Особенности вегетативного обеспечения когнитивных функций при нарушении эндогенной опиоидной системы (ЭОС)

 

Результаты наших исследований в данной серии детально описаны в публикациях [243].

Исследование особенностей вегетативного обеспечения когнитивных функций при нарушении ЭОС включало ту же экспериментальную схему, которая описана в предыдущей главе. Сравнивались показатели ВСР в двух экспериментальных группах: контрольная - здоровые (студенты) - 25 чел. Возраст: 17-24 лет.; экспериментальная - наркозависимые больные (пациенты наркологической клиники) - 64 чел. Возраст: 20-40 лет.

При этом в выборке наркозависимых параметры имеют меньшую степень изменений от пробы к пробе (Таблицы 6,7,8,9).

В выборке наркозависимых изменения режима вегетативной регуляции минимальны, что говорит о снижении степеней свободы при построении функциональной системы, реализующей достижение полезного результата в конкретных задачах.

По сути этот эффект отражается и в изначальном уровне адаптационных ресурсов организма наркозависимых. Как показано на рисунке 34, наблюдаются значимые различия (р<0,05, критерий Стьюдента) спектральных показателей ВСР в двух группах в контексте лежа. При этом для выборки наркозависимых характерны более низкие значения мощностных параметров ВСР и более высокие значения ИВБ.

 

Таблица 6. Средние значения мощности низкочастотных колебаний в спектрах ВСР наркозависимых и здоровых (контроль) испытуемых при когнитивных пробах (ККН – контекст когнитивной нагрузки: 0. – лежа; 1– компьютерная латерометрия; 2 - компьютерная кампиметрия; 3 - тест Струпа; 4 - тест «Часы»; 5 – тест «Управление углом наклона отрезка»; 6 - измерение времени сенсомоторной реакции) (* - р<0,05, при сравнении значений наркозависимых и контрольных испытуемых).

ККН	наркозависимые		контроль
	N	LF Ср.	N	LF Ср.
0	54	233,95*	55	447,37
1	54	318,66*	55	578,56
2	54	275,17*	55	749,50
3	54	383,34*	55	1141,63
4	54	313,87*	55	1146,22
5	54	387,28*	55	726,45
6	54	307,56*	55	921,04

 

Таблица 7. Средние значения мощности высокочастотных колебаний в спектрах ВСР наркозависимых и здоровых (контроль) испытуемых при когнитивных пробах (ККН – контекст когнитивной нагрузки: 0. – лежа; 1– компьютерная латерометрия; 2 - компьютерная кампиметрия; 3 - тест Струпа; 4 - тест «Часы»; 5 – тест «Управление углом наклона отрезка»; 6 - измерение времени сенсомоторной реакции) (* - р<0,05, при сравнении значений наркозависимых и контрольных испытуемых).

ККН	наркозависимые		контроль
	N	HF Ср.	N	HF Ср.
0	54	203,77*	55	700,94
1	54	109,9*	55	379,87
2	54	80*	55	457,14
3	54	99,95*	55	518,50
4	54	96,02*	55	562,92
5	54	106,8*	55	434,62
6	54	100,63*	55	540,86

Таблица 8. Средние значения общей мощности спектров ВСР наркозависимых и здоровых (контроль) испытуемых при когнитивных пробах (ККН – контекст когнитивной нагрузки: 0. – лежа; 1– компьютерная латерометрия; 2 - компьютерная кампиметрия; 3 - тест Струпа; 4 - тест «Часы»; 5 – тест «Управление углом наклона отрезка»; 6 - измерение времени сенсомоторной реакции) (* - р<0,05, при сравнении значений наркозависимых и контрольных испытуемых).

ККН	наркозависимые		контроль
	N	TP Ср.	N	TP Ср.
0	54	765,88*	55	1592,34
1	54	1017,49*	55	1523,63
2	54	586,45*	55	1645,81
3	54	938,76*	55	2538,52
4	54	612,54*	55	2432,60
5	54	852,12*	55	1663,13
6	54	933,37*	55	2205,04

Таблица 9. Средние значения ИВБ наркозависимых и здоровых (контроль) испытуемых при когнитивных пробах (ККН – контекст когнитивной нагрузки: 0. – лежа; 1– компьютерная латерометрия; 2 - компьютерная кампиметрия; 3 - тест Струпа; 4 - тест «Часы»; 5 – тест «Управление углом наклона отрезка»; 6 - измерение времени сенсомоторной реакции) (* - р<0,05, при сравнении значений наркозависимых и контрольных испытуемых).

