ГАММА-РИТМ В СЕНСОРНЫХ И КОГНИТИВНЫХ ПРОЦЕССАХ

Во многих работах показана связь гамма-ритма (высокочастоной составляющей ЭЭГ) с вниманием, детекцией и опознанием стимула, семантическими операциями и другими психическими процессами. Тем не менее остается не ясной роль гамма-ритма в сенсорном и когнитивном кодировании. До сих пор не раскрыты функции вызванного гамма-ритма (синхронизированного по фазе со стимулом) и индуцированного, синхронизированного со стимулом только по времени. Целью работы было исследовать функции вызванного и индуцированного гамма-ритма в процессах внимания и памяти в зависимости от содержания выполняемой деятельности.

Гамма-ритм исследовался в ситуациях привлечения внимания: 1) к звуковым щелчкам через выполнение простой двигательной реакции на звук; 2) к зрительному стимулу при слежении за его скачками на мониторе; 3) к межстимульному интервалу, случайно варьирующему по длительности, для реагирования после целевого интервала; а также в зависимости от привыкания к стимулу и развития медленно-волнового сна. Гамма-ритм изучался в полосе 30-45 Гц по 15-канальной ЭЭГ. Уровень гамма-активности измерялся числом локализованных его источников в объеме мозга (модель одного подвижного токового диполя) для различных временных окон после стимула. Для вызванного гамма-ритма использовался усредненный вызванный потенциал (УВП), для индуцированного - исходная ЭЭГ.

Привлечение внимания к стимулу независимо от модальности вызывает тоническую реакцию увеличения гамма-активности более выраженную в индуцированном нежели в вызванном гамма-ртиме. С развитием медленно-волнового сна гамма-активность падает. Параллельно тонической активности увеличивается и его фазические реакции на стимул в виде сенсорного компонента (0-100 мс после стимула). С привыканием и сном сенсорный компонет ослабевает. В сенсорном компоненте представлены вызванный и индуцированный гамма-ритм. Их соотношение определяется особенностями работы со стимулом. В его составе преобладает индуцированный гамма-ритма, когда требуется лишь зафиксировать момент появления стимула, а затем преключить внимание на другую деятельность. При удержании внимания на стимуле, как в случае выполнения простой двигательной реакции, в сенсорном ответе доминирует вызванный гамма-ритм. Источники вызванного и индуцированного гамма-ритма сенсорного ответа локализуются в специфических зонах коры, в затылочной коре для зрительного стимула, и в височной для звукового. Зона локализации индуцированного гамма-ритма шире, чем у вызванного. Выявлены другие фазические реакции гамма-ритма: антиципации – ожидания стимула, поздний компонент, приуроченный к операциям обращения к рабочей памяти. Источники их гамма-ртима преимущественно обнаружены в передних областях, виске и мозжечке. Тонические и фазические реакции гамма-ритма отражают особую высокачастотную форму активации нейронных сетей с разной степенью локальности, запускающей механизм посттетанической потенциации, повышающей эффективность проведения через синапс.