Метод кореляційного аналізу слухових викликаних потенціалів великих півкуль головного мозку

2.3 Метод кореляційного аналізу слухових викликаних потенціалів великих півкуль головного мозку

Для оцінки ступеню зв’язку і встановлення функціональних зв’язків між активністю різних відділів кори головного мозку у нашому дослідженні використовували методику кореляційного аналізу ВП кори мозку.

Кореляційний аналіз ВП великих півкуль мозку дозволяє кількісно оцінити ступінь подібності процесів і їх зв’язків, виявити співвідношення компонентів і цим сприяє розкриттю взаємовідношень між активністю різних відділів мозку.

При кореляційному аналізі ЕЕГ використовується автокореляційна та крос-кореляційна функції. Побудова автокореляційної функції використовується для виділення гармонічних коливань у випадковому процесі. Крос-кореляційний аналіз ЕЕГ дає принципово нові можливості для оцінки процесів або їх зв’язку, виявити загальні компоненти та їх співвідношення.

Коефіцієнт кореляції є усередненою характеристикою взаємозв’язків, але будь-яке усереднення пов’язане з втратою певної інформації. Кореляція дає інформацію про масовий взаємозв’язок і подібності форм двох сигналів.

Значення коефіцієнтів кореляції (r) були в межах від 1 до +1. За їх величиною можна судити про ступінь кореляційного зв’язку двох процесів:

від 0,31 до 0,50 – помірний, від 0,51 до 0,70 – значимий (значний) і від 0,71 до 1,0 – високий.

Аналізували значимі та високі показники коефіцієнтів крос-кореляції. Побудову матриці коефіцієнтів кореляції проводили при часовому зсуві 0 мс.

Визначали та аналізували також загальну кількість значимих і високих кореляційних зв’язків (в % до всіх можливих) і коркові зони з різним числом значимих і високих кореляцій [20].

2.4 Статистико-математичне опрацювання результатів дослідження

При обробці отриманих даних використовувались методи варіаційної статистики з оцінкою t-критерія Стьюдента з визначенням середнього значення показника (М),величини середньої похибки (m), критерію достовірності Стьюдента (t) та Мана-Уітні (W) і показника достовірності при порівнянні середніх величин (р). Різниця між двома середніми величинами вважали достовірною при значеннях  і p≤0,05. Цифрові результати представлені у вигляді таблиць, графіків, рисунків [14,15].

Розділ 3. Отримані результати та їх обговорення

Аналіз отриманих даних показав, що у осіб з різним типом мануальної асиметрії при пасивному прослуховуванні звуків різної частоти (1000 Гц і 2000 Гц) значимих і високих кореляцій не виявлено.

При прослуховуванні звуків різної частоти з диференціацією на значимі (2000 Гц) та не значимі (1000 Гц), досліджуваним необхідно було підрахувати подумки значимі стимули, які подавалися з частотою 50:50.

При підрахунку значимих стимулів у право- та ліворуких осіб зафіксовано значимі кореляційні зв’язки між лівою бічною та задньою лобовими ділянками (r=0,640,05/r=0,600,06) та правими центральною та передньоскроневою (r=0,530,04/r=0,610,06) ділянками. У досліджуваних з правим типом мануальної асиметрії спостерігався значимий міжпівкулевий несиметричний зв’язок між лівою задньою та правою бічною лобовими (r=0,540,05) ділянками. В межах лівої півкулі зафіксований значимий зв’язок між передньою та задньою скроневими (r=0,510,06) частками (Рис. 2).

Рис. 2 - Кореляційні зв’язки викликаної активності кори у право- та ліворуких осіб. на звуки частотою 2000 Гц (значимі стимули): 1 – високі кореляції (r= 0,71 – 1,0), 2 – значимі кореляції (r= 0,51 – 0,70). Відведення: F – лобові, T – скроневі, C – центральні, P – тім’яні, O – потиличні; s – ліва, d – права півкулі

При аналізі кореляцій на не значимі стимули відмічені значимі та високі зв’язки в основному в межах півкуль головного мозку. В осіб з лівим типом мануальної асиметрії в межах лівої півкулі зафіксований високий кореляційний зв’язок між бічною та задньою лобовими (r=0,720,03) ділянками. В правій півкулі відмічений значимий зв’язок між центральною та передньоскроневою (r=0,630,04) частками.

