Методы психофизиологии детей и подростков

МЕТОДЫ ОЦЕНКИ ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

Для исследования механизмов психических процессов применяется достаточно широкий спектр исследований.

Со времен Луиджи Гальвани, установившего во время опытов на лягушках наличие «животного электричества» изучение электрической активности стало одним из основных методов исследования нервной системы. Электрическая активность, являясь основополагающим процессом во всех отделах нервной системы, обеспечивает деятельность всех иерархических уровней нервной системы, начиная от мембранных потенциалов действия и покоя, синаптической передачи на клеточном и субклеточном уровнях и, кончая функционированием нейронных ансамблей и целого мозга

Основными методами психофизиологических исследований являются электрофизиологические методы, широко внедренные в физиологию в 30-е-40-е годы работами А.Б. Когана.

Это, прежде всего электроэнцефалография (ЭЭГ), позволяющая по изменению основных ритмов электрической активности мозга (при стандартных ее отведениях от черепа) судить о функциональном состоянии мозга.

ЭЭГ отражает колебания во времени разности потенциалов между двумя электродами.

Выделяют следующие ритмы мозга: альфа-, бета-, тета-, дельта-, мю-, каппа-, тау-; гамма-, лямбда -;сигма-волны.

При этом основными ритмами является альфа-ритм (с частотой 8-13 Гц и-амплитудой 5-100 мкВ), преимущественно регистрирующиеся в затылочной и теменной областях. Альфа-ритм проявляется при закрытых глазах в состоянии покоя, медитации или при монотонной деятельности.

Бета-ритм (с характеристиками 8-30 Гц, 2-20 мкВ), локализующийся в прецентральной и фронтальной коре, связан с максимальным сосредоточением внимания при решении сложных задач).

Гамма-ритм относится к быстрым ритмам (с частотой от 30 Гц до 12­170, а по данным некоторых авторов, до 500 Гц, при низкой амплитуде -около 2 мкВ)

Дельта-ритм (0,5-4 Гц, 20-200 мкВ), возникает в разных участках коры мозга при глубоком естественном и наркотическом сне.

Тета-ритм, наиболее выраженный в лобных долях, при открытых глазах и умственной нагрузке распространяется и на другие зоны коры, (4-7 Гц, 5-100 мкВ), характеризует наступление медленноволнового сна. Многие ученые связывают его наличие с поисковым поведением, с извлечением энграмм из памяти и с планированием деятельности, и наиболее выраженный в гиппокампе).

Мю-, каппа- и тау-ритмы относятся к частотной категории альфа-ритма. При этом мю-ритм (или аркообразный) регистрируется из роландической области, каппа- и тау-ритмы - из височной (каппа-ритм - при подавлении альфа-ритма умственной деятельностью, тау - аналогичен затылочному альфа-ритму и подавляется звуковыми стимулами).

Сигма-активность (веретенообразная активность) регистрируется при переходе дремоты в медленноволновыи сон, а также при раздражении неспецифических ядер таламуса и характеризуется частотой 14-17 Гц при амплитуде в несколько мкВ на начале и исходе веретена и в 100-200 мкВ на его максимуме.

Кроме того, описаны сверхмедленные потенциалы, имеющие период колебаний от нескольких секунд до нескольких часов и амплитуду от сотен микровольт до десятков милливольт. Эти потенциалы составляют 5 групп: 1 -секундные с периодом колебания от 3 до 10 сек., 2 -декасекундные с периодом 15-60 сек., 3 - минутные с периодом 2-9 мин., 4- декаминутные с периодом 10-20 мин., 5 - часовые с периодом 0,5 -1,5 часа. Подобные колебания имеют место и при бодрствовании, и во время сна, при извлечении энграмм из памяти, при действии фармакологических веществ, а также при патологии мозга.

К электрофизиологическим методам также относятся методы регистрации вызванных потенциалов (ВП) и потенциалов, связанных с событиями (ПСС). ВП представляют собой ответы на сенсорные стимулы, регистрируемые из проекционных зон коры и стволовых проекционных структур, в виде ряда позитивно-негативных отклонений, длящихся после стимула в течение 0,5-1 сек. При протекании таких сложных событий, как возникновение ориентировочного рефлекса, концентрация внимания, извлечение из памяти энграмм, изменение общего функционального состояния также возникают ПСС как многокомпонентные негативно-позитивные отклонения.

Для тестирования слуховой функции, выявления опухолей, димиелинизации волокон, определяются стволовые потенциалы.

