Загрузка...Перед учеными стоит крайне интересная проблема: найти связь между поведением человека, его психологическими особенностями и специфическими функциональными характеристиками мозга. Например, предстоит определить, от каких особенностей организации нервной системы зависит способность решать определенные категории когнитивных тестов. Решение этой задачи позволит осуществлять — возможно, в не таком уж далеком будущем — более детальный анализ наследования психологических свойств.
Электроэнцефалограмма
В настоящее время существует множество методов изучения активности мозга человека. Одним из них является регистрация электрических потенциалов, получившая название электроэнцефалографии. Суммарная электроэнцефалограмма (ЭЭГ) представляет собой запись потенциалов головного мозга и отражает активность огромного числа нервных клеток, а также характеристики функциональной активности мозга, связанные с глобальными процессами. Так, особый вклад в генерацию ритмов ЭЭГ вносят восходящие активирующие системы (среднего и переднего мозга), тормозящие системы на уровне продолговатого мозга, моста и промежуточного мозга. ЭЭГ довольно сильно изменяется при повышении или снижении функциональной активности структур мозга, колебаниях эмоционального состояния, уровня внимания, а также при различных патологиях.
При анализе ЭЭГ обращают внимание на амплитуду и частоту возникающих волн. Выделяют определенные ритмы, которые характеризуются частотой, амплитудой, распределением по областям мозга и некоторыми другими особенностями. Среди основных ритмов ЭЭГ выделяют а-, (3-, 0-, 5- и у-ритмы. Примеры вспышек волн различных ритмов в ЭЭГ человека приведены на рис. 8.1. Волны а-ритма генерируются с частотой 8-13 Гц, β-ритма — с частотой 14-40 Гц. 0- и 5-ритмы более медленные (соответственно 4-6 и 0,5-3 Гц), но амплитуда волн может значительно превышать значения, наблюдаемые при более быстрых ритмах.
Рис. 8.1. Примеры вспышек волн в ЭЭГ: 1 — a-волн высокой амплитуды; 2 — (J-волн высокой амплитуды; 3 — острых волн; 4 — 8-волн; 5 — 0-волн (по Зенкову, 1996)
Параметры ЭЭГ, характерные для индивида, формируются довольно медленно, этот процесс завершается только к 16-18 годам, а по некоторым свойствам ЭЭГ окончательно созревает к 19-20 годам. Существуют определенные изменения ЭЭГ, связанные со старением. После 50 лет отмечается снижение выраженности α-ритма, увеличивается индекс β-ритма, чаще появляются θ-волны.
В структуре ЭЭГ имеются и половые отличия. Во всех возрастных группах у женщин чаще представлены ЭЭГ с более высокими частотами а-ритма и с большей выраженностью θ-ритма. Это указывает на повышенный уровень активации по сравнению с мужчинами.
ЭЭГ каждого человека достаточно индивидуальна и может существенно отличаться от средних показателей по выраженности ритмов, их распределению, изменениям при функциональной нагрузке.
Уже в первых работах на монозиготных близнецах было обнаружено удивительное сходство их электроэнцефалограмм, отличавшихся друг от друга не более чем отдельные записи одного человека. В дальнейшем удалось выяснить, что особенно большое сходство ЭЭГ монозиготных близнецов касается параметров а-ритма (его частота, индекс, распределение). Методом слепой классификации (экспертам не было известно происхождение ЭЭГ) было установлено полное сходство ЭЭГ монозиготных близнецов в 85% случаев, сомнительное сходство — для 11% обследованных и только 4% заключений о несходстве. Для дизиготных близнецов, напротив, в 95% случаев было получено заключение о несходстве и только у 5% ЭЭГ обнаруживала полное сходство (Леннокс).
Отмеченное сходство ЭЭГ касается и разлученных близнецов, так что влияние общей среды на формирование ЭЭГ отсутствует. Из средовых факторов следует упомянуть только различные патологические воздействия. ЭЭГ может значительно измениться в результате травм головного мозга, инсультов, при некоторых других заболеваниях. В результате это может привести к дискордантности ЭЭГ у близнецов.
Если сравнивать различные характеристики ЭЭГ, то наиболее высокие оценки наследуемости получаются для а-ритма. Наименее значителен вклад генов в особенности ЭЭГ левой височной области (Мешкова, 1978).
Удалось показать, что для некоторых типов ЭЭГ речь идет об аутосомно-доминантном типе наследования. Существуют так называемые низкоамплитудные варианты ЭЭГ. Пример низкоамплитудной ЭЭГ приведен на рис. 8.2. Имеются данные, указывающие на моногенное наследование для особой формы низкоамплитудной ЭЭГ с отсутствием или сниженным индексом а-ритма в затылочной области, а также с отсутствием обычной реакции а-ритма при открывании и закрывании глаз. Такой тип ЭЭГ отмечается у 4% индивидов в популяций (4,2-4,6%). На рис. 8.3 показано, как наследовался такой тип ЭЭГ в конкретной семье. У матери и одной дочери — низкоамплитудный тип ЭЭГ, у отца и другой дочери — обычный вариант ЭЭГ с хорошо выраженным a-ритмом в затылочных отведениях.
