Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова, 2020, T. 70, № 5, стр. 635-649

Реактивность зеркальной системы мозга и уровень интеллекта у детей школьного возраста

С. А. Махин 1*, А. И. Кайда 1, Е. В. Эйсмонт 1, В. Б. Павленко 1

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

* E-mail: smakhin@inbox.ru

Поступила в редакцию 29.04.2020
После доработки 14.05.2020
Принята к публикации 01.06.2020

Аннотация

Анализировали различия в показателях вербального и невербального интеллекта (тест Векслера – WISC) у 98 детей в зависимости от принадлежности к возрастной группе (младшая – 8–11 лет/старшая – 12–15 лет), сенсомоторной специфичности при выполнении инструментальных движений компьютерной мышью (снижение амплитуды мю-ритма ЭЭГ в низкочастотном/высокочастотном поддиапазонах) и наличия подавления мю-ритма при наблюдении и слуховом восприятии аналогичных движений, выполняемых другим человеком. В ситуации наблюдения за движениями отсутствие снижения амплитуды мю-ритма во фронтальных регионах коры (т.е. отсутствие “зеркальной” активации) у детей старшей группы с высокочастотным мю-ритмом было характерно для испытуемых с более низким уровнем развития невербального интеллекта. Отсутствие “зеркальной” активации в центральных регионах выявлено у детей обеих возрастных групп с высокочастотным мю-ритмом, имеющих более низкие показатели невербального интеллекта, а в париетальных – высокий уровень вербального интеллекта. В ситуации слухового восприятия движений менее выраженная “зеркальная” активация была обнаружена у детей с низкочастотным мю-ритмом, отличающихся более высоким уровнем невербального интеллекта. Таким образом, характер связи реактивности зеркальной системы мозга с уровнем интеллекта школьников зависит от их возраста, частотных особенностей мю-ритма, анализируемого региона коры и экспериментальной ситуации, в которой регистрируется динамика ритмов ЭЭГ.

Ключевые слова: дети, мю-ритм, зеркальная система мозга, интеллект, инструментальные движения

DOI: 10.31857/S0044467720050081

Список литературы

  1. Александров А.А., Тугин С.М. Изменения µ-ритма при различных формах двигательной активности и наблюдении движений. Российский физиологический журнал им. И.М. Сеченова. 2010. 96 (11): 1088–1096.

  2. Дружинин В.Н. Психология общих способностей. 3-е изд. СПб.: Питер: Техническая книга, 2007. 368 с.

  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. Курганский А.В. Функциональная организация мозга человека в состоянии покоя. Журн. высш. нерв. деят. им. И.П. Павлова. 2018. 68 (5): 567–580.

  5. 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.

  6. Лебедева Н.Н., Каримова Е.Д. Устойчивость паттернов ЭЭГ человека в различных задачах: проблема аутентификации личности. Журн. высш. нерв. деят. им. И.П. Павлова. 2020. 70 (1): 40–49.

  7. 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. Журн. высш. нерв. деят. им. И.П. Павлова. 2018. 68 (2): 204–215.

  8. Риццолатти Дж., Синигалья К. Зеркала в мозге: О механизмах совместного действия и сопереживания. М: Языки славянских культур, 2012. 208 с.

  9. Филимоненко Ю.И. Тест Д. Векслера. Диагностика структуры интеллекта (детский вариант): методическое руководство. СПб.: ИМАТОН, 2016.

  10. Alcala-Lopez D., Vogeley K., Binkofski F., Bzdok D. Building blocks of social cognition: Mirror, mentalize, share? Cortex. 2019. 118: 4–18.

  11. Berchicci M., Zhang T., Romero L., Peters A., Annett R., Teuscher U., Bertollo M., Okada Y., Stephen J., Comani S. Development of mu rhythm in infants and preschool children. Developmental Neuroscience. 2011. 33: 130–143.

  12. Bidet-Ildei C., Beauprez S.-A., Badets A. A review of literature on the link between action observation and action language: advancing a shared semantic theory. New ideas in psychology. 2020. 58: 100777.

  13. Binder E., Dovern A., Hesse M.D., Ebke M., Karbe H., Saliger J., Fink G.R., Weiss P.H. Lesion evidence for a human mirror neuron system. Cortex. 2017. 90: 125–137.

  14. Bushov Yu.V., Svetlik M.V., Esipenko E.A., Kartashov S.I., Orlov V.A., Ushakov V.L. The activity of human mirror neurons during observation and time perception. Sovremennye Tehnologii v Medicine. 2019. 11 (1): 69–74.

  15. Chen S.A., Desmond J.E. Cerebrocerebellar networks during articulatory rehearsal and verbal working memory tasks. Neuroimage. 2005. 24: 332–338.

