Динамичность нервных процессов и реакция навязывания ритма

Исследование реакции биотоков мозга на воздействие ритмического светового раздражителя (реакции навязывания ритма) таит в себе большие возможности для получения результатов в дифференциально-психофизиологическом аспекте. Эта реакция наблюдается практически у всех испытуемых даже при визуальной оценке эффекта, хотя детальное ее изучение предпочтительнее вести с помощью частотных анализаторов и интеграторов, позволяющих регистрировать и количественно оценивать динамику отдельных участков спектра электроэнцефалограммы.

В реакции навязывания ритма наблюдается весьма значительный диапазон индивидуальных различий. Он одинаково велик как при изучении частотных характеристик реакций, так и при определении зависимости ее от интенсивности, цветности или иных параметров предъявляемого раздражителя (Н.Н. Данилова, 1963; В.Н. Ильянок, 1961; А.Г. Поваринский, 1960; G.A. Ulett, L. С. Johnson, 1958). В отдельных работах, главным образом зарубежных, эти индивидуальные вариации сопоставлялись с некоторыми особенностями личности (А.С. Mundy-Castle, 1953; G.A. Ulett et al., 1953; С. Shagass, 1955). В других работах изучалась зависимость реакции навязывания от различных состояний объекта, человека или животного (Л.Я. Голубева, 1959; Н.Н. Данилова, 1958, 1959; А.Г. Копылов, 1956, 1960; А. Крейндлер, 1960; Д.А. Фарбер, 1960; А.О. Долин, Д.А. Фарбер, 1963; Н.Н. Зислина, А.А. Новикова, 1962).

Первым опытом исследования реакции навязывания ритма в связи со свойствами нервной системы, наколько нам известно, явилась работа Э.А. Голубевой (1963), выполненная в лаборатории Б.М. Теплова и имевшая целью сопоставление некоторых показателей реакции навязывания ритма с характеристикой баланса нервных процессов (последняя была определена В.И. Рождественской по соотношению скоростей образования положительных и тормозных фотохимических условных реакций и, таким образом, представляет собой характеристику баланса по динамичности; кроме того, о ней судили по кожно-гальваническому показателю).

В этой работе было найдено, – правда, на малом числе испытуемых, – что индивиды с преобладанием возбуждения имеют определенную тенденцию к лучшему навязыванию низких частот стимуляции – от 1,5 до 7 имп/с. Этот факт был предположительно объяснен Э.А. Голубевой тем известным обстоятельством, что некоторые индивиды с преобладанием возбуждения имеют склонность быстро впадать в тормозное, сонное состояние, для которого характерно как раз более выраженное навязывание медленных частот.

Вслед за этой работой в лаборатории психофизиологии была выполнена целая группа исследований, посвященных определению роли свойств нервной системы в различных параметрах реакции навязывания ритма (В.Д. Небылицын, 1964 в, г; Э.А. Голубева, 1965; Э.А. Голубева, Л.А. Шварц, 1965). Одним из таких исследований был поставленный нами комплексный эксперимент, в котором подвергались сопоставлению показатели: 1) навязывания ритмов в диапазоне от 5 до 22 имп/с и при различных интенсивностях светового раздражителя, 2) ориентировочной и условнорефлекторной блокады альфа-ритма при воздействии звуковых и световых раздражителей и их сочетаний и 3) «фоновых» особенностей электроэнцефалограммы, точнее, ее составляющих, выделенных с помощью анализатора частот.

Остановимся на тех итогах количественной обработки указанных сопоставлений, которые имеют отношение к проблеме динамичности нервных процессов. Те аспекты реакции навязывания ритма, которые обнаружили связь с проблемой силы нервной системы, будут обсуждены в гл. 9.

Кратко опишем методическую сторону эксперимента.

Испытуемый находился в звукоизолированной камере в положении лежа с открытыми глазами в темноте. Регистрировалось биполярное височно-затылочное отведение справа; выбор отведения диктовался желанием получить максимальную выраженность альфа-ритма для более четкого определения его фоновых особенностей и реакций. Применение полосовых фильтров, выделявших из ЭЭГ частоты 4 – 7, 8–13 и 14 – 25 Гц (В.А. Кожевников, 1954), позволило регистрировать одновременно с электроэнцефалограммой на трех других перьях ее составляющие: тета-, альфа- и бета-активность; включение в схему интегратора (В.А. Кожевников, В.И. Сороко, 1959) давало возможность количественной оценки электрической активности (энергии колебаний) в полосах каждого из выделяемых ритмов. Источником световых импульсов в опытах с усвоением ритма служил фотостимулятор ЭФС‑01; длительность светового импульса оставалась постоянной, составляя 10 мс, частота и интенсивность варьировались соответственно конкретной программе опыта.

