Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова, 2020, T. 70, № 4, стр. 446-459

ЛОКАЛИЗАЦИЯ ИСТОЧНИКОВ ГЕНЕРАЦИИ АЛЬФА-РИТМА ЭЭГ ВО ВРЕМЯ НАБЛЮДЕНИЯ, ВЫПОЛНЕНИЯ И ИМИТАЦИИ ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ ДВИЖЕНИЙ У ИСПЫТУЕМЫХ С РАЗНЫМ УРОВНЕМ ИНТЕЛЛЕКТА

М. А. Начарова 1*, С. А. Махин 1, В. Б. Павленко 1

1 Крымский федеральный университет им. В.И. Вернадского
Симферополь, Россия

* E-mail: alikina93@gmail.com

Поступила в редакцию 17.12.2019
После доработки 14.02.2020
Принята к публикации 26.02.2020

Аннотация

При помощи метода sLORETA у 62 взрослых испытуемых с разной степенью развития интеллекта локализовали источники генерации ритма в полосе частот 8–12 Гц при наблюдении, самостоятельном выполнении и имитации круговых движений компьютерной мышью экспериментатора. Показана связь степени развития интеллекта с различиями в пространственных паттернах активации коры головного мозга во время выполнения и имитации движений. Выявлена более выраженная и более локализованная активация структур неокортекса у взрослых испытуемых, имеющих высокую степень развития общего интеллекта. Различия в активации корковых регионов в группах с разной степенью развития общего интеллекта в большей степени опосредуют структуры правого полушария, участвующие в процессах зрительно-моторной координации и различения собственных и чужих действий. Бо́льшая вовлеченность прецентральной, поясной и постцентральной извилин левого полушария в процесс имитации движений экспериментатора в группе с высокой степенью развития интеллекта может указывать на бо́льшую активацию “зеркальной” системы мозга.

Ключевые слова: ЭЭГ, альфа-ритм, электромагнитная томография мозга низкого разрешения (sLORETA), выполнение движений, наблюдение за движениями, имитация движений

DOI: 10.31857/S0044467720040085

Список литературы

  1. Аликина М.А., Махин С.А., Павленко В.Б. Люди с высоким уровнем общего интеллекта демонстрируют более выраженную десинхронизацию мю-ритма при наблюдении за действиями других. Ученые записки Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2018. 4 (3): 26–34.

  2. Варламов А.А., Портнова Г.В., Макглоун Ф.Ф. С-тактильная система и нейробиологические механизмы “эмоционального” тактильного восприятия: история открытия и современное состояние исследования. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2019. 69 (3): 280–293.

  3. Кайда А.И., Махин С.А., Эйсмонт Е.В., Павленко В.Б. Возрастная динамика и топография реактивности индивидуального мю-ритма ЭЭГ у детей 4–14 лет. Вестник Томского государственного университета. Биология. 2019. 45: 106–127.

  4. Лебедева Н.Н., Зуфман А.И., Мальцев В.Ю. Система зеркальных нейронов мозга: ключ к обучению, формированию личности и пониманию чужого сознания. Успехи физиологических наук. 2017. 48 (4): 16–28.

  5. Лебедева Н.Н., Каримова Е.Д., Карпычев В.В., Мальцев В.Ю. Зеркальная система мозга при наблюдении, выполнении и представлении моторных задач – нейрофизиологическое отражение восприятия чужого сознания. Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова. 2018. 68 (2): 204–215.

  6. Махин С.А., Макаричева А.А., Луцюк Н.В., Павленко В.Б. Исследование реактивности μ-ритма при наблюдении, слуховом восприятии и имитации движений: взаимосвязь со свойствами личности, определяющими эмпатию. Физиология человека. 2015. 41 (6): 28–35.

  7. Начарова М.А., Махин С.А., Павленко В.Б. Особенности взаимосвязи между индивидуальной пиковой частотой альфа-ритма ЭЭГ и характеристиками общего интеллекта. Ученые записки Крымского федерального университета им. В.И. Вернадского. Биология. Химия. 2019. 5 (2): 132–144.

  8. Равен Дж.К., Корт Дж.Х. Руководство к Прогрессивным Матрицам Равена и Словарным Шкалам. М.: Когито-Центр, 2012. 144 с.

