Лаборатория нейрофизиологии когнитивной деятельности Направления исследований
Институт возрастной физиологии РАО

Основные направления научных исследований лаборатории

 
 
 
Функциональное созревание головного мозга в онтогенезе человека

 

В процессе онтогенеза морфо-функциональная организация мозга претерпевает существенные изменения, и эти изменения отражаются в паттернах суммарной электрической активности коры (ЭЭГ).

 

 

 

 

 

 

Например, хорошо известно, что процесс созревания коры головного мозга сопровождается изменением изменениями параметров основного ритма ЭЭГ - альфа-ритма. По мере взросления возрастает частота альфа-ритма, степень его регулярности, и характер распределения по коре.

Гораздо менее изучен вопрос, как отражается в паттернах ЭЭГ функциональное состояние и степень зрелости глубинных регуляторных структур мозга разного уровня. В большинстве исследований электроэнцефалографические критерии созревания мозга основаны на использовании спектрального представления ЭЭГ. Однако активность глубинных регуляторных структур мозга не является стационарным процессом - она возникает на короткое время в виде отдельных волн различной формы и их сочетаний. Поэтому такие процессы правильнее описывать не в частотной области, а во временной. Оценить форму и степень синхронности связанных с глубинными структурами паттернов электрической активности позволяет качественный визуальный анализ ЭЭГ.

 

 

В ходе наших совместных исследований с Институтом проблем передачи информации РАН и Институтом коорекционной педагогики РАО была разработа система визуального анализа ЭЭГ для характеристики функционального состояния мозга, в которой описание строится не по формальным признакам, а на основе объединения ЭЭГ паттернов в структурные единицы - блоки, - характеризующие функциональное состояние коры как в целом, так и ее отдельных областей, и состояние глубинных регуляторных структур. В процессе разработки системы отнесение тех или иных параметров ЭЭГ к определенным блокам осуществлялось на основе работы с экспертами в области электроэнцефалографии и с учетом имеющихся в мировой литературе данных.

Функционально-ориентированное, неформальное, описание ЭЭГ содержит достаточно подробную информацию о состоянии различных структур мозга, что позволяет сопоставлять ее с данными неврологических и нейропсихологических обследований.

 

 

Мы использовали эту систему для описания ЭЭГ у детей от 5 до 14 лет. Сопоставление особенностей ЭЭГ в разных возрастных группах с показателями успешности обучения и результатами нейропсихологического обследования позволило сформулировать возрастные ЭЭГ критерии функциональной зрелости коры головного мозга и глубинных регуляторных структур мозга.

 

Разработанная система описания ЭЭГ и возрастные критерии функциональной зрелости мозга активно используются как в практике индивидуальной комплексной диагностики развития ребенка, так и в исследовательской работе - для анлиза нейрофизиологических механизмов трудностей обучения и отклонения в поведении.

 


Формирование системной мозговой организации познавательных процессов (восприятия, внимания, зрительно-пространственной и вербальной деятельности) в онтогенезе человека

 

В нашей лаборатории изучаются нейрофизиологические механизмы, лежащие в основе познавательных процессов у детей в возрасте от 3-х до 16 лет.

Основной метод изучения мозговой организации когнитивных процессов, используемый в лаборатории, - количественный анализ вызванной (ССП) и ритмической (ЭЭГ) электрической активности различных зон коры.

Показаны особенности мозговой организации когнитивной деятельности ребенка на разных этапах онтогенеза. Проведенные исследования указывают на существование общей тенденции в развитии системной организации когнитивных функций. В частности, зрительное восприятие на ранних этапах онтогенеза характеризуется тем, что его кортикальное обеспечение ограничивается преимущественно специфическими зрительными областями коры. На следующем этапе в процесс зрительного восприятия вовлекаются различные зоны коры, в том числе и ассоциативные, но их участие не является специализированным. Дефинитивный тип мозговой организации зрительного восприятия представляет собой систему многих взаимодействующих областей коры, каждая из которых играет свою специфическую функциональную роль.

(рисунок по восприятию)

Переход от неспециализированного, диффузного, вовлечения корковых зон к их специализированному участию в функциональных системах наблюдается и для таких процессов, как внимание, зрительно-пространственная и речевая деятельность.

(рисунок по вниманию)

Результаты наших исследований, и их сопоставление с морфологическими данными позволяют не только констатировать сам факт влияния гетерохронного созревания мозговых структур на функциональную организацию когнитивных процессов, но и выделить основные факторы этого влияния. К числу этих факторов относятся: совершенствование нейронного аппарата коры (в особенности, высших ассоциативных зон), развитие межзональных внутрикорковых связей и морфо-функциональное созревание регуляторных, модулирующих систем.

Ведущая роль в формировании системной мозговой организации когнитивных функций в онтогенезе принадлежит лобным зонам коры и их нисходящим влияниям на другие структуры.

В настоящее время исследования лаборатории сконцентрированы на сочетании качественного ЭЭГ-анализа (ссылка) степени функциональной зрелости коры головного мозга и регуляторных систем с количественными электорофизиологическими методами изучения системной мозговой организации когнитивных процессов - зрительного восприятия, рабочей памяти, внимания и центральной организации движений. Такой комплексный подход, включающий также нейропсихологическое обследование, позволяет подойти к решению вопроса об индивидуально-типологических особенностях системной мозговой организации когнитивных функций у детей.

 

 


 

  Создание и поддержка: Синицын Сергей NeurodevLabGmail.com