У групі праворуких осіб зафіксована більша кількість міжпівкулевих та внутрішньопівкулевих зв’язків про, що свідчать значимі кореляції між лівою задньою та правою бічною (r=0,530,06) і правою задньою та лівою бічною (r=0,540,06)лобовими ділянками кори головного мозку. Значимі внутрішньопівкулеві зв’язки відмічені між бічним та заднім відведенням лобової частки (r=0,610,04), передньо- та задньоскроневими (r=0,540,050) і центральною та тім’яною (r=0,550,05) ділянками лівої півкулі мозку. В межах правої півкулі кори головного мозку значимий кореляційний зв’язок зафіксований між центральним та передньоскроневим (r=0,520,05) відведенням (Рис. 3)

Рис. 3 - Кореляційні зв’язки викликаної активності кори на звуки частотою 1000 Гц (не значимі стимули). 1 – високі кореляції (r= 0,71 – 1,0), 2 – значимі кореляції (r= 0,51 – 0,70). Відведення: F – лобові, T – скроневі, C – центральні, P – тім’яні, O – потиличні; s – ліва, d – права півкулі

При підрахунку значимих стимулів (25:75),у осіб з різним типом мануальної асиметрії, високих та значимих кореляцій не виявлено. Аналіз кореляцій на прослуховування звукових стимулів 1000 Гц (25:75), які для досліджуваних були не значимими, показав, що в обох досліджуваних групах вони мали дифузний характер. У праворуких осіб відмічена більша кількість міжпівкулевих зв’язків в межах фронтальної кори. Високі кореляції у праворуких осіб зафіксовано між бічною та задньою лобовими (r=0,770,03), передньою та задньою скроневими (r=0,720,05) ділянками лівої півкулі кори головного мозку. У задньоасоціативних відведеннях кори значимий міжпівкулевий кореляційний зв’язок зафіксований між правою та лівою потиличними (r=0,510,05) ділянками. Внурішньопівкулеві кореляції відмічено між центральною і передньоскроневою (r=0,660,04) та тім’яною і задньоскроневою (r=0,670,04) частками правої півкулі головного мозку. В межах лівої півкулі значимі кореляційні зв’язки відмічені між центральною та тім’яною (r=0,650,06) і задньоскроневою та тім’яною (r=0,520,04) ділянками.

У ліворуких, при подачі не значимих стимулів (25:75), високі кореляційні зв’язки відмічені у лівій півкулі між бічною та задньою лобовими (r=0,760,03), передньою та задньою скроневими (r=0,720,06) і центральною та тім’яною (r=0,760,04) ділянками кори головного мозку. Міжпівкулеві значимі кореляційні зв’язки зафіксовані між передньолобовими частками (r=0,600,06), лівою передньою та правою задньою лобовими (r=0,510.06), потиличними (r=0,590,05) ділянками кори. Внутрішньопівкулеві значимі зв’язки відмічені в межах правої півкулі між переднім та бічним лобовим ( r=0,540,01), центральним та передньоскроневим (r=0,660,04) і тім’яним та задньоскроневим (r=0,610,04) відведеннями (Рис. 4).

Рис. 4 - Кореляційні зв’язки викликаної активності кори на звуки частотою 1000 Гц (25:75). 1 – високі кореляції (r= 0,71 – 1,0), 2 – значимі кореляції (r= 0,51 – 0,70). Відведення: F – лобові, T – скроневі, C – центральні, P – тім’яні, O – потиличні; s – ліва, d – права півкулі

При підрахунку значимих стимулів (50:50) статистично достовірно вищий кореляційний зв'язок між правою центральною та передньоскроневою (r=0,610,06) ділянками відмічений у ліворуких осіб, в праворуких досліджуваних коефіцієнт кореляції між даними ділянками становив 0,53 0,04. В осіб з правим типом мануальної асиметрії достовірно вищий коефіцієнт кореляції зафіксований між лівим заднім та равим бічним лобовим відведенням (r=0,540,05). Тоді як у ліворуких досліджуваний коефіцієнт рівний 0,310,03 (Рис. 5)