  9. Anwar M.N., Navid S.N., Khan M., Kitajo K. A possible correlation between performance IQ, visuomotor adaptation ability and mu suppression. Brain Research. 2015. 1603 (7): 84–93.

  10. Banker L., Tadi P. Neuroanatomy. Precentral Gyrus. StatPearls Publishing. 2019.

  11. Brass M., Ruby P., Spengler S. Inhibition of imitative behaviour and social cognition. Philos. Trans. R. Soc. Lond. B. Biol. Sci. 2009. 364 (1528): 2359–2367.

  12. Campbell M.E.J., Mehrkanoon S., Cunnington R. Intentionally not imitating: Insula cortex engaged for top-down control of action mirroring. Neuropsychologia. 2018. 111: 241–251.

  13. Candidi M., Urgesi C., Ionta S., Aglioti S.M. Virtual lesion of ventral premotor cortex impairs visual perception of biomechanically possible but not impossible actions. Social Neuroscience. 2008. 3 (3–4): 388–400.

  14. Cavanna A., Trimble M. The precuneus: a review of its functional anatomy and behavioural correlates. Brain. 2006. 129 (3): 564–583.

  15. Cross K.A., Torrisi S., Reynolds Losin E.A., Iacoboni M. Controlling automatic imitative tendencies: Interactions between mirror neuron and cognitive control systems. NeuroImage. 2013. 83: 493–504.

  16. de Munck J.C., Gonçalves S.I., Mammoliti R., Heethaar R.M., Lopes da Silva F.H. Interactions between different EEG frequency bands and their effect on alpha–fMRI correlations. NeuroImage. 2009. 47 (1): 69–76.

  17. Dedovic K., Slavich G.M., Muscatell K.A., Irwin M.R., Eisenberger N.I. Dorsal Anterior Cingulate Cortex Responses to Repeated Social Evaluative Feedback in Young Women with and without a History of Depression. Frontiers in Behavioral Neuroscience. 2016. 10: 64–76.

  18. Denny B.T., Kober H., Wager T.D., Ochsner K.N. A Meta-Analysis of Functional Neuroimaging Studies of Self and Other Judgments Reveals a Spatial Gradient for Mentalizing in Medial Prefrontal Cortex. J. Cogn. Neurosci. 2012. 24 (8): 1742–1752.

  19. Doppelmayr M., Klimesch W., Hödlmoser K., Sauseng P., Gruber W. Intelligence related upper alpha desynchronization in a semantic memory task. Brain Research Bulletin. 2005. 66 (2): 171–177.

  20. Duffy K.A., Luber B., Adcock R.A., Chartrand T.L. Enhancing activation in the right temporoparietal junction using theta-burst stimulation: Disambiguating between two hypotheses of top-down control of behavioral mimicry. PLOS ONE. 2019. 14 (1): e0211279.

  21. Duncan J. Frontal Lobe Function and General Intelligence: Why it Matters. Cortex. 2005. 41 (2): 215–217.

  22. Fox N.A., Bakermans-Kranenburg M.J., Yoo K.H., Bowman L.C., Cannon E.N., Vanderwert R.E., Ferrari P.F., van IJzendoorn M.H. Assessing human mirror activity with EEG mu rhythm: a meta-analysis. Psychol. Bull. 2016. 142 (3): 291–313.

  23. Frenkel-Toledo S., Bentin S., Perry A., Liebermann D.G., Soroker N. Dynamics of the EEG power in the frequency and spatial domains during observation and execution of manual movements. Brain. Res. 2013. 1509: 43–57.

  24. Harding I.H., Yücel M., Harrison B.J., Pantelis C., Breakspear M. Effective connectivity within the frontoparietal control network differentiates cognitive control and working memory. NeuroImage. 2015. 106: 144–153.

  25. Hecht E.E., Parr L.A. The chimpanzee mirror system and the evolution of frontoparietal circuits for action observation and social learning. In: Ferrari P.F., Rizzolatti G., editors. New frontiers in mirror neurons research. Oxford: Oxford University Press; 2015. pp. 153–181.

  26. Hobson H.M., Bishop D.V.M. The interpretation of mu suppression as an index of mirror neuron activity: past, present and future. R. Soc. open sci. 2017. 4 (3): 160662-83.

  27. Jeon H., Lee S.-H. From Neurons to Social Beings: Short Review of the Mirror Neuron System Research and Its Socio-Psychological and Psychiatric Implications. Clinical Psychopharmacology and Neuroscience. 2018. 16 (1): 18–31.