  16. Cook R., Bird G., Catmur C., Press C., Heyes C. Mirror neurons: from origin to function. Behav Brain Sci. 2014. 37 (2): 177–192.

  17. di Pellegrino G., Fadiga L., Fogassi L., Gallese V., Rizzolatti G. Understanding motor events: a neurophysiological study. Exp. Brain Res. 1992. 91: 176–180.

  18. Fox N.A., Bakermans-Kranenburg M.J., Yoo K.H., Bowman L.C., Cannon E.N., Vanderwert R.E., Ferrari P.F. Assessing human mirror activity with EEG mu rhythm: A meta-analysis. Psychol Bull. 2016.142 (3): 291–313.

  19. 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.

  20. Gallese V., Sinigaglia C. What is so special about embodied simulation? Trends in Cognitive Sciences. 2011. 15: 512–519.

  21. Glenberg A.M., Gallese V. Action-based language: a theory of language acquisition, comprehension, and production. Cortex. 2012. 48: 905–922.

  22. Grandy T.H., Werkle-Bergner M., Chicherio C., Lovden M., Schmeidek F., Lindenberger U. Individual alpha peak frequency is related to latent factors of general cognitive abilities. Neuroimage. 2013. 79: 10–18.

  23. Jospe K., Floel A., Lavidor M. The interactive effect of empathy and motor cortex stimulation on hand gesture comprehension. Neuropsychologia. 2020. 141: 107412.

  24. Jung R.E., Haier R.J. The parieto-frontal integration theory (P-FIT) of intelligence: converging neuroimaging evidence. Behav Brain Sci. 2007. 30 (2): 135–154.

  25. Krautheim J.T., Dannlowski U., Steines M., Neziroglu G., Acosta H., Sommer J., Straube B., Kircher T. Intergroup empathy: Enhanced neural resonance for ingroup facial emotion in a shared neural production-perception network. Neuroimage. 2019. 194: 182–190.

  26. Langeslag S.J., Schmidt M., Ghassabian A., Jaddoe V.W., Hofman A., van der Lugt A., Verhulst F.C., Tiemeier H., White T.J. Functional connectivity between parietal and frontal brain regions and intelligence in young children: the Generation R study. Hum. Brain Mapp. 2013. 34: 3299–3307.

  27. Macher K., Bohringer A., Villringer A., Pleger B. Cerebellar-parietal connections underpin phonological storage. J. Neurosci. 2014. 34: 5029–5037.

  28. Molenberghs P., Cunnington R., Mattingley J.B. Brain regions with mirror properties: A meta-analysis of 125 human fMRI studies. Neuroscience and Biobehavioral Reviews. 2012. 36: 341–349.

  29. Mottonen R., Farmer H., Watkins K.E. Neural basis of understanding communicative actions: Changes associated with knowing the actor’s intention and the meanings of the actions. Neuropsychologia. 2016. 81: 230–237.

  30. Pfurtscheller G., Neuper C., Krausz G. Functional dissociation of lower and upper mu rhythms in relation to voluntary limb movement. Clinical neurophysiology. 2000. 111 (10): 1873–1879.

  31. Pineda J. Sensorimotor cortex as a crucial component of an ‘extended’ mirror neuron system: Does it solve the development, correspondence, and control problem in mirroring? Behavioral and Brain Functions. 2008. 4 (1): 47.

  32. Power J.D., Fair D.A., Schlaggar B.L., Petersen S.E. The development of human functional brain networks. Neuron. 2010. 67: 735–748.

  33. Stancák A. Jr., Pfurtscheller G. Mu rhythm changes in brisk and slow self-paced finger movements. Neuroreport. 1996. 7: 1161–1164.

  34. Steinbeis N., Crone E.A. The link between cognitive control and decision-making across child and adolescent development. Current Opinion in Behavioral Sciences. 2016. 10: 28–32.

  35. Thorpe S.G., Cannon E.N., Fox N.A. Spectral and source structural development of mu and alpha rhythms from infancy through adulthood. Clinical Neurophysiology. 2016. 127 (1): 254–269.

  36. Tompson S.H., Kahn A.E., Falk E.B., Vettel J.M., Bassett D.S. Functional brain network architecture supporting the learning of social networks in humans. Neuroimage. 2020. 210: 116498.

  37. Wadsworth H.M., Maximo J.O., Lemelma A.R., Clayton K., Sivaraman S., Deshpande H.D., Ver Hoef L., Kana R.K. The action imitation network and motor imitation in children and adolescents with autism. Neuroscience. 2017. 343: 147–156.

Дополнительные материалы отсутствуют.