Журнал высшей нервной деятельности им. И.П. Павлова, 2021, T. 71, № 5, стр. 637-648

Особенности вызванных потенциалов ЭЭГ при восприятии быстрых и медленных поглаживаний: ответ распознающей и эмоциональной систем механорецепции

А. А. Варламов 12*, М. А. Иванова 1, И. В. Скороходов 2, А. Н. Семиреченко 1, Г. В. Портнова 3

1 Лаборатория когнитивных и коммуникативных исследований, Государственный институт русского языка им. А.С. Пушкина
Москва, Россия

2 АНО “Центр реабилитации инвалидов детства “Наш солнечный мир”
Москва, Россия

3 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт высшей нервной деятельности и нейрофизиологии Российской академии наук
Москва, Россия

* E-mail: antonvarlamov@gmail.com

Поступила в редакцию 27.10.2020
После доработки 10.12.2020
Принята к публикации 02.03.2021

Аннотация

За последние 25 лет было убедительно показано, что у человека существует несколько независимых систем кожной механорецепции. Наиболее изучена распознающая система тактильного восприятия, объединяющая кожные механорецепторы, иннервированные быстрыми миелинизированными афферентами типа Aβ, и предоставляющая подробную информацию о месте контакта и характере стимула. Относительно недавно была открыта эмоциональная С-тактильная система, обеспечивающая безусловные положительные эмоции в ответ на нежные медленные прикосновения. Динамика электрического ответа коры на афферентацию от С-тактильной системы почти не изучена, а существующих данных недостаточно для разграничения компонентов вызванного ответа мозга, связанных с деятельностью Aβ- и С-тактильных систем. В данном пилотном исследовании был проведен анализ вызванных потенциалов ЭЭГ в ответ на быстрые (30 см/с) и медленные (5 см/с) поглаживания, осуществляемые роботизированной установкой. В исследовании приняли участие 13 взрослых испытуемых. Первые выделяемые в ответ на поглаживания компоненты ВП наблюдались во временном интервале 400–1800 мс по латеральным фронтальным и центральным отведениям; их амплитуда была выше для быстрых поглаживаний, что указывает на их связь с активностью Aβ-системы. Исключительно для медленных поглаживаний наблюдались комплекс P2100–N2300, вероятно, связанный с реакцией Aβ-системы на прекращение стимуляции, и сверхпоздний положительный потенциал, предположительно связанный с ответом С-тактильной системы. Полученные результаты подтверждают наличие сверхпозднего положительного потенциала, показанного предшествующими исследованиями для медленных поглаживаний, и позволяют дифференцировать этот потенциал от других поздних компонентов ответа.

Ключевые слова: тактильное восприятие, социальные тактильные контакты, СT-афференты, Aβ-афференты, ЭЭГ, вызванные потенциалы, сверхпоздний потенциал, off-ответ

DOI: 10.31857/S0044467721050117

Список литературы

  1. Бибиков Н.Г. Кодирование длительности сигналов в слуховой системе. Обзор. Сенсорные системы. 2005. 19 (3): 229–239.

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

  3. Хорунжий Г.Д. Динамика временных характеристик активности в рецептивных полях нейронов задних холмов среднего мозга и слуховой коры мыши: дис. канд. биол. наук: 03.03.01. СПб, 2014.

  4. Abraira V.E., Ginty D.D. The sensory neurons of touch. Neuron. 2013.79 (4): 618–639.

  5. Ackerley R., Eriksson E., Wessberg J. Ultra-late EEG potential evoked by preferential activation of unmyelinated tactile afferents in human hairy skin. Neurosci. Lett. 2013. 535: 62–66.

  6. Baranek G.T., Foster L.G. Tactile Defensiveness and Stereotyped Behaviors. 2017. 91–95.

  7. Björnsdotter M., Löken L., Olausson H., Vallbo A., Wessberg J. Somatotopic Organization of Gentle Touch Processing in the Posterior Insular Cortex. J. Neurosci. 2009. 29 (29): 9314–9320.

  8. Borhani K., Làdavas E., Fotopoulou A., Haggard P. “Lacking warmth”: Alexithymia trait is related to warm-specific thermal somatosensory processing. Biological psychology. 2017. 128: 132–140.

  9. Ehret G., Merzenich M.M. Complex sound analysis (frequency resolution, filtering and spectral integration) by single units of the inferior colliculus of the cat. Brain Res. Rev. 1988. 472 (2): 139–163.

  10. Essick G.K., McGlone F., Dancer C., Fabricant D., Ragin Y., Phillips N., Jones T., Guest S. Quantitative assessment of pleasant touch. Neurosci. Biobehav. Rev. 2010. 34 (2): 192–203.

  11. Essick G.K., James A., McGlone F.P. Psychophysical assessment of the affective components of non-painful touch. Neuroreport. 1999. 10 (10): 2083–2087.

  12. Feldman R., Keren M., Gross-Rozval O., Tyano S. Mother-child touch patterns in infant feeding disorders: Relation to maternal, child, and environmental factors. J. Am. Acad. Child Adolesc. Psychiatry. 2004. 43 (9): 1089–1097.