ККН	наркозависимые		контроль
	N	LF/HF Ср.	N	LF/HF Ср.
0	54	1,87	55	0,98
1	54	5,28*	55	2,66
2	54	6,16*	55	2,69
3	54	6,15*	55	3,22
4	54	5,57*	55	2,85
5	54	4,83*	55	2,50
6	54	4,67*	55	2,74

 

Рис. 34. Средние значения спектральных показателей ВСР наркозависимых и здоровых испытуемых в контексте лежа (везде р<0,05, критерий Стьюдента).

Подобная динамика проявляется и в показателях сверхвысокочастотной области спектра ВСР (0,6- 2 Гц). На рисунке 35 представлены примеры спектров ритмограмм для испытуемых обеих групп. Можно заметить, что, во-первых, правая граница спектров для испытуемых группы наркозависимых располагается около 1,6-1,8 Гц, в то время как для испытуемых контрольной группы – граница спектра менее 1,25 Гц. Во-вторых, мощность сверхвысокочастотной составляющей спектра в группе наркозависимых значительно ниже.

Рис. 35. Примеры спектров ВСР испытуемых из групп контроля и наркозависимых.

Наблюдаемые визуально отличия подтвердились при статистическом сравнении выборок показателей сверхвысокочастотного диапазона спектра ВСР (р<0,05, критерий Стьюдента) (Рисунок 36).

Рис. 36. Средние значения показателей сверхвысокочастотной области спектра ВСР в группе здоровых – 0 и наркозависимых – 1 испытуемых (значения вычислены по стандартизованным (Z-стандартизация) данным).

Используя значения показателей из данного диапазона (а именно, рассчитывались – мощность пиковой (максимальной) частоты, пиковая частота, минимальная частота, максимальная частота) был произведен кластерный анализ методом k-средних, в результате которого удалось выделить два кластера, которые значимо отличаются по данным показателям. Кластер 1 – содержит 100 % испытуемых из выборки контроля, кластер 2 -содержит 84% испытуемых из группы наркозависимых (Рисунок 37). Таким образом, удалось выделить границы показателей сверхвысокочастотной области спектра ВСР, специфичные для обеих выборок (Таблица 10).

Рис. 37. Расположение 2-х кластеров: кластер «контроль» – здоровые испытуемые (чувствительность – 53%, специфичность – 100%), кластер «нарко» – наркозависимые испытуемые (чувствительность - 92%, специфичность – 83%) в пространстве параметров сверхвысокочастотной области спектра ВСР.

Таблица 10. Средние значения и ошибки средних показателей сверхвысокочастотной области спектра ВСР в группах здоровых испытуемых и наркозависимых (* - р<0,05, критерий Стьюдента).

кластер	МПЧ (мс^2)*	ПЧ (Гц)*	Мин Ч (Гц)*	Макс Ч (Гц)*
«нарко»	1320,33±1796,09	1,51±0,11	1,41±0,11	1,58±0,1
«контроль»	8067±4772,0	0,85±0,12	0,76±0,13	0,93±0,12

 

Таким образом, при разрушении регуляторной функции эндогенной опиоидной системы (ЭОС) (группа наркозависимых) дисперсия параметров ВСР значимо ниже, то есть система становится менее лабильной и не меняет свои настройки при изменении внешнего информационного контекста. То есть подавление регуляторной функции ЭОС снижает уровень адаптивности вегетативной регуляции. Показатели сверхвысокочастотной области спектра ВСР (0,6-2 Гц) обладают высокой чувствительностью и специфичностью при распознавании состояния ЭОС.

В тесте «Часы» испытуемому предлагалось задание: установить часовую стрелку на пустом циферблате на определенное время. Далее, после выполнения данного задания, испытуемому предъявлялось значение ошибки, допущенной им, после чего у испытуемого есть выбор: перейти к следующему заданию, или повторить это задание снова. В инструкции изначально оговаривалось, что испытуемый может сколь угодно много раз повторять одну и ту же пробу до тех пор, пока не достигнет удовлетворяющего его результата, удовлетворяющей величины ошибки «установленного времени» (Рисунок 38).

