Главная » Справочники » Магистратура Анохин »

Спецпрактикум “Методы психофизиологических исследований человека”

Преподаватели: доцент Напалков Д.А.
                              в.н.с. Ратманова П.О.

Аннотация курса:

Изучение биологии мозга и интеллекта человека возможно с применением неинвазивных методов, таких как регистрация и анализ электроэнцефалограммы, вызванных потенциалов и потенциалов, связанных с событием. При этом надо понимать специфику работы с человеком, как с субъектом исследования, знать и соблюдать соответствующие биоэтические нормы. Данный курс знакомит студентов магистратуры с разнообразием электрофизиологических методов изучения головного мозга и дает практические навыки регистрации и обработки электрофизиологических сигналов. Обсуждаются особенности работы с добровольцами, документы, определяющие рамки данных исследований, а также принципы работы оборудования для регистрации психофизиологических показателей.

Цели дисциплины – формирование у студентов знаний в области электрофизиологии головного мозга, а также практических навыков регистрации и обработки электроэнцефалограммы, вызванных потенциалов головного мозга и потенциалов, связанных с событием.

Задачи: Получение базовых теоретических знаний о феноменологии и механизмах генерации различных видов электрической активности головного мозга человека. Знание биоэтических норм и основ организации исследования с участием человека в качестве субъекта исследования. Владение методологией и методами регистрации электроэнцефалограммы, вызванных потенциалов и потенциалов, связанных с событием. Умение анализировать полученные экспериментальные данные, делать необходимые выводы и формулировать обоснованные гипотезы при изучении биологии мозга и интеллекта человека.

Программа курса:

Тема 1. Биоэтические нормы работы с человеком в качестве объекта изучения, инструктаж по технике безопасности. Основные принципы организации психофизиологического исследования. Биоэтические нормы работы с человеком в качестве субъекта исследования. Анализ исходных документов: Хельсинкской декларации Всемирной медицинской организации, Конвенции о правах человека и биомедицине (Совет Европы), Всеобщей декларации о биоэтике и правах человека (ЮНЕСКО). Техника безопасности при проведении экспериментов с участием человека.

Устройство и принципы работы оборудования для регистрации биопотенциалов. Оборудование, необходимое для регистрации электрофизиологических показателей. Виды погрешностей измерения. Устройство и принципы работы электронных усилителей. Виды электронных усилителей. Принципы работы электрических фильтров. Емкостное и индуктивное сопротивление, постоянная времени. Коэффициент усиления, амплитудно-частотная характеристика усилителя. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи и принципы их работы.

Основные принципы организации психофизиологического исследования. Знакомство с программным обеспечением для регистрации и обработки психофизиологических сигналов (CONAN, НЕОКОРТЕКС, НЕЙРОВИЗОР).

Тема 2. Классификация электрической активности головного мозга. Виды электрической активности мозга, их краткая характеристика. Импульсная активность, суммарная электрическая активность, медленная электрическая активность. Спонтанная электрическая активность, вызванная электрическая активность. Классификация спонтанной электрической активности головного мозга. Волны и комплексы ЭЭГ. Ритмы электрической активности головного мозга. Основные термины и понятия при описании ЭЭГ. Типы электрической активности головного мозга человека по Жирмунской. Краткая характеристика основных ритмов ЭЭГ. Функциональная топография основных ритмов. Обонятельный ритм, дыхательный ритм.

 

 

Тема 3. Природа электрической активности головного мозга. Гипотезы о природе суммарной электрической активности головного мозга. Гипотеза Эдриана и Мэттьюса. Вклад ВПСП и ТПСП сомы и дендритов нейронов в суммарную ЭЭГ. Гипотезы Касперса, О’Лири и Бишопа. Мозг как объемный проводник. Теория диполя. Роль замкнутых цепей межнейронных связей в становлении ритмической синхронизации нервных элементов. Гипотеза Лоренте де Но. Роль возвратного торможения в генерации ритмической активности таламуса и коры головного мозга. Гипотеза Андерсена и Экклса. Работы лаборатории Стериаде. Роль нейроглии в генерации электрической активности головного мозга.

Тема 4. Методы регистрации и анализа электроэнцефалограммы. Постановка электродов. Схемы отведения ЭЭГ. Артефакты на ЭЭГ. Визуальный анализ ЭЭГ, сфера его применения. Обратная задача ЭЭГ. Частотный, спектральный, авто- и кросскорреляционный анализ. Спектральный анализ. Метод преобразования Фурье. Выбор длины эпохи, сдвига и перекрытия эпох. Усреднение спектров. Корректирующие окна. Частотно-амплитудные и функциональные характеристики основных диапазонов ЭЭГ человека. Топографическое картирование ЭЭГ. Корреляционный анализ. Методы трехмерной локализации ЭЭГ-источников.

Тема 5. Методы регистрации вызванных потенциалов. Зрительные и слуховые вызванные потенциалы. Современные методы регистрации и выделения вызванных потенциалов. Отношение сигнал/шум. Классификация вызванных потенциалов. Идентификация и методика анализа компонентов вызванных потенциалов. Современные представления о генезе вызванных потенциалов.

Зрительные, слуховые, соматосенсорные вызванные потенциалы. Условия регистрации. Идентификация компонентов. Ранние и поздние компоненты вызванных потенциалов. Топическое распределение вызванных потенциалов. Зависимость от физических и физиологических параметров стимула. Применение вызванных потенциалов в биомедицинских исследованиях.