Рис. 5 - Просторовий розподіл статистично достовірних відмінностей внутрішньо- та міжпівкулевих взаємодій на значимі звукові стимули у осіб з різним типом мануальної асиметрії (50:50): 1 – достовірно вищий коефіцієнт кореляції у праворуких осіб, 2 – достовірно вищий коефіцієнт кореляції у ліворуких осіб. Відведення: F – лобові, T – скроневі, C – центральні, P – тім’яні, O – потиличні; s – ліва, d – права півкулі

При подачі не значимих стимулів (50:50) у групі ліворуких осіб зафіксований достовірно вищий кореляційний зв'язок між бічною та задньою лобовими (r=0,720,03) ділянками лівої півкулі кори головного мозку,порівняно з праворукими особами (0,610,04).Статистично достовірно вище значення кореляції між правими центральною та передньосроневою ділянками відмічено в осіб з лівим типом мануальної асиметрії (r=0,630,04/r=0,510,05) (Рис. 6)

Рис. 6 - Просторовий розподіл статистично достовірних відмінностей внутрішньо- та міжпівкулевих взаємодій на не значимі звукові стимули у осіб з різним типом мануальної асиметрії (50:50): 1 – достовірно вищий коефіцієнт кореляції у праворуких осіб, 2 – достовірно вищий коефіцієнт кореляції у ліворуких осіб. Відведення: F – лобові, T – скроневі, C – центральні, P – тім’яні, O – потиличні; s – ліва, d – права півкулі

При подачі не значимих стимулів (25:75) статистично достовірно вище значення коефіцієнтів кореляції зафіксовані у праворуких осіб між лівою бічною та правою задньою (r=0,660,06/r=0,430,08) та правою бічною і лівою задньою (r=0,660,03/r=0,450,07) лобовими ділянками кори головного мозку (Рис. 7).

Рис. 7 - Просторовий розподіл статистично достовірних відмінностей внутрішньо- та міжпівкулевих взаємодій на значимі звукові стимули у осіб з різним типом мануальної асиметрії (25:75): 1 – достовірно вищий коефіцієнт кореляції у праворуких осіб, 2 – достовірно вищий коефіцієнт кореляції у ліворуких осіб. Відведення: F – лобові, T – скроневі, C – центральні, P – тім’яні, O – потиличні; s – ліва, d – права півкулі

Висновки

1.  При подразненні мозку звуком різної частоти та значимості, більш генералізований тип активності спостерігався у праворуких осіб.

2.  В досліджуваних, з лівим типом мануальної асиметрії, відмічені високі внутрішньопівкулеві зв’язки, що свідчить про локальну обробку стимулу.

3.  У осіб, з різним типом мануальної асиметрії, виявлені високі кореляції між центрально-скроневими ділянками правої півкулі, які з зменшенням ймовірності подачі стимулу у праворуких осіб, знижується набагато більше, ніж у ліворуких.

4.  За умов розпізнання не значимих стимулів (25:75) викликана активність кори головного мозку в обох групах мала дифузний характер.

5. Більша кількість високих внутрішньо- та міжпівкулевих кореляцій виявлена у праворуких осіб, що свідчить про більш злагоджену обробку стимулу як в межах однієї півкулі, так і головного мозку загалом.

Список використаної літератури

 

1.  Альтман Я.А., Войтулевич С.Ф. Слуховые вызваные потенциалы человека и локализация источника звука. СПб.: Наука, 1992.- 136 с.

2.  Батуев А.С. Высшая нервная деятельность. – М.: Высшая школа, 1991. – 256 с.

3.  Брагина Н.Н., Доброхотова Т.А. Функциональная асимметрия человека. – М.: Медицина. 1988. – 240 с.

4.  Вольф Н.В., Сенькова Н.И. Половые особенности сезонных изменений функциональной асимметрии мозга в норме и при сезонной депресии // Бюлл СОРАМН. 1995. №3. С. 39.

5.  Гнатюк Р.О. Маленький принц із Задзеркалля // Дзеркало тижня. 2004. №32. С.5-6.

6.  Гнездицкий В.В. Вызванные потенциалы в клинической практике. – М.: МЕД пресс-информ, 2003. – 246 с.

7.  Голдберг Э., Коста Л. Нейроанатомычыская асимметрия полушарый мозга и способы переработки информации. Нейропсихология сегодня. Под ред. Хомськой Е.Д. М.: Изд-во МГУ. 1995: 8-14.

8.  Горго Ю.Г., Чайченко Г.М. Основи психофізіології. Навч. посібник, - Херсон: Персей 2002. – 248 с.