Рис. 38. Схема теста «Часы».

Таким образом, тест «Часы» моделирует процесс принятия решения на основе информации о рассогласовании заданного времени и установленного. По результатам данного теста были выявлены следующие особенности.

Динамики ошибок «установленного времени» при повторении проб одного задания (циклов обратной связи) разделились на два типа: линейные (снижение ошибки установленного времени при повторении пробы), нелинейные (циклическое (уменьшение - увеличение) изменение ошибки «установленного времени» при повторении пробы) (Рисунок 39).

При этом наблюдаются значимые различия в распределениях типов динамики ошибок в группах наркозависимых и контроля (Рисунок 40). В экспериментальной группе наиболее представлена нелинейная динамика ошибок – циклическое приближение к удовлетворяющему результату, в то время как в группе контроля наиболее распространена линейная динамика.

Кроме того обнаружено, что испытуемые в экспериментальной группе, в случаях если не удается с первой попытки достигнуть нулевой ошибки, предпринимают большее количество попыток и добиваются в конечном итоге меньших ошибок «установленного времени». Большинство из них переходят к следующему заданию только при нулевой ошибке, в то время как большинству испытуемых из контрольной группы для перехода к следующему заданию достаточны ошибки от 2-х до 4-х мин (Рисунок 41). Этот эффект, возможно, отражает большую направленность испытуемых из экспериментальной группы на достижение результата, чем на избегание неудачи.

1	2
1	2
1	2

Рис. 39. Примеры динамики ошибок установленного времени при повторении проб: 1. – нелинейная динамика; 2. – линейная динамика.

 

Рис. 40. Диаграммы распределения типов динамики ошибок установленного времени в двух группах испытуемых.

Данный эффект предположительно может быть связан с участием ЭОС в управлении сигналами о рассогласовании, а именно их прерывании. Тогда нарушение ЭОС (группа наркозависимых) ведет к повышению субъективной значимости внешних объективных рассогласований.

При измерении времени сенсомоторной реакции испытуемым предъявлялись серии из 10 щелчков. При этом межстимульный интервал (МСИ) в каждой серии был постоянным и менялся от серии к серии с 5000 мс до 200 мс, для того что бы определить минимальный МСИ, то есть тот МСИ, при котором человек безошибочно реагирует на стимулы (отсутствуют реакции до стимула и пропущенные стимулы). Таким образом, минимальный МСИ – это показатель, который отражает быстродействие информационной системы человека.

А

Б

Рис. 41. А. - Гистограмма величины ошибок «установленного времени» при переходе к следующему заданию в пробах, в которых при первой попытке ошибка составляла больше 0, в группах наркозависимых и контроля; Б - средние значения ошибок «установленного времени» при переходе к следующему заданию и количества попыток в группах наркозависимых и контроля.

 

В результате выявлено, что испытуемые из экспериментальной группы способны безошибочно реагировать при предъявлении событий с частотой 5 Гц (при МСИ=200 мс), тогда как предел быстродействия испытуемых из выборки контроля - 2,5 Гц (при МСИ=550 мс) (Рисунок 42).

Рис. 42. Гистограмма распределения значений мин. МСИ в группах наркозависимых и контроля.

При этом наблюдается значимое увеличение времени моторного компонента реакции в группе наркозависимых (Рисунок 43).

Что касается не простой сенсомоторной реакции, а контекста сенсомоторной реакции выбора, реализованного в тесте Струпа, то в группе наркозависимых наблюдается достоверно более высокие времена реакций (Рисунок 44).

Рис. 43. Среднее время моторного компонента реакции в группах наркозависимых и контроля, р<0,05, критерий Стьюдента.

 

Рис. 44. Средние значения времени реакции в 4-х пробах теста Струпа. Ось Х - группы: 0 – контроль; 1 – наркозависимые; ось У – средние значения времени реакции, подсчитанные по стандартизованным данным (Z-стандартизация).

Таким образом, при нарушении ЭОС наблюдаются следующие особенности когнитивных процессов человека: 1. повышение быстродействия при простых сенсомоторных реакциях; 2. повышение требований к точности управления; 3. повышение времени моторного компонента сенсомоторной реакции на стимул; 4. увеличение времени сенсомоторных реакций выбора.