  28. Jiang J., Borowiak K., Tudge L., Otto C., von Kriegstein K. Neural mechanisms of eye contact when listening to another person talking. Soc Cogn Affect Neurosci. 2017. 12 (2): 319–328.

  29. Keenan J.P., Wheeler M.A., Gallup G.G., Pascual-Leone A. Self-recognition and the right prefrontal cortex. Trends in Cognitive Sciences. 2000. 4 (9): 338–344.

  30. Keysers C., Gazzola V. Social Neuroscience: Mirror Neurons recorded in Humans. Current Biology. 2010. 20 (8): 353–354.

  31. Krall S.C., Rottschy C., Oberwelland E., Bzdok D., Fox P.T., Eickhoff S.B., Konrad K. The role of the right temporoparietal junction in attention and social interaction as revealed by ALE meta-analysis. Brain Structure and Function. 2014. 220 (2): 587–604.

  32. Kropf E., Syan S.K., Minuzzi L., Frey B.N. From anatomy to function: the role of the somatosensory cortex in emotional regulation. Brazilian Journal of Psychiatry. 2018. 41 (3): 261–269.

  33. Lago-Rodriguez A., Cheeran B.J., Koch G., Hortobagy T., Fernández-Del-Olmo M. The role of mirror neurons in observational motor learning: an integrative review. European Journal of Human Movement. 2014. 32: 82–103.

  34. Leech R., Sharp D.J. The role of the posterior cingulate cortex in cognition and disease. Brain. 2014. 137 (1): 12–32.

  35. Molenberghs P., Cunnington R., Mattingley J.B. Brain regions with mirror properties: A meta-analysis of 125 human fMRI studies. Neurosci. Biobehav. Rev. 2012. 36 (1): 341–349.

  36. Mukamel R., Ekstrom A.D., Kaplan J., Iacoboni M., Fried I. Single-neuron responses in humans during execution and observation of actions. Curr. Biol. 2010. 20 (8): 750–756.

  37. Pascual-Marqui R. Standardized low-resolution brain electromagnetic tomography (sLORETA): technical details. Methods Find. Exp. Clin. Pharmacol. 2002. 24 (Suppl D): 5–12.

  38. Paus T. Primate anterior cingulate cortex: where motor control, drive and cognition interface. Nat. Rev. Neurosci. 2001. 2 (6): 417–424.

  39. Raymaekers R., Wiersema J.R., Roeyers H. EEG study of the mirror neuron system in children with high functioning autism. Brain Research. 2009. 1304: 113–121.

  40. Santiesteban I., Banissy M.J., Catmur C., Bird G. Enhancing social ability by stimulating right temporoparietal junction. Current Biology. 2012. 22 (23): 2274–2277.

  41. Saygin A.P. Superior temporal and premotor brain areas necessary for biological motion perception. Brain: A Journal of Neurology. 2007. 130 (9): 2452–2461.

  42. Shamay-Tsoory S.G., Tomer R., Berger B.D., Aharon-Peretz J. Characterization of Empathy Deficits following Prefrontal Brain Damage: The Role of the Right Ventromedial Prefrontal Cortex. Journal of Cognitive Neuroscience. 2003. 15 (3): 324–337.

  43. Spengler S., von Cramon D.Y., Brass M. Control of shared representations relies on key processes involved in mental state attribution. Human Brain Mapping. 2009. 30 (11): 3704–3718.

  44. Tognoli E., Kelso J.A. The coordination dynamics of social neuromarkers. Front. Hum. Neurosci. 2015. 20 (9): 563–578.

  45. Uddin L.Q., Molnar-Szakacs I., Zaidel E., Iacoboni M. rTMS to the right inferior parietal lobule disrupts self–other discrimination. 2006. SCAN. 1 (1): 65–71.

  46. Yang J., Kitada R., Kochiyama T., Yu Y., Makita K., Araki Y., Wu J., Sadato N. Brain networks involved in tactile speed classification of moving dot patterns: the effects of speed and dot periodicity. Sci. Rep. 2017. 7: 40931–40943.

  47. Zald D.H., Andreotti C. Neuropsychological assessment of the orbital and ventromedial prefrontal cortex. Neuropsychologia. 2010. 48 (12): 3377–3391.

Дополнительные материалы отсутствуют.