Для всех обследованных с низкоамплитудным типом ЭЭГ характерно, что по крайней мере у одного из родителей встречалась такая же разновидность ЭЭГ. Если оба родителя имеют низкоамплитудный тип ЭЭГ, то у 75% детей отмечается такой же вариант, что соответствует предположению о наследовании, определяемому одним доминантным геном (соотношение 3 : 1 для брака гетерозигот).
Рис. 8.2. Вариашы нормальной ЭЭГ: 1 — наиболее часто встречающийся тип ЭЭГ; 2 — ЭЭГ умеренно сниженной амплитуды, 3 — низкоамплитудная ЭЭГ (по Зенкову, 1996)
При низкоамплитудном типе ЭЭГ отмечено преобладание определенных психологических качеств: низкая спонтанная активность, ориентация на окружающих, низкий уровень внимания. У лиц с таким типом ЭЭГ отмечена склонность к экстраверсии, беззаботность. Они демонстрируют хорошие способности к ориентации в пространстве.
Было обнаружено еще несколько вариантов ЭЭГ, которые могут быть объяснены сравнительно простым моногенным (зависящим от одного гена) типом наследования (Фогель, Мотульски, 1990). Один из них — это так называемые мономорфные β-волны. Если для обычных, наиболее распространенных форм ЭЭГ характерные β-волны большой амплитуды отмечаются в основном в затылочной области, то в случае ЭЭГ варианта с мономорфными а-волнами они регистрируются во всех отведениях. По всей видимости, данный тип ЭЭГ определяется одним доминантным геном. Частота встречаемости данной разновидности ЭЭГ составляет около 4%.
Характеристики ЭЭГ находят определенное отражение в психологических свойствах личности. В случае лиц с мономорфным типом a-волн отмечается хорошая кратковременная память, устойчивость к стрессу, внимание, точность в работе, упорство. Для этих индивидов характерна активность, надежность, стабильность.
Рис. 8.3. Наследование низкоамплитудной формы ЭЭГ. Семейное обследование.
Представлены записи ЭЭГ у родителей (вверху) и детей (внизу). На схеме слева указаны отведения. У матери и одной из дочерей (обозначены черными кружками) — низкоамплитудная форма ЭЭГ, у отиа и второй дочери стандартная ЭЭГ с a-ритмом. Униполярные отведения (Фогель, Мотульски, 1990)
Еще один тип ЭЭГ — с быстрым вариантом затылочного а-ритма (14-19 Гц). Это редкая разновидность ЭЭГ (около 0,5% случаев). Судя по частоте, эти волны должны были бы относиться к β-ритму. Однако они демонстрируют все свойства a-активности: локализованы главным образом в затылочной области, лучше всего выражены при закрытых глазах и подавляются при открывании глаз, умственной нагрузке, эмоциональном напряжении. При этом нормальный a-ритм отсутствует. Таким образом, есть все основания полагать, что в данном случае наблюдается быстрый вариант а-ритма. Тип наследования и в этом случае моногенный, доминантный. Лица с таким типом ЭЭГ отличаются способностью к быстрой переработке информации, они превосходят других в ловкости движений и в абстрактном мышлении. Коэффициент интеллекта выше нормы.
Очень редко встречается форма ЭЭГ с выраженной лобно-прецентральной Р-активностью (0,4-1,5% случаев). Вероятно, она также наследуется моногенно, как доминантный признак. По функциональным характеристикам эта группа близка к норме, отличается спокойным поведением.
Для большинства вариантов ЭЭГ характер наследования полигенный, т. е. определяется взаимодействием большого числа генов. Это относится к нормальной, наиболее часто встречающейся ЭЭГ (85-90% всех взрослых).
Существует также тип ЭЭГ (у 3,3-4,0% обследуемых), характеризующийся диффузными β-волнами, a-ритм при этом не выражен. Наследование этой разновидности ЭЭГ также зависит от многих генов. Характер ЭЭГ свидетельствует о повышенном уровне активации. Чрезмерный уровень тонической активности приводит к некоторым особенностям психологических свойств. Лица с таким типом ЭЭГ допускают большое количество ошибок в тестах на концентрацию внимания, у них низкая скорость выполнения тестов, низкая устойчивость к стрессу, отмечаются нарушения в пространственной ориентации. Есть данные о повышенной склонности к психическим заболеваниям, что может быть связано с чрезмерным уровнем тонической активности нервных центров и неустойчивостью к стрессорным воздействиям.
Информация о наследственных вариантах ЭЭГ суммирована в табл. 8.1.