Тема 6. Потенциалы, связанные с событиями: Р300, N400 и P600. Классификация потенциалов, связанных с событиями. Методы регистрации и выделения потенциалов, связанных с событиями. Когнитивный потенциал P300. Методы регистрации и условия выделения Р300. Компоненты P3a и P3b, топическое распределение, механизмы генерации. Потенциалы N400 и P600. Методы регистрации и условия выделения. Топическое распределение. Механизмы генерации. Взаимосвязь потенциалов N400 и P600 с семантическим и синтаксическим анализом. Области применения потенциалов, связанных с событиями.

Тема 7. Потенциалы, связанные с событиями: MMN, CNV, связанные с движениями потенциалы мозга. Негативность рассогласования (MMN). Методы регистрации и условия выделения. Зависимость от физических и физиологических параметров стимула. Топическое распределение. Механизмы генерации. Условное негативное отклонение (CNV). Методы регистрации и условия выделения. Ранний и поздний компоненты CNV: О-волна и Е-волна. Топическое распределение. Механизмы генерации. Потенциалы, связанные с движением. Условия регистрации. Идентификация компонентов. Топическое распределение. Области применения потенциалов, связанных с событиями.

Тема 8. Сверхмедленная электрическая активность головного мозга. Классификация, основные определения. Потенциалы, регистрируемые с кожи головы усилителем постоянного тока. Постоянный потенциал головного мозга. Гипотезы о происхождении постоянного потенциала. Омегометрия: необходимое оборудование, применение в психофизиологии. Сверхмедленные ритмические колебания. Минутные колебания, декасекундные колебания, секундные колебания. Возможные механизмы генерации, цикл образования сверхмедленного колебания потенциала по Аладжаловой.

Тема 9. Дельта-диапазон электроэнцефалограммы. Дельта-ритм. Дельта-ритм во время сна. Виды дельта-ритма. Представления о генезе дельта-ритма. Дельта-ритм, генерируемый в коре. Работы лаборатории Стериаде и Тимофеева. Таламический дельта-ритм. Модель МакКормика и Пейпа. Патологические проявления дельта-ритма у человека. Дельта-ритм при опухолях головного мозга. Дельта-ритм при поражении сосудов головного мозга. Дельта-ритм при черепно-мозговых травмах.

Тема 10. Тета-ритм – феноменология и генез. Тета-ритм животных. Типы тета-ритма животных. Структуры, связанные с генерацией тета-ритма, механизмы генерации. Тета-ритм человека. Тета-ритм у детей и взрослых. «Гедонистический» тета-ритм. Гипотеза Уолтера о значении тета-ритма. Тета-ритм при умственном напряжении, во время медитации и деконцентрации внимания. Тета-ритм и пространственная память. Патологическая тета-активность.

Тема 11. Альфа-диапазон ЭЭГ. Ритмы альфа-диапазона ЭЭГ. Сигма-ритм. Модификации сигма-ритма. Работа Андерсена и Андерссона, объясняющая генез сигма-ритма. Современные представления о генезе сигма-ритма. Альфа-ритм человека согласно классическому определению. Характеристики: частота, амплитуда, функциональная топография, Бергер-эффект. Синхронизация и десинхронизация, связанные с событием. Методика расчета. Примеры использования метода в психофизиологии. Возможные механизмы генеза альфа-ритма. Альфа-подобная ритмика животных. Гипотезы о функциональном значении альфа-ритма. Гипотезы, предполагающие активную роль альфа-активности в распределении информации и ингибировании посторонних процессов. Работы Климеша и Йенсена. «Парадоксальная» альфа-активность в точностных видах спорта. Биологическая обратная связь и альфа-диапазон ЭЭГ. Роландический (мю) ритм: свойства, форма, методика выделения. Каппа-ритм.

Тема 12. Быстрая электрическая активность головного мозга. Бета- и гамма-ритмы. Разделение бета-ритма на типы в зависимости от частоты и локализации. Бета или быстрый альфа? Препараты, влияющие на бета-активность. Гамма-ритм. Генез гамма-ритма. Виды гамма-колебаний. Гамма-ритм или электромиограмма? Гамма-ритм при различных уровнях бодрствования. Гамма-ритм, внимание и память.

Тема 13. Электрическая активность мозга при различных уровнях бодрствования. ЭЭГ при различных функциональных состояниях. Реакция активации, ее виды. ЭЭГ и ориентировочная реакция. ЭЭГ при направленном (селективном) внимании и умственной деятельности. ЭЭГ при эмоциональном возбуждении. ЭЭГ в состояниях монотонии и утомления. Изучение сна с помощью электроэнцефалографии. Влияние лекарственных препаратов на электрическую активность головного мозга. ЭЭГ-контроль за стадиями наркоза.

Тема 14. Клиническая электроэнцефалография. Клиническая ценность ЭЭГ как объективного метода обследования больных эпилепсией. ЭЭГ-проявление разных видов эпилептических припадков. Petit mal и grand mal. ЭЭГ в межприступный период. Способы провокации патологической активности.  Механизмы генерации вызванной и спонтанной ритмической активности типа пик-волна. ЭЭГ при черепно-мозговой травме. ЭЭГ при психических заболеваниях. Диагностические возможности метода электроэнцефалографии в случаях нарушения развития головного мозга и при задержке психического развития.