Методика, основанная на определении ВП, применяется для выявления потенциалов, связанных с движением, внимания.

О пространственном распределении по коре любого выбранного показателя электрической активности мозга дает представление метод картирования биотоков мозга. Метод, с помощью которого можно определить ВП, один из его компонентов, частотные полосы спектра ЭЭГ, позволяет выделить фокусы активности мозга.

Функциональные томограммы мозга позволяют получить такие современные методы исследований, как магнитоэнцэфалография (МЭГ), дополняющая информацию, полученную с помощью ЭЭГ-метода. Преимуществами МЭГ по сравнению с ЭЭГ являются бесконтактность метода регистрации; примерно одинаковая магнитная проницаемость для воздуха и тканей организма, в связи с чем отсутствуют искажения от кожи, подкожной жировой клетчатки, костей черепа, твердой мозговой оболочки, крови. Недостатком метода является определение локализации только корковых полей, в то время как в ЭЭГ суммируются сигналы от всех источников

Получение искусственных срезов мозга стало возможным с внедрением позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ), магнитно-резонансной томографии (МРТ.

Позитронно-эмиссионная томография основана на регистрации в различных структурах мозга короткоживущих изотопов, которые, замещая в молекуле какого-либо вещества атомы углерода, кислорода, или фтора соответственно изотопами 11C, 15O, 13N, 18F, участвуют в физиологических процессах мозга. Усиление активности сопровождается усилением обменных процессов и в областях с повышенной активностью образуется скопление изотопов, по которым и судят об участии тех или иных структур в психических процессах.

Магнитно-резонансная томография проводится в виде структурной томографии и функциональной МТР. Структурная томография дает информацию о карте структур мозга на основе контраста белого и серого вещества. Функциональная МРТ (ФМРТ) основана на использовании парамагнитных свойств субстанции гемоглобина. Регистрация концентрации парамагнитного гемоглобина в сосудах мозга, меняющейся в зависимости от функционального состояния мозговой ткани и сосудов, позволяет выявить карты локальных активаций магнитного поля.

Как дополнительные при системных исследованиях могут использоваться методы окулографии и электроокулографии (ЭОГ), электромиографии (ЭМГ), регистрации электрической активности кожи (ЭАК).

К методам непрямой регистрации неспецифических изменений функционального состояния ЦНС относятся и методы регистрации вегетативных показателей.

Кожно-гальваническая реакция (КГР) или психогальванической реакции (ПГР). Впервые характерные колебания потенциалов кожи при эмоциональных реакциях описал в 1889 г. И. Р. Тарханов. В настоящее время под КГР принято понимать изменение разности потенциалов и снижение электрического сопротивления между двумя участками кожи при различных воздействиях на организм, сопровождающихся психоэмоциональной реакцией. Изменение сопротивления связано с деятельностью потовых желез, находящихся под контролем вегетативной нервной системы.

Показатели функционирования сердечно-сосудистой системы являются свидетельством изменения функциональной активности структур организма, и, в первую очередь, головного мозга. Регистрация изменений в деятельности сердечно-сосудистой системе осуществляется при наблюдении за пульсом, измерении артериального давления, электрокардиографии (ЭКГ). Изменения в периферических сосудах фиксируются при помощи плетизмографии, основанной на регистрации изменения объема крови, поступающей к различным органам.

ЭМПИРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Оценка эффектов возраста. Одним из самых распространенных методов возрастной психофизиологии является метод поперечных срезов (сравнительно-возрастной), позволяющий в короткие сроки исследовать большой возрастной диапазон. Потенциальная сложность метода заключается в необходимости тщательного уравнивания сопоставляемых выборок по максимально возможному числу параметров, в том числе по наиболее существенному - биологическому возрасту испытуемых. Эффект различия календарного и биологического возрастов в младенчестве наглядно демонстрирует необходимость учета биологического возраста при изучения поведения. Было установлено, что нормальные младенцы начинают улыбаться в ответ на некоторый видимый объект в хронологическом возрасте 6 недель, когда их фактический возраст (от зачатия) равен 46 неделям. Эта же закономерность сохраняется и для недоношенных и для переношенных детей - младенцы начинают улыбаться в фактическом возрасте 46 недель.

Особенно заметно расхождение биологического и хронологического возраста у подростков, специфика функционирования организма которых в большей степени обусловлена половым созреванием, а не календарным возрастом.