  13. Feldman R., Gordon I., Schneiderman I., Weisman O., Zagoory-Sharon O. Natural variations in maternal and paternal care are associated with systematic changes in oxytocin following parent–infant contact. Psychoneuroendocrinology. 2010. 35 (8): 1133–1141.

  14. Feldman R., Golan O., Hirschler-Guttenberg Y., Ostfeld-Etzion S., Zagoory-Sharon O. Parent–child interaction and oxytocin production in pre-schoolers with autism spectrum disorder. Br. J. Psychiatry. 2014. 205 (2): 107–112.

  15. Field T. Touch deprivation and aggression against self among adolescents. Developmental Psychobiology of Aggression. Под ред. David M. Stoff, Elizabeth J. Susman. Кембридж, Великобритания: Cambridge University Press, 2005. 117–140.

  16. Francis S., Rolls E.T., Bowtell R., McGlone F., O’Doherty J., Browning A., Clare S., Smith E. The representation of pleasant touch in the brain and its relationship with taste and olfactory areas. Neuroreport. 1999. 10 (3): 453–459.

  17. Gordon I., Voos A.C., Bennett R.H., Bolling D.Z., Pelphrey K.A., Kaiser M.D. Brain mechanisms for processing affective touch. Hum. Brain Mapp. 2013. 34 (4): 914–922.

  18. Haggarty C.J., Malinowski P., McGlone F.P., Walker S.C. Autistic traits modulate cortical responses to affective but not discriminative touch. Eur. J. Neurosci. 2020. 51 (8): 1844–1855.

  19. Holt-Lunstad J., Birmingham W., Light K.C. The influence of depressive symptomatology and perceived stress on plasma and salivary oxytocin before, during and after a support enhancement intervention. Psychoneuroendocrinology. 2011. 36 (8): 1249–1256.

  20. Krämer H.H., Lunblad L., Birklein F., Linde M., Karlsson T., Elam M., Olausson H. Activation of the cortical pain network by soft tactile stimulation after injection of sumatriptan. Pain. 2007. 133 (1–3): 72–78.

  21. Löken L.S., Wessberg J., Morrison I., McGlone F., Olausson H. Coding of pleasant touch by unmyelinated afferents in humans. Nat. Neurosci. 2009. 12 (5): 547–548.

  22. Luck S.J. An Introduction to the Event-Related Potential Technique. 2-е изд. Бостон: MIT Press, 2014. 575 p.

  23. McGlone F., Wessberg J., Olausson H. Discriminative and Affective Touch: Sensing and Feeling. Neuron. 2014. 82 (4): 737–755.

  24. Morrison I., Löken L.S., Olausson H. The skin as a social organ. Exp.Brain Res. 2010. 204 (3): 305–314.

  25. Olausson H., Cole J., Rylander K., McGlone F., Lamarre Y., Wallin B.G., Krämer H., Wessberg J., Elam M., Bushnell M.C., Vallbo A. Functional role of unmyelinated tactile afferents in human hairy skin: Sympathetic response and perceptual localization. Exp. Brain Res. 2008. 184 (1): 135–140.

  26. Olausson H., Wessberg J., Morrison I., McGlone F., Vallbo A. The neurophysiology of unmyelinated tactile afferents. Neurosci. Biobehav. Rev. 2010. 34 (2): 185–191.

  27. Pantev C., Eulitz C., Hampson S., Ross B., Roberts L.E. The auditory evoked “off” response: Sources and comparison with the “on” and the “sustained” responses. Ear Hear. 1996. 17 (3): 255–265.

  28. Portnova G.V., Proskurnina E.V., Sokolova S.V., Skorokhodov I.V., Varlamov A.A. Perceived pleasantness of gentle touch in healthy individuals is related to salivary oxytocin response and EEG markers of arousal. Exp. Brain Res. 2020. 238 (10): 2257–2268.

  29. Riem M.M.E., De Carli P., van Ijzendoorn M.H., Linting M., Grewen K.M., Bakermans-Kranenburg M.J. Emotional maltreatment is associated with atypical responding to stimulation of endogenous oxytocin release through mechanically-delivered massage in males. Psychoneuroendocrinology. 2017. 85: 115–122.

  30. Rolls E.T. The functions of the orbitofrontal cortex. Brain Cogn. 2004. 55 (1): 11–29.

  31. Vallbo Å.B., Olausson H., Wessberg J. Unmyelinated afferents constitute a second system coding tactile stimuli of the human hairy skin. J. Neurophysiol. 1999. 81 (6): 2753–2763.

  32. Walker S.C., Trotter P.D., Swaney W.T., Marshall A., McGlone F.P. C-tactile afferents: Cutaneous mediators of oxytocin release during affiliative tactile interactions? Neuropeptides. 2017. 64: 27–38.

  33. Yamashiro K., Inui K., Otsuru N., Kida T., Akatsuka K., Kakigi R. Somatosensory off-response in humans: An ERP study. Exp. Brain Res. 2008. 190 (2): 207–213.

Дополнительные материалы отсутствуют.