Методика получения показателей навязывания ритма несколько отличается у нас от той, которая используется большинством авторов. Мы стремились получить точные количественные индикаторы эффекта навязывания и применили с этой целью прием, позволяющий учесть «чистый» эффект навязывания ритма. Этот прием заключается в следующем. Прежде чем перейти к предъявлению мелькающего света, мы измеряли энергию колебаний данной частотной полосы при действии непрерывного света той же длительности (10 с) и тех же интенсивностей, что и ритмический свет. После этого мы приступали к измерению энергии в данной полосе при действии мелькающего света соответствующей частоты (в полосе тета-ритма при стимуляции частотой 5, 6 и 7 имп/с, в полосе альфа-ритма при стимуляции 9, 10, 11 и 12 имп/с и в полосе бета-ритма при стимуляции 16, 18, 20 и 22 имп/с). Индекс навязывания ритма выводился как разность между вторым и первым показателями и означает, таким образом, прирост суммарной энергии колебаний в данной частотной полосе при действии мелькающего света по сравнению с энергией, измеренной при действии непрерывного света; он означает, следовательно, «чистый» эффект воздействия ритмического светового раздражителя. Окончательный индекс для каждой из указанных частот вычислялся путем суммирования индексов для шести применявшихся интенсивностей стимуляции (25, 50, 100, 200, 500 и 1000 лк). Он обозначается нами как энергетический индекс навязывания ритма (ЭИНР). Кроме вычисления индексов для отдельных частот производился (путем простого» сложения) подсчет суммарных ЭИНР для частотных полос в целом, а также общего индекса, суммарного для всех применявшихся частот.

Индивидуальные индексы навязывания сопоставлялись с рядом ориентировочных и условно-ориентировочных показателей реакции активации; эти показатели, полученные у тех испытуемых, которые обладали достаточно выраженным альфа-ритмом (20 из 25 человек), перечислены в табл. 6. Что касается показателей фона, то к ним относятся частота, суммарная энергия и индекс тета-, альфа- и бета-ритма. Частота и индекс ритмов подсчитывались в одном из опытов ближе к концу экспериментальной серии; суммарная энергия каждой из частотных полос измерялась в каждом из трех опытов по навязыванию ритма, и затем выводились средние.

Обзор полученных данных мы начнем с изложения результатов сопоставления ЭИНР для различных частот стимуляции.

Индивидуальные индексы навязывания для каждой из частот, а также для трех ритмов в целом и суммарные ЭИНР для всех частот приведены в табл. 9. В этой таблице встречаются отрицательные значения. Они обязаны своим происхождением тому, что в некоторых случаях значения энергии колебаний при действии непрерывного света превышают таковые, получаемые при действии мелькающего света; мелькающий свет даже тех частот, которые соответствуют данному ритму, приводит к большему его угнетению, чем непрерывный. Имеет место как бы «отрицательное навязывание», наблюдаемое, впрочем, довольно редко и при сильных интенсивностях света реже, чем при слабых.

Что касается сравнительного эффекта стимуляции, соответствующей разным ритмам, то, как можно видеть из таблицы, наибольшие абсолютные значения принадлежат, как правило, частотам альфа-полосы, во многих случаях – частотам бета-полосы и у отдельных испытуемых – частотам, соответствующим тета-ритму. Наибольший средний эффект наблюдается на частоте 12 имп/с, затем на частоте 11 имп/с, наименьший эффект дает частота 5 имп/с. Для большей наглядности эти отношения на рис. 17 представлены в виде гистограммы.

Рис. 17. Навязывание ритма как функция частоты ритмической световой стимуляции (средние данные). Ось абсцисс – частота стимуляции (имп/с); ось ординат – «чистый» эффект назязывания (усл. ед.).

Таким образом, у подавляющего большинства испытуемых навязывание ритма имеет место на всех примененных частотах стимуляции, в том числе и частотах, соответствующих тета-ритму, в чем наши данные согласуются с результатами Э.А. Голубевой (1963) и некоторых других авторов.

В таблице интеркорреляций (табл. 10) даны значения коэффициентов корреляции ЭИНР для каждой частоты с ЭИНР для каждой другой частоты. Рассмотрение этой таблицы приводит к любопытным выводам. Один из них заключается в том, что показатели навязывания для самых низких частот – 5, 6 и 7 имп/ с – на высоком уровне значимости (р < 0,01; р < 0,001) коррелируют между собой, но почти не коррелируют с показателями навязывания других частот, особенно высоких. В то же время, аналогичные показатели для частот, лежащих в зоне бета-ритма (16, 18, 20, 22 имп/с), дают чрезвычайно высокие взаимные корреляции (р < 0,001), но их корреляции с показателями всех других частот практически равны нулю. Что же касается ЭИНР частот, входящих в полосу альфа-ритма (9, 10, И и 12 имп/с), то они не только не коррелируют с остальными показателями, но и между собой находятся в весьма своеобразных отношениях, именно коррелируют показатели навязывания только соседних частот: 9 и 10, 10 и 11, 11 и 12 имп/с, причем заметим, первая и третья пары коррелируют на уровне р < 0,001, а вторая – только на минимальном уровне значимости р < 0,05. При сопоставлении ЭИНР частот этой полосы «через одну» (9 и 11, 10 и 12 имп/с) или «через две» (9 и 12 имп/с) корреляции оказываются статистически незначимыми или вообще близкими к нулевым.

Таблица 9