9.  Горев А.С. Динамика ВП при изменении уровня внимания // Новые иследования по возрастной физиологии. 1986. №2 С. 6-9.

10.  Данилова Н.Н. Психофизиология: Учебник для вузов. – М.: Аспект Пресс, 2000. – 373 с.

11.  Жаворонков Л.А. Правши и левши: особенности межполушарной асимметрии мозга и параметров когерентности ЭЭГ // Журн. высш. нерв. деят. 2007. – Т.57. №6. С.645- 662.

12.  Костандов Э. А. Роль когнитивного фактора в организации позних слуховых ВП // Физиология человека. 1995. – Т.21. №3 С. 5-11.

13.  Кузнєцов І.П. Головні частотні діапазони електричної активності головного мозку людини залежно від типу мануальної асиметрії // Вісник Львівського університету. 2003. №34. С.209-215.

14.  Лапач Г.Ф., Чубенко А.В., Бабич П.М. статистические методы в медикодиалогических исследованиях с использованием Excel. – К.: МОРІОН, 2000. – 320 с.

15.  Лурия А.Р. Основы нейропсихологии. – М.: МГУ, 1973. – 301 с.

16.  Марютина Т.М., Ермолаев О.Ю. Психофизиология. – М.: УРАО, 1998. – 240 с.

17.  Отмахова И.А., Коновалов В.Ф. Международные различия и взаимовоздействие полушарий // Успіхи физиологических наук. – 1988. Т. 19. №1 С. 88-104.

18.  Поручинський А.І. Викликані потенціали мозку при дії подразників різної модальності // Індивідуальні психофзіологічні властивості людини та професійна діяльність. Матеріали 11 наукової конференції. – Київ – Черкаси. 1997. – 156 с.

19.  Приседський Ю.Г. Статистична обробка результатів біологічних експериментів. – Донецьк: Касіопея, 1999. – 210 с.

20.  Русинов В.С., Гринцель О.М., Болдырьова Г.И., Вакар Е.М. Биопотенциалы головного мезга человека (математичний анализ). – М.: Медицина, 1987. – 254 с.

21.  Рутман Э,М. Вызванные потенциалы в психологии и психофизиологии. – М.: Наука, 1979. – 212 с.

22.  Свидерская Н.Е. Осознаваемая и неосознаваемая информация в когнитивной деятельности. Журн. высш. нерв. деят. 1993. 43(2): 271-277.

23.  Семенович А.В. Межполушарная организация психических процессов у левшей. М.: МГУ, 1991. 95 с.

24.  Стрелец В.Б., Клюева И.Г. Компонентный анализ вызванных потенциалов и механизмы их перцепции // Физиологический журнал СССР 1978. – Т.4. - №6. – С. 985 – 994.

25.  Фарбер Д.А. Принципы системной структурно-функциональной организации мозка и основные этапы ее формирования // Структурно-функциональная организация розвивающегося мезга. – Л.: Наука, 1990. – С. 168-177.

26.  Хечинашвили С.Н., Кеванишвили З.Ш. Слуховые ВП человека.- Тбилиси: Собчота сакартвело, 1985.- 365 с.

27.  Хомская Е.Д. Нейропсихология. М.: Питер, 2005. – 496 с.

28.  Хомская Е.Д. Нейропсихологический анализ межпопулярной асиметрии могла. – М.: Наука. 1986. – 206 с.

29.  Хризман Т.П., Еремеева В.Д. Значение ассоциативных систем неокортекса в развитии процессов межсенсорного интеграции у детей//Ассоцыативные системы. – Л., 1985. – С. 14 – 25.

30.  Шагас Ч. Вызванные потенциалы мозга в норме и патологи. – М.: Мир., 1975. – 314 с.

31.  Geshwind N., Galaburda A. Cerebral lateralization. Biological mechanisms, associations, pathology: I. Hypothesis and program of research. Arch. Neurol. 1985. 42(5): 428-459.

32. Gur R. S., Packer I. Differences in the distribution of grey and white matter in human cerebral hemisphere. Science. 1980. 207: 1226-1232.

33. Herve P.Y., Crivello F., Percey G. Handness and cerebral anatomical asymmetries in young adult males. Neuroimage. 2006. 39(4): 1066-1079.