературные данные свидетельствуют о недостаточной ученности эмоциональных процессов с помощью метода скальповых вызванных |тенциалов и об отсутствии данных по регистрации вызванных потенциалов на
4 эмоциогенные стимулы непосредственно в структурах мозга человека. Методическ особенности существующих исследований делают целесообразным дополнительн изучение эмоций с использованием иных тестовых ситуаций, с более жести контролем экспериментальных условий и большим количеством используем] электродов (зон регистрации нейрофизиологических процессов).
Появление метода позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) позволи существенно дополнить знания о нейрофизиологических механизмах эмоций (Geor et al., 1993; Reiman,1997; Phillips et al., 1998). В методе ПЭТ используется косвенн измерение активности нервной системы через измерение величины мозгово метаболизма и кровотока, основывающееся на наблюдении, что существует свя между величиной кровотока и функциональной активностью мозга (Raichle, 199! Актуальной задачей для современного этапа изучения эмоций становит сопоставление ПЭТ- и ВП-данных, с учетом особенностей обоих методов.
Данная работа предполагает полиметодическое исследование (с применени! ВП- и ПЭТ-методов) нейрофизиологических механизмов эмоций у человека использованием психологического эмоциогенного теста, в котором эмоциогенн] стимулы являются сигналом успешности или неуспешности текущей деятельное! Представленная работа является частью комплексной научной программы по макро-микрокартированию функциональных областей мозга, проводимой под руководстве акад. Н.П.Бехтеревой (Бехтерева, Смирнов, 1975; Бехтерева, 1988; Bechtereva et а 1989).
Цель исследования. Изучить нейрофизиологические корреляты перерабоп эмоционального значения зрительных стимулов с помощью регнстращ внутримозговых вызванных потенциалов в височной коре и в субкортикальш структурах височной доли головного мозга, скальповых вызванных потенциалов и гл использовании метода позитронно-эмиссионной томографии.
Основные задачи исследования.
1. Исследовать роль структур височной доли при восприятии эмоциогеннь зрительных стимулов с использованием метода вызванных потенциале регистрируемых с помощью долгосрочных электродов, вживленных по клиническ* показаниям в височную долю мозга больным эпилепсией.
2. Изучить пространственно-временную организацию кортикальной системы
1нализа эмоциогенных стимулов с помощью метода скальповых вызванных
ютенциалов.
3. Пространственно локализовать систему анализа эмоциогенных
характеристик зрительных стимулов в целом мозге с использованием метода
юзитронно-эмиссионной томографии.
4. Провести сравнительный анализ результатов, полученных с помощью
азличных методов регистрации мозговой активности в сходных тестовых условиях.
Основные положения, выносимые на защиту.
-
Обнаружено значимое влияние эмоционального значения зрительных гимулов, сигнализирующих об успешности выполнения тестового задания, на омпоненты вызванных потенциалов: Р100, Р140, N160, Р220, Р340 и «Медленная олна» (Р800).
-
Сравнительный анализ пространственных характеристик активаций, ірегистрированньгх с помощью метода позитронно-эмиссионной томографии и омпонентов вызванных потенциалов, позволяет предположить, что среднелатентные эмпоненты вызванных потенциалов (N160 и Р220) отражают активность нейронов оясной извилины (поле 31) и предклинья (поле 7).
-
Зарегистрированные в височных структурах лимбической системы пщцалине, гипшжампе и парагиппокампальной извилине) поздние компоненты азванных потенциалов отражают процесс детекции эмоционального значения гимулов.
Научная новизна результатов. Результаты работы существенно дополняют )временные представления о пространственно-временной организации ;йрофизиологической системы, обеспечивающей эмоциональные реакции человека. первые проведена систематическая регистрация вызванных потенциалов посредственно в структурах височной доли у человека при выполнении :пытуемыми эмоциогенного теста. В структурах лимбической системы обнаружены )здние компоненты вызванных потенциалов, отражающие процесс детекции гоционального значения стимулов. С помощью метода скальповых вызванных 1тенциалов обнаружено значимое влияние эмоционального знака зрительных имулов, сигнализирующих об успешности выполнения тестового задания, на
компоненты вызванных потенциалов: Р100, Р140, N160, Р220, Р340 и «Медленн волна» (Р800). Реализованный полиметодическнй подход к исследованию эмоцн основанный на работах Н.П. Бехтеревой с сотрудниками, впервые применяется д исследования эмоций человека.
Научно-практическая ценность работы. Использованный в данной рабо подход к изучению эмоциональных реакций человека может быть применен клинических исследованиях, направленных на поиск оптимальных методов корреквд патологических эмоциональных состояний. Полученные в данной работе результат могут послужить основой для разработки клинических систем тестирован! эмоционального состояния пациентов. Полученные данные также могут служи; основой для дальнейших систематических клинических исследований эмощ человека.
Апробация диссертационной работы: Апробация диссертации состоялась i научном семинаре лаборатории нейрофизиологии мышления и сознания Институ] Мозга Человека РАН 11 февраля 2000 г.
Основные положения диссертации были представлены: на Международно конгрессе физиологических наук в Санкт-Петербурге.(ХХХШ International Congress ( Physiological Sciences, 1997), в докладе на научном семинаре "Stress" в Национально институте профессионального здоровья, Умеа, Швеция (20-23 ноября 1999 г.), доклад на Российско-Финской научной школе "Information transfer, data and bio-organism from language to behaviour"(8-14 января 2000 г.). Работа поддержана грантам Конкурсного Центра Фундаментального Естествознания Министерства Образовани РФ 1997-1999 годов для студентов, аспирантов и молодых ученых Санкт-Петербург Нацравление "Биология".
Структура и объем диссертациии