Очевидно, что в идеальном варианте формирования выборок испытуемых должно проводиться с учетом биологического возраста.

Метод индивидуального прослеживания (продольных срезов или лонгитюдных) предполагает относительно продолжительное и систематическое прослеживание изменений изучаемых свойств у одних и тех же испытуемых. Главной целью лонгитюдного метода является исследование изучаемых характеристик с точки зрения их изменения в онтогенезе, то есть: а) внутрииндивидуальных изменений; б) межиндивидуальных различий в оценке наблюдаемых внутрииндивидуальных изменений. Динамику хода изменений у разных индивидов выражаются в виде индивидуальных кривых развития (траекторий). Примером может служить исследования И.Шванцеры, в результате которых выделено девять траекторий развития

1. Константное протекание (на протяжении всех трех лет показатель сохраняется на одном уровне);

Положительный тренд (равномерное увеличение показателя в течение трех лет);

Отрицательный тренд (равномерное снижение показателя на протяжении трех лет);

Акселерационный тренд (величина показателя в течение двух лет сохраняется на одном уровне, а затем возрастает);

Ретардационный тренд (величина показателя в течение двух лет сохраняется на одном уровне, а затем уменьшается);

6. Положительный ассимптотический тренд (уровень показателя возрастает сразу ко второй точке и сохраняется на высоком уровне);

Отрицательный асимптотический тренд (уровень показателя падает ко второй точке и сохраняется на низком уровне);

Вогнутый тренд (показатель сначала увеличивается ко второй точке, а затем вновь падает);

Выпуклый тренд (показатель сначала падает ко второй точке, а затем возрастает).

Данный перечень траекторий построен путем простого перебора возможных значений показателей, взятых в трех точках лонгитюда, поэтому имеет достаточно формальный характер. Тем не менее, он демонстрирует принципиальную возможность классификации испытуемых (выделения типов) на основе динамики показателя по этим точкам измерения.

Лонгитюдные исследования могут помочь решать и другие задачи, связанные с установлением факторов, определяющих преемственность развития, находить отсроченные эффекты тех или иных воздействий и выявлять, наконец, причинно-следственные отношения в динамике возрастных изменений признаков.

Нормативно-ориентированные эмпирические исследования ставят своей целью выявление общих закономерностей созревания и возрастных особенностей функционирования физиологических условий и предпосылок психического развития. Такие исследования, заложившие основы возрастной когнитивной психофизиологии в нашей стране, на протяжении более чем тридцати лет проводились Д. А.Фарбер и ее сотрудниками.

В исследованиях такого рода, как правило, имеет место экспериментальное моделирование психических процессов, состояний и деятельности (например, мыслительной), сопровождающееся регистрации электрофизиологических показателей (ЭЭГ и ВП и других). Изменения параметров электрофизиологических реакций в ходе психической деятельности сравниваются у испытуемых разных возрастных групп, и на этой основе делается заключение о том, как преобразуются мозговые механизмы переработки информации в ходе онтогенеза.

Эффективность этих исследований определяется двумя факторами: качеством экспериментальной модели (внимания, восприятия, мышления) и набором физиологических показателей. Чем более содержательна и репрезентативна по отношению к моделируемой психической реальности экспериментальная модель/ситуация, воспроизводящая тот или иной психический процесс, и разнообразнее и тоньше физиологические показатели, тем больше оснований выявить специфические особенности обеспечения познавательной деятельности ребенка и оценить их динамику в ходе онтогенеза.

Дифференциально-диагностические эмпирические исследования. В этих исследованиях психологический и физиологический аспекты сосуществуют или выполняются независимо друг от друга, но на определенном этапе (это может быть промежуточное тестирование или окончание эксперимента) проводится комплексное обследование, позволяющее обобщить результаты с учетом данных психологического и физиологического рядов. В качестве примера можно привести исследование биоэлектрической активности мозга у детей, которые учатся в обычных условиях и детей, которые учатся по специальной стимулирующей психическое развитие программе. Периодическое исследование психофизиологических функций у тех и других позволяет судить о том, как сказывается дополнительное обучение на биологическом созревании.

Комплектовать группы для изучения можно по разным признакам как психологическим, так и физиологическим. В качестве физиологических критериев может быть использован темп созревания, в этом случае сравниваются психологические и физиологические особенности ретардантов и акселератов. По той же схеме можно проводить обследование детей, различающихся по психологическим или социально-психологическим особенностям.

Дата добавления: 2014-01-04